基于精准药学模式药物化学课程教学革新研究*

黄 鹏，何黎琴，胡海霞

(安徽中医药大学药学院，安徽 合肥 230012)

药物化学是一门发现与发明新药、合成化学药物、阐明药物化学性质、研究药物分子与机体细胞(生物大分子) 之间相互作用规律的综合性学科，是药学领域中重要的专业带头学科，亦是制药工程、药物制剂、药学等专业的核心课程。

在2016年刘昌孝院士提出了精准药学的概念，强调了基于精准医疗下对于原创新药的研究与开发，即精准药学模式[1]。在“大数据”时代，精准医学和精准药学的共同基础是基因组学。在药物研发中可以认为与健康人和病人的基因有关，更与疾病的病因有关。而精准药学主要包括药物研发和临床用药两个方面。作为药物研发源头的专业课程药物化学，如何顺应精准药学模式开展课程教学与改革值得进一步思考与探索。

本文着重探讨在精准药学背景下，如何以新药创新为导向，多举并措，全面提升药物化学课程教学效果，以培养适应精准药学发展模式下要求的优秀药学专业人才。

1 夯实生物基础知识，强化课程教学设计

传统药物化学教学中，强调以化学模式为主，主要教学内容包括药物的化学名称、结构、性质、作用和合成方法。这种教学模式首先决定了教师是教学过程的主体，学生为辅的特点，其次教学内容上化学方面知识为主导，化学生物学知识点欠缺，导致所涉及的创新思维较少，难以适应现代社会创新性药学人才的培养。如今药物化学正由化学模式转向化学生物学模式，即向精准药学方向转变。这种转变实现的基础在于药物化学课程教学设计必须与时俱进，确实落实到位[2]。

基于精准药学背景下，药物化学课程设计过程中其教学目的、教学内容、以及教学思路和教学方法亟需从化学、分子生物学、化学生物学等多角度来思考和革新。精准药学着重于药物作用靶标研究，在药物化学课程中药物与靶点之间的相互作用及其构效关系方面内容与之密切相关。传统教学中，由于教学技术不足，这部分教学内容比较欠缺。因此，在教学过程中可以充分利用计算机辅助药物设计的 Autodock 、Discovery studio等软件，将药物分子与靶点之间相互作用的过程制作成动画视频，使其简单化、可视化，以便学生更加清晰地理解药物作用机制及其构效关系。此外，加强药物化学虚拟仿真实验的建设，利用计算机、虚拟现实(VR)、多媒体等先进技术高度模拟实验环境和操作对象，将化学生物学知识结合药物化学实验转移到计算机上，实现了药物化学实验课线上教学革新。通过药物化学虚拟仿真实验教学改革，不仅可以降低实验设备、试剂投入，并且可以有效减轻三废处理，学生可以随时随地进行实验操作，有效地提高学生的实验技能。因此，基于精准药学模式下药物化学虚拟仿真实验的教学改革可以有效解决了传统药物化学教学方式所面临的诸多难题。

2 更新教学内容，树立新药创制意识

在精准药学模式下，药物化学课程教学内容中需要加大化学生物学的知识。化学生物学是利用化学的技术和手段，从分子生物学角度观测生命活动并开展主动干预。化学生物学主要涵盖了化学遗传学、多样性导向合成、蛋白进化、分子成像、生物催化、合成生物学等技术，这些化学技术在基因组学、蛋白质组学、疾病诊断和治疗、药物创制等重要生物医学研究领域日益起着重要的作用。药物化学课程是培养学生新药创制意识的专业课程，在课堂教学内容上丰富化学生物学方面知识点，课外课程组主要采取线下精品课程或雨课堂等教学方式补充这些知识，并及时更新化学生物学方面知识；其次，教学内容上引入新药研发方面的案例，积极采取案例式教学，多举措培育学生新药创制意识。

精准药学模式下实验教材的编写亦需要多学科交叉综合性实验引入，特别需要增加关于细胞、分子生物学方面的实验操作[3]。因此，基于精准药学模式，将药物化学与化学生物学理论和实验教学内容进行有机调整与整合。在编写过程中严格内容选择，实验内容需涵盖验证性实验、综合性实验、开放性实验内容。其次要注重药物化学实验过程教学内容，培养学生动脑和动手相结合，严格要求和启发鼓励相结合，从而有效地调动了学生的学习兴趣，提高了教学质量，树立新药创新意识。

3 突出精准人才培养，构建多维教学体系

精准药学背景下，对于药学人才培养着重于专业专能专心，一些新的理念、模式和质量的要求对传统药学人才的培养模式提出了新的挑战，因此需要加快构建新的多维教学体系。在精准药学新的背景下,药物化学课程多维教学体系主要包括课堂教学、实践教学、学科竞赛、综合教学评价。

构建科学的药物化学实践环节，需要建设以“以学生为主体，以项目为导向，以创新能力培养”为基本特征的实践环境教学新体系。在建设中，结合药物化学实践教学特色，由传统的验证性实验逐步向综合性及开放性实验转变。结合教师们的科研项目，鼓励学生加入实验团队，进行科研实验，提升学生科研思维和科研动手能力。其次，积极开展暑期小学期，利用暑期时间让学生进入实验室进行实践活动，并撰写实习报告，从实验动手能力到科研写作进行全方面培训。通过这些实践环节运行，证明该体式在实际应用中取得了较好的效果,同时也为精准药学背景下实践课程改革提供新思路。

多维教学体系还囊括了以学科竞赛为基础的能力培养体系建设。学科竞赛是一种特殊的考试和竞赛，是提升大学生创新实践能力的实践平台，其重点考察的学生综合能力和素质。通过建立以学科竞赛为驱动的学生实践与创新能力培养模式，从而培养学生创新思维和解决实际问题能力，提高学生的实践创新能力[4]。随着高等教育发展，大学生创新大赛越来越受到重视。一方面学生通过学科竞赛达到促进学习目的，另一方面解决了课堂教学知识点不足，弥补生命科学知识短板，符合精准药学模式下药学人才培养。

4 引入先进教学技术，变通传统教学手段

传统的课堂教学模式是以教师为主体的教学，这也是目前大多数高校药物化学课程普遍采用的授课方式，该模式容易导致教师单向灌输、学生被动接受的局面。在整个教学中学生在学习过程中易处于被动接受知识的地位，其学习的主动性得不到重视，这显然与现代社会需求的制药企业人才的培养要求不相匹配。在精准药学背景模式下，传统的药物化学课堂教学手段已经无法满足教学和知识传播的需求。科学先进合理的教学手段对教学效果的提升事半功倍，教学手段的多样性及交叉应用，可以弥补课堂教学的不足。当前，借助互联网+和多媒体信息技术，一些新的教学手段如翻转课堂、云班课、雨课堂、PBL、TBL等不断应用于药物化学教学过程[5]。

近年来，随着生命科学高速发展，精准药学模式下药物化学教学过程中必然涉及到大量基因、蛋白、核酸结构、以及它们与药物的相互作用，加上不断涌现的现代生物学技术，凭借传统板书已难以满足教学需要。多媒体技术对于与生物医学密切相关的各种课程教学的帮助是显而易见的。因此教师需要借助现代多媒体教学手段，并且借助专业软件或者视频的辅助，将大大加深学生对讲解内容的理解。其次在教学过程中，虽然讲授过程占主体，若能让学生们参与到课堂教学过程中来，往往会有意想不到的效果。在教学过程中，课程组利用智慧树网络平台建立了药物化学慕课，并结合线下精品课程构建了药物化学雨课堂，通过线上线下混合式教学手段，从课堂内外进行教学活动。另一举措就是采用PBL教学方式通过学生自拟题目进行新药创新相关的主题探讨，学生之间见解和兴趣各有不同，通过成立不同小组可以进行互补，共同探讨和激发求知欲，既锻炼学生查阅资料的能力，又加深了其对药物化学课程的理解和兴趣。该教学手段有利于师生之间交流，以问题导向进行深入探析，促使学生掌握药物化学相关知识。多种先进教学手段的引入，有益于提升在精准药学模式下药物化学课程教学效果，培养学生创新能力。

5 结 语

高等药学教育为了顺应生命科学快速发展变革的要求，需要选择合理优化的教学方式，满足社会对药学人才的基本需要。传统的药物化学教学模式无法快速更新教学内容和凸显学科前沿发展信息。因此基于精准药学模式，增添化学生物学方面知识比重，结合现代教学科技新手段，加深与其他专业信息交流的能力，培养具有一定药物化学科研思路和实验技术能力的药学本科人才。当然，在精准药学背景下药物化学课程教学改革中依然有许多问题亟待解决。为了提升药物化学教学效果，适应精准药学模式，这些问题仍值得进一步研究与实践。