时间:2022-03-15 11:38:27
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摘要:在医药类高校中,实验教学作为一项重要的教学手段,应不断改革和创新,才能满足人才的培养需求。本文论述了天然药物化学实验教学在创新医药教育模式中的重要作用,通过对天然药物化学实验在医药类高校学科建设中出现的问题和弊端进行总结,探讨了实验教学今后的改革与发展思路,力图为全面提高学生的实践动手能力和创新能力提供可行的解决方案。
关键词:实验教学;天然药物化学;医药教学模式;教学改革
在科学技术飞速发展的今天,医药类高等院校的毕业生不但需要有扎实的专业基础理论知识,还要有较强的实际动手操作能力,同时更应具备创新与创造精神。因此,秉承“加强基础,增长知识,培养能力,提高素质”的人才培养目标,在医药类普通高校的教学过程中,作为培养学生实践与创新能力的重要手段,实验教学发挥了越来越重要的作用[1]。实验教学是培养学生实践能力的关键环节,加强实验教学的建设和管理,提高教学质量,充分发挥实验教学在人才培养过程中的作用,是当前创新医药教育模式改革的一项重要任务。
天然药物化学是药学专业的一门重要的专业课,同时也是一门以实验为基础的实践性很强的课程。天然药物化学实验主要通过提取、分离、结构鉴定等手段研究天然药物的化学成分,发现具有新颖结构或骨架的新化合物或具有新活性的已知化合物,为新药的研发奠定物质基础。天然药物化学实验教学在天然药物化学教学中同样占有非常重要的地位,是保障教学质量,培养学生创新和动手能力的重要手段。但是长期以来开设相关课程的各个高校对天然药物化学实验教学工作的重要性普遍认识不足,从而导致实验教学中存在着诸多问题,并在一定程度上影响了《天然药物化学》课程整体的教学效果。本文作者及所在教学团队,长期工作在《天然药物化学》教学与科研的第一线,通过学术交流并结合自身在实验课教学中多年积累的教学经验,对目前国内天然药物化学实验课教学的现状进行了简要的阐述,揭示存在的普遍性问题,并提出相应的解决方案与改革思路。
一、天然药物化学实验课教学存在的主要问题
1.实验室建设投入相对不足,现有教学设备不能有效利用。实验室建设上缺乏适度超前的科学规划,实验设备的落后与老化,直接影响着教学效果。例如天然药物化学实验中,学生从药用植物中分离得到的活性成分,如果没有核磁共振波谱仪很难确定未知化合物的准确结构。依照传统的实验教学模式,仍然采用色谱加对照品的方式进行化合物的定性鉴别,显然不能满足学生对于探索性实验内容的学习需求。要开发学生的创新潜能与探索精神,应在综合性实验的基础上多增加探索性的实验内容,给学生更多的自由思考与发挥的空间。要达到这样的教学目的,必须在硬件设备上加大投入,如核磁共振波谱仪这样的设备应该成为天然药物化学实验课的标准配置。此外,药学类专业本科阶段学生除了在实验课的短暂时间里可以接触到专业仪器设备外,很难再有更多的机会能够使用到这些专业设备,这不但会影响教学仪器设备的有效利用,而且同时也不能满足学生想通过利用实验设备学习和掌握更多实验技能的需求,从而形成了教学仪器设备使用的供需矛盾[2]。这就要求学校在实验室建设方面加大投入的同时,在实验设备使用管理上,也应该考虑是否能在实验课之外对本科生适时适度开发,在更大程度上尽可能的满足学生的动手实践学习需求,提高仪器设备的利用率。
2.实验课程规划不合理。在每一章理论课学习之后,应该及时安排与之相对应的实验课,让学生可以通过实践操作及时巩固和复习相关的知识内容,不应该把所有的理论课集中讲完再安排实验教学,更不能将实验课安排在相应的理论课之前。这需要任课教师在教学计划制定和学校教务部门课程安排上要认真规划、统一协调。此外,在天然药物化学实验课程中,选取代表性的药用植物和应用经典的提取分离方法对于理论教学的提升也有着很大的帮助。这就需要任课教师在实验课内容上也要合理规划。比如在学习完蒽醌类化合物这一章理论课后,可以安排大黄中蒽醌类成分的提取、分离和鉴定实验等。
3.缺乏完整的实验教学质量评价考核体系。实验教学质量评价不仅是教育决策的依据,也是实验教学达到预期效果的有力保证,对于实际教学过程也起着较强的导向作用。对实验教学的完成情况,如果没有具体的考核指标,就会直接影响实验教学的规范化进程,从而不能对学生在实践教学环节上学习的积极性和学习效果做到及时全面的把控。应该从学与教两方面来制定科学全面的实验教学质量考核体系。
4.正式出版的各类天然药物化学教材中,质量参差不齐,也少有配套的实验教材。理论课教材在内容编写上,过多强调学科内部知识体系的完整性,缺乏学生需要的技能性、应用性知识,这也直接影响到了学生实践能力的培养。实验课教材又往往与理论课教材内容脱节,不能很好的实现理论课与实验课内容的紧密衔接及相互辅助提高。
5.教学方法与内容的相对落后。天然药物化学实验多以演示验证教学为主,缺乏创新性和开放性。教学内容上局限于传统的提取分离与结构鉴定,应适当加入简单的结构修饰与体外活性实验,让学生能更深刻的体会天然药物化学的全过程研究,而不仅仅是局限于化学部分。
上述问题具有一定的普遍性,并在一定程度上影响了实验室的建设和实验教学的效果,以至于制约了创新教育模式的改革进程。针对在实验教学工作中的不足之处与薄弱环节,我们从以下几个方面对天然药物化学实验教学的改革与创新进行了探索。
二、实验教学的改革措施与发展思路
1.更新教育观念。树立实验教学与理论教学同等重要的观念,使实验教学在整个药学教育工作中的地位得到确实的提高,选拔优秀人才负责实验教学的管理工作。加大对实验室建设与精力的投入,引入现代化的先进设备,使实验室在人才培养中发挥更大的作用。
2.改进教学方法。在天然药化实验项目的设计上,注重培养学生的创新意识和动手能力,将基础性、设计性、综合性实验按照一定的比例进行合理分布,删除一些不符合时展的陈旧实验内容,扩充学科发展前沿性的实验内容,增加综合性实验的比重。以学生为主体,充分调动学生学习的主观能动性,注意培养学生主动思考、勤于实践的科学探索精神,增强学生在实验过程中提出问题、分析问题、解决问题的能力[3]。
3.进行实验考核。为了培养学生的动手与创新能力,加强学生基本技能训练,每学期全部实验结束后要进行实验操作的考核。考核内容可以包括基本实验操作、仪器的使用,学生在实验全过程的表现及创新思维能力,并将其纳入平时成绩,提高学生对实验教学的重视程度[4]。
4.实验室实行开放的管理模式。开放式实验教学不仅是在实验时间与地域上的开放,更应该是在实验设计、研究课题等方面的全面开放。开放实验内容,允许学生自己设计实验流程,独立思考,合作讨论,经相关专业教师审核后,进行独立操作;鼓励学生参加教师的科研课题,尽早接触科研实践,为学生创新能力的培养提供良好的环境与土壤[2]。
综上所述,天然药物化学实验对于探寻新药研发所需的先导化合物具有十分重要的作用,并能够为新药的研发奠定理论与实践基础。正确认识天然药物化学实验教学对创新人才培养的作用,深化实验教学改革,并充分肯定天然药物化实验教学在整个药学教育工作体系中的重要地位,必将对提高创新医药教育模式下培养人才的质量起到至关重要的作用。
摘 要: 为培养具有创新意识和动手能力的应用型药学人才,强化操作技能,原有的天然药物化学实验课程在授课内容、模式等方面已远不能满足现代高素质药学人才培养需要。因此,本文从教学内容、考核体系等方面对天然药物化学实验课程建设进行了一些探索,培养了学生的创新精神和实践能力。
关键词:天然药物化学实验 教学改革 教学效果
天然药物化学实验课的任务主要是通过验证方式来配合并强化理论教学内容,培养学生提取、分离及鉴定天然产物的能力。作为一门实践性很强的学科,天然药物化学实验教学在培养药学应用型人才的过程中显得尤为重要,因此,对实验技能培养体系进行改革,对于培养社会需要的高级应用型人才极其重要 [1,2]。因此,在作为地方性本科院校的天然药物化学实验教学过程中,如何在有限的课时数内,高效率的组织天然药物化学实验,达到培养学生独立性、创新性的目的是一个亟待解决的问题。
我校是2000年3月经国家教育部批准的综合性地方性本科高等院校。原有的传统天然药物化学教学体系中,实验教学以理论教学为中心,实验的目的只是用来验证理论结果,这种观念导致教师们着重于理论课教学,往往忽视实验教学。
天然药物化学实验教学通过实验加深学生对理论知识的掌握与巩固,在实践过程中帮助学生掌握研究天然药物化学的基本方法,同时培养学生的实践能力[3]。但是原有天然药物化学实验实验课程在授课内容、方式和考核环节等方面已严重滞后于现代实验教学创新和时展的要求,主要存在以下一些问题:
第一,课堂训练目的不够明确,学生往往认为此课程就是完成老师布置的任务,对学生主动探究能力的培养远远不够。
第二,授课模式比较单一,教学内容单调。在原先的天然药物化学实验教学中, 多是教师以黑板板书的形式讲授实验内容,然后学生按部就班进行实验。而受应试教育的影响,现代大学生的学部分还很被动,在这种授课模式下,学生的学习主观能动性不高,学习效率低下,教学效果不佳。
第三,实验考核模式单一。原先的做法就是通过一整个学期的实验,教师根据学生的出席情况、实验结果和实验报告给出一个成绩。
在此基础上,我们进行了积极的尝试,以专业需要和发展为本,加强对学生实践能力和创新精神的培养。通过对天然药物化学实验教学内容的优化和改革,增加设计性、综合性实验,设立开放性实验,制定科学合理的天然药物化学实验教学考核体系,突出应用型实践能力的培养,使学生开阔视野,强化创新意识,增强获取和运用新知识的能力、分析和解决问题的能力,加深学生对未来职业要求与岗位环境的理解,加强教学内涵建设提高人才培养质量。
一、改革教学方法手段,引入多媒体互动
通过在授课方式上同时采用传统教学手段和多媒体技术的方式,从而充分调动学生的学习积极性和参与性。以黑板板书的形式和多媒体教学结合进行讲授,把抽象的文字信息转化为形象的图像、视频,从而使学生更直观的理解实验原理和实验操作,大大调动起学生的积极性,能够主动学习。
在引入多媒体教学的基础上,加强推广现代教育技术手段的应用,如利用学校的BB教育平台构建天然药物化学实验课平台,将教师多媒体课件上传,供学生课后复习;建立讨论板块,实现师生线上互动。通过这些教学方法手段的改革,学生的学习主动性得到极大的提高。
二、更新教学内容,优化教学体系
天然药物化学实验教学内容应紧跟本学科领域前沿发展变化动态,将新知识和新技术及时吸收融合到天然药物化学实验教学中,使学生了解本专业的发展动向,熟悉和掌握天然药物化学前沿的理论知识和操作技能[8]。我们增加了CO2超临界萃取的演示实验,加深了学生们对书本上的超临界萃取原理的理解,同时提高实验教学仪器及设备的利用率,提高教学质量。
天然药物化学实验教学按“基础性实验―综合性实验―研究型实验”三个层次展开。基础性实验以基本技能和实践操作训练为重点,主要包括:提取、过滤、萃取、重结晶和薄层层析色谱等。综合性实验以突出培养学生实验能力为重点,使所学的理论知识融会贯通,如天然药物中化学成分的提取、分离和结构鉴定等。研究性实验则以研究课题为重点,训练学生的科学研究能力,主要是学生根据已学过的理论知识,设计教师所给的实验题目,实验前2周将任务布置下去,要求每一位同学都要完成一份实验方案,并在实验课上进行讨论,最终确定一个实验方案并具体实施。在天然药物化学实验教学中引入这种教学法,打破传统的灌输式教学模式。
三、引入操作考试,改革实验考核体系
检验实验教学质量和学生掌握实验技能往往是通过实验考核反映的。在以往的实验考核中,主要以学生的实验报告的评分为主。这种方式往往不能客观地反映学生实际的实验能力。
因此,我们天然药物化学实验引入操作考试,并制订了评分标准[4]。提前2周时间将期末考试题目布置下去,要求每一位同学都要完成一份实验方案,在操作考试时根据自己制定的实验方案具体实施。将实验方案与考试报告一起作为期末考核,要求在操作考试中一起完成。这样,避免了传统实验教学一刀切的缺陷,能够较为全面的考察学生综合实验能力。
四、开展“第二课堂”、“科研导师制”等课外科学实践活动
将学校的开放性实验、导师制以及SRT项目相结合,教师根据课题研究计划和研究进度,结合学生具体情况制定教学内容、教学要求,一名教师带教数名学生,师生共同探索。在这个模式下,老师有充足的时间与学生共处,不仅缩短了师生间的距离,师生交流机会多,而且在一个轻松的环境下,师生间交流容易。通过研究实验、撰写论文等方法进一步充实天然药物化学实验教学内涵,促进本科生创新思维和科研能力的发展。
通过天然药物化学实验教学新模式,建立多媒体课件、BB平台教学等先进的教学工具,使抽象的教学内容形象化、多维化和立体化,丰富实践教学过程,提高教学质量。构建课外科学实践体系,培养了学生的创新精神和实践能力。
摘 要 为促进应用型人才培养,紧紧围绕“药物研发与生产”这一主线开展药物化学课程群建设,总结课程群建设中教学内容、实践环节、教学模式与考核方法的改革情况。实践表明,改革有利于学生专业技能和综合素质的提高,确保教学质量的提高。
关键词 药物化学;课程群建设;教学改革;实验;微课程
1 前言
教育部《关于地方本科高校转型发展的指导意见(征求意见稿)》和《江苏省教育厅关于全面深化应用型本科院校人才培养改革的意见(2014年3月征求意见稿)》明确指出,应用型本科院校必须紧跟高等教育的发展趋势,科学定位、特色发展,提高应用型本科人才培养质量。
药物化学是制药工程专业基础课程及核心课程,其内容主要涉及化学药物的化学结构、化学名、理化性质、构效关系、制备方法及作用和用途[1],在制药工程专业教学计划中占有十分重要的地位,是整个药学领域的“带头学科”,课程质量的好坏直接影响人才培养素质[2]。要在有限学时内更有效地深化理论知识学习和提高实践综合能力,就更多地需要考虑到专业基础课程――药物化学与专业课程在实验和理论教学过程中的衔接、优化和提高等问题,因此,打破以单一理论课程教学为主的传统教学模式,建立“理论教学”“实践教学”和“综合应用能力培养”三维并重的课程体系,紧紧围绕“药物研发与生产”这一主线开展药物化学课程群建设。
药物化学课程群包括传统理论课程,如有机化学、药物化学、药物合成反应、化学制药工艺学等[3],注重各门课程之间有机联系,相互渗透与深化,更突出理论结合实践,将药物化学实验、药物合成反应实验、制药工艺专业实验及制药工艺综合实验等相应的实践课程也纳入其中,旨在提高学生专业技能和综合素质。
2 改革药物化学课程群体系内容,通过重构专业知识结构,实现知识体系的完备互融
药物化学课程涉及面较广,本身具有一定难度。而独立学院学生学习基础参差不齐,在有限的课堂时间里,教师不可能详细讲解基础化学知识,这样往往会出现教师难讲、学生难学的尴尬局面[4]。因此,整合课程群教学内容,注重药物化学教学内容与其他上下游课程交叉融合[5],帮助学生理清学科交叉脉络是十分必要的。
夯实有机化学的基础知识 有机化学是本课程群的专业基础课程,重点讲解酸、醇、醛、酯、杂环等物质结构和化学性质,同时适当举例讲解常见药物,在增加课堂趣味的同时,提升学生的学习兴趣。如果药物化学采用传统教学模式,脱离有机化学基础知识,学生仅依赖于死记硬背,学习效果必然欠佳[3]。因此,在药物化学教学中注意联系相关的有机化学基础知识:以药物结构为核心,联系基本官能团推导药物的理化性质;通过药物分子结构逆合成分析,获得合成方法,学生在理解的基础上更易记忆,从而提高学习积极性,提高教学质量[3-6]。
强化药物合成反应的基本原理 药物合成反应课程是有机化学课程的深化和延续,是完成药物化学合成理论和技能训练的主要课程。它在说明有机药物骨架的构建和基团相互转换的基础上,深入探讨有关药物合成单元反应的机理、反应条件、影响因素及其应用[7]。改革注重教材内容的更新,选取最新的教材――闻韧主编的《药物合成反应》(第三版),同时简化叙述性内容,强化官能团转化规律,结合单元反应在药物合成中的应用实例进行讲解,紧密结合有机合成的知识点来加深学生对药物合成方法的认识和理解。
注重化学制药工艺学的实际应用 化学制药工艺学是药物化学在实际药物生产中的深化和延续。改革后的新课程着重介绍典型化学药物的工业化生产制备方法,在教学中补充现代制药技术中最新理论及最新技术,如手性制药技术、半合成抗生素制备技术、心血管疾病治疗药制备技术等,强化药物工艺路线设计评价、工业生产中的可行性分析,培养学生的生产观点,突出应用性和实践性[8]。
3 强化药物化学课程群实验环节,通过优化各类实验方式,实现实践与创新同生共进
优选实验内容,减少验证性实验 对药物合成部分实验进行调整,选取环境友好、多步药物合成实验代替环境污染大、反应类型单一的实验[3],增加手性药物中间体的不对称合成等,既包含之前有机合成基础操作,又加强薄层层析、红外光谱分析、柱层析等实验操作技能训练,进一步丰富学生的知识,增强学生的各项能力[9]。
开设新型的综合性实验 比如将药物合成、药物制剂和药物分析等实验有机整合在一起,开设综合性实验“盐酸普萘洛尔片剂的处方设计及质量检查的制备”。该实验要求学生首先合成盐酸普萘洛尔原料药,之后对原料药进行质量检验,包括鉴别、纯度检查、含量测定等,最后通过处方筛选、制剂工艺选择,确定最佳处方,工艺制备出盐酸普萘洛尔口服片。实验体现了药物化学与药物合成反应、药物分析、药剂学的交叉融合[5],通过此类综合性实验,既让学生熟悉药物从原料药合成、制剂生产到药物质量控制的整个过程,又让学生充分意识到专业知识之间的相互联系与渗透,对于学生就业后从事制药生产或研发工作都大有益处。从近三届实验开展情况来看,实验教学效果与反映很好,极大地激发了学生的创新积极性,具有良好的示范作用。
注重实验教学与药学文献与专业外语课程的结合 如药物合成反应实验重新编写全英文讲义,教师进行双语实验教学,学生提交英文实验报告。化学制药工艺实验让学生通过查阅文献、设计方案,改进传统药物落后合成工艺,能培养学生从实验方案设计、实验操作到实验结果分析等各方面的能力,从而达到提高学生专业综合素质的目的。
结合毕业论文、大学生创新实践等环节,提高学生的创新实践能力 从2010年开始,每年大批制药工程专业学生积极参加省级、院级大学生课外创新实践活动;学生进入到医药研发、生产企业、大学科研机构等完成毕业论文工作,实现学生直接参与到科研和创新环节。通过这些实践环节的强化,学生的制药专业理论水平和动手能力得到进一步提高,多位学生在创新实践活动中发表科研论文,在毕设工作期间申报专利。
4 提升药物化学课程群教学模式,通过采用多元教学元素,实现知识形态的重生再现
激发学生求学兴趣,全程引入教学“系统案例” 为使枯燥的理论教学更加生动,顾军[10]等人提出“系统案例教学法”,包括药物化学发展史案例、明星药物案例、全新药物设计案例、焦点事件案例、生活中合理用药案例等。在上述已有传统案例的基础上,每个基础单元都会列举专业实习基地生产上或学校科研、毕设中的多个实例,通过使用实例加强学生理论联系实际及灵活应用所学内容的能力。
发挥现代信息化教学手段的作用,实现信息化互动教学 利用多媒体技术化解传统教学的不足,将图像、文字、声音、视频等多种信息融为一体,充分调动学生视觉和听觉等多种感官的处理功能[11],以用形象、动态的方式表达药物的复杂结构、抽象概念、枯燥内容,让教学变得直观、形象,提高教学效率,调动学生学习积极性,教学和学习效果显著增强。师生共建药物化学网络教学平台,拓展教学时空,动态交互。利用网络平台将教学大纲、电子教案、参考书籍、制药前沿等学习资源在网上免费向学生开放。学生可以不受时间限制自主安排学习,同时有效克服个体差异带来的学习困难。网站建设过程中,学生参与资料收集、资料分类、探索新知识、学习重构,激发自信心和荣誉感及对本专业课程的学习热情。同时拓宽网络师生交流渠道,方便沟通,及时答疑解惑,教学也得到更好的反馈。
此外,积极开发新型微课程,拓展新型教学资源,以多样化互动提升学习兴趣,取得较好成果。
培养学生自主学习能力,开展项目教学模式 选取十多个市场前景较好的药物为项目,组织学生分组进行综述报告。几年来,项目教学的实施情况表明,学生通过完成项目课题,不仅增加了对药物化学相关课程的学习兴趣,加深了对制药技术发展现状的了解,而且自学能力、分析解决问题能力、实践动手能力和表达能力都有了不同程度的提高。
5 完善药物化学课程群考核方式,通过实行立体考核手段,实现教学质量的可控提升
建立合理的、全面的考核方法,药物化学、化学制药工艺学等理论课程成绩均由平时考核、期中检查及期末考试三部分组成,平时成绩以上课出勤、课堂表现、课后作业、项目综述报告等综合情况为考核依据。
实验课不再将结果作为评定成绩的唯一标准,同时全面考查平时整个实验操作熟练程度、实验态度、实验结果和实验报告,加入期末实验考查作为综合评定标准[9]。期末考查实验要求完成指定实验后当场交实验报告,有完整的实验记录,正确回答思考题,并参考省级实验竞赛标准制定实验操作评分表,实行现场给分,取得很好效果。
6 结语
基于应用型人才培养的药物化学课程群的建设改革时间虽不长,但成效显著。例如:药物化学微课作品获首届全国高校“微课”教学比赛江苏省赛区二等奖;2名学生参与红斑狼疮新药研发,获国家专利1项;1名学生在江苏省大学生化学化工实验竞赛中获一等奖。毕业生以良好的专业基础和职业素养、较强的实践创新能力赢得社会良好的反响。今后建设的重点是在教学中充分展现制药专业应用型人才培养的目标,注重培养和引导学生的创新实践能力,加强训练和提高学生的综合业务素质,同时建立一种能够更加客观地评价学生能力的指标体系,培养更符合社会经济发展需要的优秀制药工程专业人才。
摘要:发挥药学与基础化学实验教学中心资源优势,构建分析化学与药物分析开放实验室。通过建立基本分析技术与方法、综合设计实验、创新实验体系,为学生提供更多自主实验的机会,对学生提高实践能力与创新精神具有积极作用。
关键词:开放实验室;分析化学;实验教学改革
实验室不仅是知识创新、技术创新的重要基地,更是培养创新人才的重要平台[1]。
实验教学的目的不只是培养学生的认知能力,更主要的是培养学生的发现能力、分析能力和动手能力[2]。近年来,很多高校对开放实验室这一实验教学模式进行探索与研究,如南京大学的“三层次”、“分段三选式”、“共享式”开放模式;同济大学的四层次开放实验教学[3];一些研究型大学,则引入研究型教学方法,利用学校科研优势,吸收本科生参与科研,建立以研究为基础的教学模式,改善学生的创新能力和探索意识[4]。
为培养药学学生对分析化学与药物分析相关技术的认知,更好地将相关课程的理论知识与实践应用联系起来,提高动手的能力与分析问题解决问的能力,同时充分发挥实验室资源优势,提高大型设备利用率,在分析化学与药物分析课程教学过程中,湖北科技学院药学院依托药学与化学实验教学中心,利用现有分析技术,强化教学与科研相结合,以学生为主体,构建分析化学与药物分析开放实验平台,通过丰富实验项目、加强基本技能训练、强化教学与科研结合等方式,让学生在开放实验室中拥有更多的自我发挥空间,切实培养学生动手能力、分析并解决问题的综合能力,提高学生创新意识。
一、开放对象与组织
分析化学与药物分析开放实验对象是具有一定分析化学与药物分析理论知识与技能的药学专业学生。开放型实验组织工作包括动员规划阶段、准备阶段和实施阶段。规划阶段:授课教师参与制定可行的实验计划,在调动学生的积极性的同时,组织学生根据意向选择相应实验内容,其中基本分析技术与方法方面的内容主要测重于大二、大三学生,综合设计与创新型的内容主要测重于大三、大四学生。开放实验内容的设置也可以由学生提出实验内容意向,自主设计实验,提前申请。准备阶段:根据实验计划与实验内容,指导学生在实验前做好充分的准备(如:查看文献资料、实验方案的设计与仪器试剂的准备等)。实施阶段:确定时间,以学生为主体,开展实验研究。
二、实验教学开放内容设置
参照药学专业学生培养计划与分析化学、药物分析课程进度情况及学生学习规律和实验技能情况,探索并设置适宜的实验内容。开放型实验可分为:基本分析技术与方法、综合设计实验、创新实验三个层次。
第一层次:基本分析技术与方法。分析化学与药物分析两门均为实践性学科,实验课的重要性毋庸置疑。虽然实验课程教学大纲含有许多实验项目,但实际教学中由于实验学时有限,所开设的项目仅是其中的一部分,为弥补这一不足,一些学生感兴趣的、与自己专业相关性大的实验以开放实验的形式开出,学生可根据自身情况选做,使学生掌握更多的分析方法与技术,提高实验技能。实验内容包括:化学法、紫外光谱法、红外光谱法、旋光法、气相色谱法、液相色谱法、薄层色谱法等对药物进行鉴别与杂质检查;用容量分析法、电化学方法、差示分光光度法、荧光分光光度法、气相色谱法、液相色谱法等各种方法定量测定药物含量;萃取法、离子交换法、固相萃取法等各种活性成分的分离与富集方法等。
第二层次:综合设计实验。综合设计实验相对规模较大,需要掌握综合理论知识与多种实验技能,此层次实验项目主要针对高年级学生。参加实验的学生以小组为单位,查阅相关资料,分析实验任务,确定实验方案。教师应充分发挥学生的主观能动性,对学生的现场指导以启发为主,并引导学生对实验过程与结果进行分析与讨论。例如,综合实验“六味地黄丸的质量分析”,需要显微鉴别、薄层色谱鉴别、高液相色谱含量测定等多种分析方法联合使用对药物进行质量分析。第一步:学生根据布置的题目查阅文献资料分析设计实验方案。第二步:学生分析讨论并确定实验方案,指导教师参与讨论,并提出学生忽视或不足的问题。第三步:学生根据实验方案准备仪器与试剂、分析测定。第四步:对整个实验过程进行分析总结。
第三层次:创新实验。分析化学与药物分析开放实验室为有意向参与创新实验的学生提供相应平台,同时吸纳毕业班学生在熟悉多个相关专业实验室的同时,根据自身兴趣与专业方向,自主选择课题,利用此平台完成毕业论文的设计、科研项目的实施,撰写实验报告或论文。创新实验可采用教师提供课题和学生自行选题两种方式。教师提供课题,主要来源于教师的各种科研项目。由实验室教师的开放研究实验项目,吸收部分有意向参与科研的学生进入实验室参与教师的科研活动。对于学生自行选择的课题,开放实验室不能局限于书本中的实验项目,我们鼓励和支持学生在学校或家中贴近生活的方面进行选题研究,并推荐相关专业教师指导学生的课题设计与实施,并向学校申请大学生创新创业计划项目的立项,获得资金资助。
三、保障
开放实验室的硬件保障:分析化学与药物分析开放实验室以本校药学与化学实验教学中心为依托,教学中心是涵盖药物分析与鉴定、药物制剂、药物合成、药理研究等多学科实验中心。药物分析与鉴定方面有高效液相色谱室、气相色谱室、液-质联用室、核磁共振室、红外光谱室、荧光光谱室、紫外光谱室、电化学仪器室等多功能实验室,对学生开放,尤其对想要考研的学生是非常有吸引力的,而正常的实验教学学时有限,仪器使用率不高,学生完全可以利用业余时间开展开放实验研究,实验室硬件条件可以保障开放实验的顺利开设。
指导教师配备:对进入分析化学与药物分析开放实验室开展实验的学生配备指导教师。指导教师的指导,可加强开放实验过程中的监控管理,了解学生的实验情况,有助于及时发现实验过程中出现的问题与存在的不安全因素,加强师生的实验互动,使实验能顺利开展的同时,学生能学习到更多实用的知识与技能,获得最佳的实验教学效果。在开放实验实施过程中,教师的作用不仅是传授学生知识、培养学生技能,还要启发学生对实验现象或出现的问题积极思考,正确引导和鼓励学生对出现的现象和问题进行分析与总结,并找到解决问题的方法,在指导过程中,学生会遇到层出不穷的新问题,这就对指导教师提出了较高的要求,不仅要对相关教材内容、知识结构有全面的把握,还要对相关的前沿内容有所了解。作为指导老师只有不断的学习,提高业务水平,才能帮助学生更好地解决问题,同时也提高自己的教研水平。由此可见,建立一支结构合理、经验丰富的实验技术队伍是深化实验室改革和提高实践教学质量的关键。
四、分析讨论
在分析化学与药物分析实验教学中引入开放实验课,学生接触到更多实际分析技术,动手能力普遍提高,学习的积极性和主动性显著提高。例如在综合设计实验阿司匹林栓的含量测定中,学生们根据所学知识设计了酸碱滴定法、紫外光谱法、荧光光谱法、柱色谱-紫外分光度度法、高效液相色谱法等多种实验方案。在实验开展过程中,学生能够积极查阅相关资料,补充基础知识,对课上所学的理论知识的理解更加深刻。
开放实验教学要转变重理论轻实验的观念,善于利用实验中心现有仪器设备,面向学生开放,以学生为本,为学生提供了一个开放的实验环境,有助于学生更好地将理论与实践结合起来,边做边学,学以致用,让学生在实验教学中拥有更多的自我发挥空间。开放实验室构建了一个可以激发学生主观能动性的平台,让学生对分析工作乃至创新研究有更深层次的认识,提高了学生的创新意识和创新能力,让学生的个性化得到发展。
开放实验课的内容,尤其是综合型和创新型实验涉及多门课程,更加综合,整个过程中可能会遇到很多问题,这些均需学生自己解决,而学生的知识体系普遍不够完善,对理论知识的理解不够深入,对细节方面不够注意,教师应在实验设计思路与细节方面、理论知识的应用与拓展方面,以及对实验中遇到的问题如何进行分析与解决、仪器的使用及简单故障的排除等方面对学生多加指导,但不能包办,这是开放实验得以顺利进行,学生更好地学到相关知识,提高动手能力,提高分析问题解决问的能力的关键,这也正是分析化学与药物分析实验平台建设的目的。
依托于药学与基础化实验教学中心较为完善的管理制度,学生在进入实验室后,能够根据相关规定较快进入状态,同时进一步提高学生的自我管理的意识,养成良好的实验习惯,并树立安全意识。
在实验室开放的同时,由于实验内容的增加,实验药品的消耗大量增加,仪器设备的维修费用也大大提高,这需要学校在经费上给予一定支持,否则难以持续发展。另外,开放实验的内容趣味性不足,这还需要在今后的工作实践中不断总结和完善。
摘 要 在药物化学理论教学中实施师生角色互换的改革,让学生全程参与教学,在参与备课的过程中自主学习和探索;在参与授课的过程中展现才华和能力。实践结果表明,保证这一教学模式高效运行的关键是教师课前对学生的指导作用:一是学生学习方法和思维方式的指导;二是学生学习质量与效果的及时评价。学生在这种教学模式的运行中可获得全面发展,不仅能收获知识和方法,而且可提升能力和素质。
关键词 师生角色互换 教学改革 探索与实践
近年来,倡导以学生为中心的本科教育理念已成为我国高等教育改革的热点和共识,其中心要旨是要把“以教师为中心、以教材为中心、以教室为中心”的老三中心转变成“以学生的发展为中心、以学生的学习为中心、以学习效果为中心”的新三中心上来。然而,在具体的实践和操作过程中,这一转变的整体效果并不明显,以传统本科教学模式为特征的本科教育并未发生根本性动摇,以教师为中心的教学方式仍然体现在大多数教师的施教过程中。造成这一结果或情形的原因尽管是多方面,但最根本的一个原因是大多数教师的教学改革并没有跳出以课堂为中心的教学模式,仍然是以课堂为中心在开展教学方法、教学内容、考查方式、甚至是教学主体的改革和探索。由于当今课堂教学的知识和信息量都很大,学生在没有熟悉和了解一定背景知识的前提下,要想在有限的课堂时空内完成新知识吸收、理解和构建的同时,运用已有的知识和信息进行有效的探索和创造性思维是一件挑战难度很大的事;另外,即使在熟悉背景知识的情况下,如果未掌握运用知识的方法,在课堂上实施探究和进行创新性思维也是不可能的;再者,课堂教学大多数教师都是一讲到底,很难与学生之间建立起积极的联系,不仅不能对学生学习过程中存在的问题及时发现和纠正,而且也很难激发学生的学习热情,导致学生的学习效率无法提升。因此,要想在教学改革过程中实行教学观念与教学效果的根本改变,教师有必要跳出以课堂为中心的传统教学模式,依据课程的特点和学生的发展程度,选择合适的教学模式进行教学改革。
药物化学是制药类和药学类各专业的一门重要专业课程,具有综合性强、学习难度大的特点,一般选择在大学三年级开设。由于在此阶段,许多学生都具备了较强的自学能力、较好的表达能力和良好的心理素质,因此特别适合运用师生角色互换的模式对该课程的理论教学进行改革与实践。
1 师生角色互换教学模式的构建
(1)组织形式:每学年采用自荐的方式从全年级(三个自然班)中遴选出若干名学生,以他们为小组长自行组阁成立三个讲课学习小组(每组3~4人),然后根据自己爱好从老师精选的授课内容中挑选出一个章节作为演讲内容,进行演讲前的准备。
(2)备课:主持演讲的学生以小组为单位共同制作PPT,并联系老师试讲。试讲过程中,老师对试讲效果(包括讲授的激情、表达的思路、专业语言的规范、行为语言的运用,讲授的重点与难点、讲授的节奏及与同学们的互动等)及PPT制作水平作出及时评价并提出修改意见;学生根据老师的意见进行修改,并联系老师再次试讲。只有学生的试讲得到老师的认可后,方能上台演讲。
(3)课堂演讲:学生演讲;老师和全体同学参与提问和探讨。演讲结束后每位学生必须对演讲者的演讲效果做出现场评价,并给出成绩,老师作总结性点评。
(4)课后反馈:课后演讲者需要写出演讲感言,并将PPT和演讲稿一起反馈给老师,老师作为学生期末考试的评分内容和进一步改革教学的参考,也作为今后师生合编讲义的素材。
2 师生角色互换的实践效果
2.1 学生变被动学习为主动探索
对于传统教学,备课几乎都是教师的事,学生都被排斥在外。在课堂上,许多学生由于缺乏课前准备,缺少参与课堂提问和讨论的背景知识和信息,在课堂上根本无法形成对问题的分析和判断,因此很难引发提问和探究,进而只能被动吸收教师的知识,从而也导致了教师的中心地位。师生角色变换,学生必须在课堂上能像教师一样讲起来。为了讲好一堂课,学生必须也要像教师一样提前准备好要讲授的内容,其学习自然由被动吸收转化成主动探索。
2.2 教师变备课为导学
当今大学本科教学需要培养学生具备两种基本能力:一是学会将零碎的知识或信息加工成完整系统的知识,二是学会运用已有知识进行探索和创造性思维。在传统教学中,知识的加工和整理都是由教师来完成的,学生只能从课堂上教师的“表演”中获得知识或信息。师生角色变换,老师必要把加工和整理知识的任务交还给学生,让学生在教师的指导下学会自主构建知识,自主运用知识进行探索和创造性思维。以下是制药2010级刘XX同学的备课感言:
“我原计划把抗肿瘤药物这一章的内容多看几遍,按照书本知识介绍做课件,但看完三遍后,我几乎没有一点头绪。于是上网找了别人的课件作为参考,但结果发现和照本宣科没什么区别,所以我也只好参照着书上的内容做了PPT。但做完后,自己并不满意,却又不知该如何修改,也不知道如何自己想办法去把前后的知识联系起来。后来,经过第一次试讲,老师给出了很多建议和意见。带着老师的意见和建议,我对PPT做了很大的改动,基本算是重新做了。做完后,PPT更加美观大方,内容的逻辑性更强,前后联系更加紧密。后来我进行了第二次、第三次、第四次试讲,每一次试讲,老师都会耐心地指导,告诉我该注意些什么,知识该如何联系,语言该如何表达,以及讲解内容的先后顺序怎样安排会更好。就这样,我一次次地对PPT进行改进,也通过互联网查阅了很多资料,在老师的高要求下,使我受益匪浅。”
2.3 学生能实现知识与能力、过程与方法的同步发展
人类的知识是在科学研究和生产实践过程中不断累积和向前发展的。科学研究过程就是不断发现问题,分析问题和解决问题的循环过程。在知识的构建过程中,我们要求学生严格按照科学研究的过程或方法去加工整理知识。实践证明,这种教学方法是非常成功的。它不仅教会了学生如何把零碎的知识或信息加工成完整系统的知识,而且还锻炼和提高了学生发现问题,分析问题和解决问题的能力。以下是制药2010级刘XX同学的授课感言:
“讲完课后,每位同学都认真地写下了自己的评语。根据大家的评价,一致认为这次的PPT做得很成功,提问也比较好,内容还算比较丰富。我想这要得益于老师的建议,即授课的目的其实并不完全在于你能传授多少书本上的知识,而关键在于一种思想,一种方法,告诉大家药物(先导化合物)是怎样发现的,它的优缺点是什么,导致优缺点的原因何在?如何解决其缺点?从而引导学生去思考,培养一种探索、发现和创新的思想。也正是这一点,让我完全修改了原来的PPT,重新查阅资料,整理内容,努力去寻找药物的发现过程以及各药物之间的联系。最终使得大家看到的PPT简单明了,逻辑性也比较强。”
2.4 素质教育落到实处,学生获得全面发展
从素质教育的角度来看,师生角色互换教学法的运用可以增强学生的自信心,成就感,合作精神及对教师这一职业的理解,使学生在成长过程获得全面发展,塑造和提升个人人格魅力。
李XX同学写到:“看到同学们的评论之后很温暖很感动。同学们有鼓励,有建议,同时也感谢许多同学的认可。结果显得没那么重要,重要的是过程中真的很受益,自己得到了成长。现在对老师的教学多了几分理解,对自己的学习也进行了思考,相信对以后的学习会有所启发。如果有类似的事情,自己会做得更好。
以后如果遇到困扰的事情,想想这一次的经历,想想‘提出问题―分析问题―解决问题’,去直面问题而不是躲避问题,去以这样一条清晰连贯的路线进行梳理。在此非常感谢殷老师的教授与指导,自己要学习的东西还很多,加油!”
2.5 成就课堂精彩,评教转为评学
目前,我国高校的本科课堂教学大多数都是老师一讲到底,教学评价标准也都单纯聚焦在对教师讲授行为的评价上,这种教学方式和评价标准事实上仍然在强调以教师讲授为特征的教学模式的正宗地位,非常不利于新型教学模式的出现。学生现身授课的教学模式由于师生角色的互换,课堂不仅成为学生展现能力和才华的舞台,而且导致对教师的评教体系转变为对学生的评学体系。
两学年武汉理工大学制药工程专业六位同学参与药物化学演讲结束后的现场平均得分情况。六位学生尽管风格迥异,但均获如此高的评价,充分表明学生现身授课的可行性和高效性。
总之,师生角色互换虽然在课堂讲授形式上仍带有传统教学的某些色彩,但它已完全不同于简单意义上的“学生取代教师讲授”,它需要课前师生间的密切配合和精心准备,它把学生彻底推向前台,让学生完全在教师的指导下自主学习和探索,并实现学生在课堂上的能力和才华展示。这种教学的最大优点是极大激发了学生的学习热情,并能实现因材施教;而且教师也能对学生学习过程中存在的问题及时发现和纠正,促进了学生发展。师生角色互换教学的局限是一门课的教师很难对全体学生实施一对一指导;但若每门课的教师都能采用这种方式教学,则每位学生大学四年就有机会获得至少一次教师的面对面指导,这会使得每位学生都有至少一位属于自己真正意义上的导师。学生接受这种导师的指导哪怕只有一次,但获得的方法、能力及体验对其今后的学习和身心的影响可能是终身的,这也正是我们改革教学的终极目标所在。
摘 要:在本次“五位一体”的课程改革过程中,通过建立实验班,与传统班教学结果进行对比和分析,结果表明实验班在学生知识掌握、实训动手能力、团队沟通能力和语言表达能力方面均强于传统班级。这说明这次“五位一体”的教学改革是成功的,有针对性的提高了学生的综合能力,更加适应企业对学生的要求。
关键词:药物化学;分析化学;五位一体;模块教学
1 前言
1.1 对于中等职业教育中制药专业学生的实际情况调查结果表明,学生在学习以及实习的过程中存在一些显著的问题。如学生的学习兴趣不高,学习目标不明确,实习岗位胜任不了,动手能力差,专业知识与就业岗位技能脱节等问题。
1.2 本次课改的目的在于将“五位一体”教学方法应用到教学过程中,五位一体及即“教师队伍一体化”、“教材编写一体化”、“教学内容一体化”、“教学组织一体化”、“教学评价一体化”[1]。在课改的过程中,讨论解决所出现的问题,最终目标为建立一套适合中等职业院校药物制剂专业的“五位一体”教学模式。在实施一个教学循环后,效果显著,取得阶段性的成功。
2 具体实施准备
2.1 对传统教学观念的改革
在职业教育的课程上,教师经常是课堂的主题,而学生只是被动的接受知识,这种教学的方法不利于培养学生的自主能力、学习能力以及动手能力。所以在课程改革之前,我们应该改变传统的观念,将课堂的主动权交给学生,让学生成为课堂的主体,而教师应为课堂的领航者,这样才能培养出真正适合市场和企业需要的人才。
2.2 分析、总结现行的教学方法,发现不足之处[2]
对现行的化学知识教学的过程中大多是课本讲授加实训课程。在讲授的过程中,学生总是反应听不懂,知识较难,不感兴趣等情况。也存在与专业结合不够紧密,学生学习之后很难应用的情况。
2.3 对省内企业进行调研,掌握企业的真正需求
每年利用假期的时间,我们都会到企业进行轮训和学习,掌握省内大多企业需求人才类型,总结我们所教出的学生是否为企业所需要的。
2.4 制定具体的实施方案
根据教学大纲的要求以及调研的结果,将“五位一体”教学法应用到教学的过程中,对化学知识的教学进行模块划分,将教学内容划分为三个大的模块,每个模块根据特点制定教学目标和教学内容。
2.5 重新建立考核机制,提高学生参与的兴趣
在以往的教学考核过程中,都是以“一张试卷”的形式进行的,这样的结果是学生只重视最后的试卷成绩,对平时的课堂的教学并不是十分的感兴趣。在本次课程改革的过程中,我们对学生的考核形式也进行了改革,将考核分为理论课和实训课两个方面,理论课包括平时出勤情况,课堂问题的回答情况,知识掌握能力,期末考试成绩四个部分经行考核。实践课包括平时出勤情况,实训动手能力,实验结果准确性和期末课题论文四个部分进行考核。每个部分都占有一定比例的分值。
3 具体实施安排
3.1 建立课改实验班
学院14级药物制剂专业共有五个平行班级,为了确保实验数据真实有效,将170名学生随机分布于五个班级中。14药1班35人,14药2班35人,14药3班35人,14药4班35人,14药5班30人。其中,将14药1班作为实验班级,对此班学生进行“五位一体”药事法规课程的课改教学,其他四个班采用传统教学方式。
3.2 将化学相关课程进行模块划分
本次课程改革,应用“五位一体”教学法,将化学相关课程的内容进行模块划分,包括三个模块,模块一为基础化学知识,模块二药物化学知识,模块三分析化学知识,根据每个模块的内容,划分为若干个项目。
以模块三为例,介绍课程的划分
模块三:分析化学
3.3 课前进行任务布置
在每个项目学习之前都将给学生布置一定的任务,让学生运用已有的知识和资料收集对所学课程有一定了解,通过这个过程不仅能够培养学生良好的预习习惯,还能锻炼学生发现问题以及解决问题的能力。使学生能够带着问题进入课堂,更好掌握教学的内容。
3.4 理论课堂进行分组教学[3]
在每一个项目的讲解过程中,学生都一小组的形式进行学习,教师将每个项目的内容进行讲解之后,要对每个小组的同学进行考核,考核的内容包括课前预习中遇到的问题,以及本项目内的讲授问题。对每个小组的表现进行总结,进行小组之间的评比,找出每个小组的优缺点,使同学们能够在这个过程中学到更多的知识,培养更综合的职业素养。
3.5 实训课程的具体安排
每个项目的学习之后,都会根据所学的内容进行实训课程,培养学生的动手能力,在课改的过程中,主要在原有的化学实训的基础上,和药物制剂转呀结合在一起,体现制药专业的特点。为以后进入企业做好准备。使学生能过体会到工作岗位所应具备的知识、应变能力和职业素养。
4 课改之后,结果分析
4.1 传统教学过程与模块教学的对比、区分
传统教学在教学内容上:课程内容比较枯燥,概念性内容比较多;以讲授为教学手段,教学过程:导入新课-讲授新课-课堂小结-布置作业,老师作用:教学;学生是被动的学习方式,考试作为考核方式。
模块式教学在教学内容上注重按照实际岗位所需知识的内容进行分类,注重实际运用的能力;分组讨论、实训为教学手段,教学过程:布置任务-讲授相关知识-案例分析-实训课程-市场调研-结果汇报,老师作用:引导;学生是主动的教学方式,并以实际的运用、分析能力作为考核方式。
4.2 课改班级和传统班级学生综合素质的对比
在日常的教学中,教师对课改班级和传统班级的学生各方面的能力进行统计、对比,得出结果如下:
考核内容:课改班学生提升和传统班学生提升分别为:
语言表达能力,42%和12%;团队合作,47%和7%;阅读能力,56%和36%;个人总结能力.37%和5%;沟通能力,40%和20%;药学专业知识。40%和37%;职业素养,34%和12%。课改班学生具有对未来职业的定位,而传统班没有。
5 总结
通过此次“五位一体”教学方法的课程改革,我们取得了一定的成果,对于我们以后的教学有很大的帮助,当然这只是我们职业教育课程改革的一个开始,在以后的教学中,我们还用继续及时发现教学中的所遇到的问题,积极去解决问题,将“五位一体”的课程改革进行下去,取得更显著的结果,培养出更加迎合企业要求的学生。
[摘 要] 我国现行药物化学相关实验教材中实验内容多以验证性实验为主,设计性实验所占的比例不足,缺乏对于学生创新能力和综合能力的培养。在药物化学实验中增加一些设计性实验的教学内容是对现有实验课程的一次有益的探索。设计性实验教学方案的构建和实施需要从选择课题、设计方案、准备实验、实施实验及分析结果等多个环节入手,要求学生自主完成查阅文献、选择合理的合成路线、具体操作实验和分析总结的整个科研过程。这种教学方式在教学实践中取得了良好的效果,不仅提高学生学习的主观能动性和实验操作技能,而且学生的科研兴趣和创新能力也得到培养。
[关键词]药物化学;设计性实验;构建;实施
药学专业作为药学知识传播应用和创新的主要教育平台,担负起培养大量药学专门人才的重任。现代医药产业的蓬勃发展和全球药品研发领域的客观现状使得对药物研发创新性人才的需求量大增。因此,高等药学教育发展的方向和目标之一就是实施创新教育、培养创新型医药人才。药学是一门以实践教学为主的学科,药学教学应该紧紧加强实践教学这一学科基石,着力启发学生的创新意识、综合能力和动手能力,造就理论知识扎实适应社会需求的创新型高素质人才。因此,实践教学在药学的专业教学体系中占据相当重要的作用。药物化学的教学内容涉及范围很广,包括了药物的化学结构、中英文名称、理化性质、合成方法、体内代谢、作用机理和构效关系等基础内容,还包括了药物的发现、发展、优化、新理论和新技术、新药研发动向等。药物化学的主要研究内容就是先导化合物的发现及其结构优化,它是新药发现和研究的重要环节,对于药学创新性人才的培养起着至关重要的作用[1]。
药物化学的主要任务就是探索新药开发的途径和方法,创制安全高效的新药,以满足临床的需要。开发有某种活性且有价值的先导化合物,对其结构进行一系列的改造和优化以期创造出疗效较好、毒副作用较小的新药;改造现有的药物或有效化合物以期获得更为安全和有效的药物。故药物化学是一门非常注重实验教学的学科,实验教学不仅是理论教学的重要补充,更是培养学生创新能力和综合能力、提高学生综合素质的重要途径。传统的实验教学的主要形式均是针对药学专业的各门课程的验证性实验为主,在实验过程中学生们按部就班地根据书本上已有的实验步骤和方法去操作,这样的教学形式虽然教授了学生基本的实验技能,但却没有给学生以自我发挥的机会,很容易导致学生主动学习的意识不强,束缚了学生自由思维的空间,不利于创新精神的培养。设计性实验的引入旨在培养学生的综合素质,提高其创新能力和综合能力。
那么如何在药物化学实验中实施设计性实验教学呢?首先,由任课教师给出实验目的及要求,其次,学生通过查阅相关文献自行设计实验方案并开展相关实验操作[2-5]。这是以教师为引导、学生为主体的实验教学方式,需要学生在学习过程中投入更多的精力、发挥更大的主观能动性,教师则需要完成更多的课前准备工作:从课题选择、方案设计、实验准备、实验实施、结果分析等多个环节入手进行准备,充实和完善设计性实验的教学方案。在具体实施过程中,我校选择了药学本科已经掌握了有机合成基本知识的大三学生进行设计性实验教学[6-8]。
1 如何设计课题
1.1 实验课题的选择
如何进行设计性实验课题的选择呢?这首先需要教师完成很多的课前准备工作,譬如原料是否容易获得、实验仪器能否满足、实验操作的难易程度、实验时间的长短、参与人数的多少等,同时还需要考虑学生的基础知识掌握情况、《有机化学》课程的开展情况和学生具体学过了哪些基本操作,在药物化学设计性实验课程中如何从更深的层面来进行研究性学习。
我校学生在已有课程中已经学过有机化学和药物化学的理论知识,在设计性实验课程中选择扑热息痛这一经典的解热镇痛药作为研究对象。针对药物化学专业的基本要求、特点以及设计性实验的题目和内容设计的原则,讨论后提出了《扑热息痛的合成》这个题目和本实验设计的一些基本要求。学生三到四人一组,采取组长负责制,各自选取不同的合成路线来进行方案设计。
1.2 实验方案的设计
在以往的验证性实验中,通常都会给出具体的原料和试剂用量,以及详细的实验步骤,学生只需机械性、按部就班地完成实验操作,即可获得预期的实验结果,虽然学生在实验操作过程中发现的问题教师也都能及时帮助解决,但学生的实验的主动性不能得以体现。
在设计性实验教学中,没有现成的实验步骤供学生参考,实验方案需要学生通过文献调研自行设计,所以首先要培养学生如何进行查阅文献、如何通过整理分析获得所需要的信息。实验方案在很大程度上决定了实验的成败与否。授课教师首先要讲解如何进行专业文献的查阅,并对学生的文献查阅进行指导,譬如可以利用网络搜索工具或现有的图书期刊等,网上资源主要包括一些常用的中英文数据库,如Scifinder和Beilstein检索,以及中国知网、万方、维普、Web of Science、ACS、Elesevier、Wiley-Blackwell等,另外还包括专利文献的检索和获取,二次文献的使用等等。之后每组学生再就各自选题查阅相关文献,对文献进行分类整理并讨论分析。本着节省经费、操作简便、安全无毒的原则,讨论每种合成方法的优缺点及可行性,选定最优的合成路线。接下来就各组实验方案进行组间讨论,教师给予一定的指导,引导学生互相交流、独立思考并如何解决问题。各组学生经过多次组间讨论以及与教师的讨论都可完成实验方案,包括实验题目、目的要求、仪器试剂、实验步骤、预期结果及参考文献等。这种以学生为主、教师为辅的设计性实验教学方式不但提高了了学生学习的主观能动性,而且锻炼了学生查阅文献和分析问题、解决问题的能力,还促进了学生的团队协作精神。
2 如何实施实验
2.1 实验的前期准备
实验的前期准备工作需要任课教师、实验教辅人员和学生的相互配合。学生依据实验方案列出所需设备和仪器试剂等,提前一周递交给实验室管理人员。实验教辅人员再根据学生提交的实验方案准备所需的实验设备和仪器试剂,另外,实验教辅人员还可以指导学生正确使用相关仪器。任课教师需进行预实验,在学生提交的实验方案的基础上,对该药物的合成方法进行全面而系统的检索和总结,找出适合实验室操作的多种合成方法和路线。在预实验的过程中,认真记录实验现象和结果,列出实验的注意事项,并对各条路线的优缺点进行全面的分析,对每步反应做到心中有数,这样才能指导学生进行实验操作。实验前要向学生特别强调安全问题及注意事项。
2.2 实验的具体实施
以“扑热息痛的合成”为例,除了让学生了解设计扑热息痛的一般方法,培养学生灵活运用已掌握的理论知识和实验技能,通过查阅有关资料,自行设计实验方案,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。图1就是学生查阅的扑热息痛的几种常用合成路线及各条路线的优缺点。
具体方案如下:①学生提前一周从网上查阅药物的合成方法,完成相应药物合成方法的综述,并说明现行的工业生产方法,设计出合理的实验室合成工艺路线。②进行组间讨论,方案经教师审阅后,若方法合理,条件具备,学生可按照自己的设计方案进行实验。③学生依据与教师研讨的结果,在一周内写出相关药物的合成方法的具体操作步聚,做出具体的实验方案,包装化学反应方程式,原料的物化常数,原料的配料比,反应所用的仪器设备和辅助材料,反应的装置图,反应的关健控制点,产品纯化的方法,预期的收率等。④要求学生按事先规定的投料比进行实验,仔细观察实验现象,认做好实验记录。⑤实验结果和实验报告作为学生药物化学实验考核的主要指标。
设计性实验教学的开展就是为了促进学生主动思考,提高他们分析问题和解决问题的能力。在实验过程中,教师不再讲解实验内容,而是鼓励学生按照各自查阅好的实验方案完成具体操作,对于实验过程中出现的问题教师并不立刻给出建议,而是鼓励学生互相交流、共同研讨解决方案。通过这种教学改革的尝试,发现基本上每组学生都能完成实验方案,达到预定的目标,取得了预期成果。但在实验过程中也发现了一些值得注意的问题:一是学生对实验现象的观察和记录不够仔细,很多学生的实验记录本上只有几组简单的实验数据;二是部分学生实验中遇到问题不能很好地处理,导致实验进程的延缓或结果的误差;三是教师对实验可能出现的问题预计不足,譬如个别试剂短缺造成实验进度减慢等等。这些问题在今后的教学实践中都有待逐步解决,教师和学生共同努力才能更好地完善设计性实验教学。
2.3 实验的分析总结
在设计性实验教学中,分析总结实验结果也是非常重要的一个环节,学生通过对整个实验过程的思考与整理,锻炼了他们分析问题和解决问题的能力,奠定了他们从事初步的科学研究工作的基础。
各组学生均要完成一份实验报告,实验报告内容包括实验目的、实验要求、实验步骤、实验现象、实验结果、实验讨论等几部分,主要讨论设计性实验的过程和结果,对不同反应路线的优缺点进行讨论和总结。分析实验成功或者失败的原因,然后师生一起总结交流,找出需要改进的地方并提出解决方案。教师对学生所采用的合成路线及实验结果进行点评,分析利弊,使学生更好地了解如何设计药物的合成路线并对其进一步研究。
3 如何分析总结实验效果
在药物化学设计性实验教学中,教师为辅助,他们需要提出实验课题,做好文献调研工作和预实验,与学生分析讨论实验方案,这样不仅是教师引导帮助学生,学生的一些新思维、新想法也启发了教师,使得教师对课堂及课题的掌控能力及对学生的引导能力都有了明显的提高。以学生为主体,使学生由被动学习转为主动学习,由以往验证性实验的机械操作者变为实验设计者,积极主动地完成了实验的每一个环节,极大地发挥了其主观能动性,各方面能力都得到锻炼和提高。通过设计性实验的实施,更好地激发了学生的学习兴趣,学生积极踊跃参与讨论各种合成路线的优势和弊端,从而确定出最优的实验方案。通过这些动脑、动嘴、动手的环节,也让学生们爱上了实验课,变以往较为枯燥的实验课为课堂气氛活跃、科学思维活跃的创新课。
设计性实验教学是开展素质教育和培养学生创新精神的重要方法[6],这在一定程度上弥补了现有以验证性为主的实验教学的不足。通过设计性实验的实施,更好地激发了学生的学习兴趣,学生们能够积极踊跃地参与讨论各种合成路线的优势和弊端,从而确定出最优的实验方案。通过这些动脑、动嘴、动手的环节,也让学生们爱上了实验课,变以往较为枯燥的实验课为课堂气氛活跃、科学思维活跃的创新课。
总之,培养具有创新意识的综合型药学人才离不开新技术、新方法的应用。多年来,我校药学实验教学改革虽已取得了一定的成果,但这是一项长期而艰巨的任务,新时期要与时俱进,采取新的对策加快推进药学实验改革的步伐,积极构建以综合设计性实验为主导的药学专业实验课程新体系。
[摘要] 目的 比较显微超声技术与化学药物冲洗对根管清洁度的影响。 方法 选取2012年5月~2014年5月本院收集的40颗单根管前磨牙作为研究对象,随机分为对照组与实验组,各20例。对照组采用单纯性化学药物冲洗,实验组采用超声荡洗法冲洗。比较两组相应玷污层的清洁状况。 结果 两组根管冠1/3根管壁玷污层的清洁效果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。实验组根管中1/3根管壁玷污层的2级清洁效果所占比例显著高于对照组,差异有统计学意义(P
[关键词] 显微超声技术;化学药物;根管;清洁度;影响
根管治疗成功的关键取决于根管的成型与清洁状况。随着超声技术的不断发展,超声波在根管预备中发挥着越来越重要的作用,能够保证工作效率。声波器械属于一种振动性器械,可安装至空气转动马达,能够有效地将声能转变为机械能,价格低廉,其预备根管的效果较普通器械更佳,且能实现根管清洁目的[1]。本研究主要对本院口腔科收集的因正畸拔除或牙周病拔除的40颗单根管前磨牙进行系统试验,旨在探讨显微超声技术与化学药物冲洗对根管清洁度的影响。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2012年5月~2014年5月本院口腔科收集的因正畸拔除或牙周病拔除的40颗单根管前磨牙作为研究对象,存储于0.9%氯化钠溶液中备用。将40颗单根管前磨牙随机分为对照组与实验组,各20颗。两组的一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 纳入标准
①所有离体前磨牙根尖均处于发育完整状态;②牙体未显现磨耗、龋坏等情况;③根管弯曲度处在5°~10°之间,初尖锉以置入15号锉时略感阻力为原则;④牙齿表面牙石、软垢等清除。
1.3 排除标准
①形态异常、发育缺陷牙齿;②根尖显现喇叭口状,根尖孔形成不完全;③根管相对粗大,初尖锉>15号锉;④牙根长度相对过小或过大;⑤伴有根管既往治疗史;⑥根管呈多方向弯曲,且伴有解剖变异现象。
1.4 方法
1.4.1 根管预备方法 两组均接受常规开、拔髓处理,根管工作长度以咬合面直至与根尖孔相距1 mm处的距离为准,对根尖孔作粘蜡封闭处理。采用产自美国的机用镍钛,将ProTaper转速调整为350 r/min,应用冠下法行根管预备处理。具体方法:先采用K型锉(10号及15号)对根管进行疏通,并利用S1号锉,对根管中上2/3部分进行预备,再应用10号锉明确工作长度。ProTaper系列主要包括三根修形锉及三根成形锉[刃长(mm):14;成形锉S2、S1、SX尖端直径(mm):0.20、0.17、0.19;修形锉F3、F2、F1尖端直径(mm):0.30、0.25、0.20;尖端1/3锥度(%):9、8、7],行根尖1/3制备处理,并采用根中、根尖2/3构成流畅性锥度。自S1S2,再从F1F3行根管预备,确保每根锉均可达工作长度。在预备过程中,每应用一个根管锉均采用3%过氧化氢与17%、1 ml乙二胺四乙酸行根管交替冲洗。对照组采用单纯性化学药物冲洗,采用5 ml注射器于根管内冲洗17%乙二胺四乙酸40 ml,确保针头处于根中1/3及根尖1/3交界部位。实验组采用超声荡洗法冲洗,应用产自瑞士的超声治疗仪,将超声锉置入根尖1/3与根管(或根中、根管冠部)1/3交界部位,超声持续振动2 min,将水速调整为20 ml/min,中档功率,在根管内进行振动,取颊舌向为振动方向;完毕后,采用注射器于根管内冲洗0.9%氯化钠2 ml。
1.4.2 扫描电镜样品制备方法 在已预备好的牙齿釉牙骨质界作一环形沟,依次在舌面、牙唇面上各做一条与牙体全长相贯穿的纵形沟;将金钢砂车针刻痕(显示根管壁)标记为根尖、根中、根冠1/3位置,采用磷酸盐缓冲液进行清洗,行预固定。在低真空干燥处理后将样品黏附于样品台上喷镀铂金膜;最后,行扫描电镜镜下检查,对两组的实验样本根管壁根冠、根中、根尖1/3部分放大1500倍,每一部分选取三个视野予以观察。
2 讨论
相关研究资料显示,在根管系统消毒、清理工作中,根管冲洗具有积极的诱导作用,而声波器械切削能力良好,本身伴有内置式冲洗装置,可连接牙科综合治疗台上的有关设备,形成持续性冲洗流,弥补了常规根管预备中根管冲洗方法的不足,且操作时间短,可缓解手指疲劳度,去除碎屑应力小,值得临床积极应用[3]。在根管预备过程中,根管壁往往伴有一层玷污层,常规冲洗方法无法将其完全去除。在根管充填前是否去除玷污层仍存在争议[4]。最新研究显示,玷污层可使牙本质通透性下降,诱导细菌渗入牙本质小管。从某种程度上讲,其对细菌具有屏障作用,再加上感染根管内细菌极易浸至牙本质小管内,导致常规根管冲洗后,细菌仍难以消亡并大量繁殖,而玷污层对牙本质小管内细菌具有保护作用,能够降低根管冲洗剂的抗菌效果,抑制根管紧密充填,微渗漏率大,因此玷污层去除属于根管治疗成败的关键[5]。
临床研究资料显示,根管超声冲洗具有空穴、声流及协同作用,能有效增强抗菌冲洗剂的理化性能,推出根尖的碎屑量优于常规药物冲洗法,对玷污层、碎屑的清理效果颇佳,抗菌作用明显[6]。有研究对传统法清洗根管与根管超声清洗能力予以扫描电镜评估,结果显示,超声法预备标本清洁度更高,玷污层显著减少,提示显微超声技术对根管清洁度具有重要影响[7-10]。本研究结果显示,实验组去除根管中1/3根管壁玷污层及根管尖1/3根管壁玷污层的效果显著优于对照组(P
综上所述,显微超声技术根管清洁效果优于常规药物冲洗,值得临床推广应用。
摘 要: 药物化学是一门医药职业类院校的专业基础课。双语教学在药物化学课程的探索和实践,无论是对学生的专业能力还是学生的英语水平的提高都有非常重要的作用。
关键词: 高职 双语教学 药物化学
自2001年以来,教育部下达了重要文件,鼓励高校对于重点专业课程可实行双语教学。于是,各大高校都掀起了一股英语双语教学的热潮。英语作为一门全球化的通用语言,实行双语教育对于高等教育改革,培养复合型文化专业人才有重要意义[1]。
《药物化学》进行双语教学的必要性:随着全球经济的快速发展,国家各个方面之间的交流越来越需要精通一门外语或更多语言的“双语人才”。我们迫切需要一大批既精通中英文的,又具有丰富的专业知识的高品质的“复合型”人才[2]。高校是培养“复合型”人才的基地,实行“双语教育”势在必行。
首先,整合国外先进的教育理念、教育模式和教学方法融入到双语教学中。其次,双语教学有利于促进学生的专业外语水平和知识能力的全面发展。现代权威的超过90%都采用英语。药物化学是发现新药物,合成药物,阐明药物的化学性质,研究药物分子之间相互作用的一门学科,是该领域的一个重要课题。国外药物化学水平比国内高得多,药物化学的期刊、书籍等高水平的文章,绝大部分是用英文写的。因此,双语教学在药物化学课程的教授过程中,对于显著提高学生的英语水平有很大作用。
一、《药物化学》双语教学的现状
首先,双语教学在高校的实施还面临一些问题,如现在只有少数专业采用该项教学方法,和其他课程缺乏连贯性和衔接性。所以,只是一个《药物化学》双语教学,学生无法将知识和其他科目的双语课程相联系,达不到理想的教学效果。其次,师资问题。双语教学对教师质量有很高要求,教师不仅要懂得专业知识,还要掌握一门外语[3]。双语教育促进教师们的专业素质提高,从事双语教育,教师本身就需要有一个高层次的专业知识和灵活运用语言的能力。这对于提高教师的教学和研究能力是一个很大的挑战。再次,学生的问题。虽然学生普遍学习英语多年,但大多停留在应付考试的水平上。学生绝大多数不读英文的药物化学文献,英语专业水平很低。药物化学是一个高度专业化的学科,因此,考虑到学生的学习兴趣,对药物化学有浓厚兴趣的学生可以选择;学生有一定药学英语专业背景可以选择;今后准备从事药物化学相关工作或从事药物开发的学生可以选择。相对少数的学生,高素质的教师队伍可以考虑学生个性化的发展水平,培养出真正有用的药物化学人才[4]。最后,教材的问题。目前没有专门针对药物化学双语教学的教材,这就要求教师编写符合自己专业和学生特点的双语教材、讲义和课件。这种类型的教材具有能满足教学的基本要求,符合学生的实际情况的优点,缺点是原始的材料,原汁原味,改编后语言的表达不专业、不地道。
二、《药物化学》双语教学的开展
首先,在开设课程之前要做好充足的准备工作。比如对学生进行问卷调查和摸底考试,目的在于了解学生的英语水平及期待的教学方式,做到有的放矢。还有要和《大学英语》授课教师沟通,注意加强学生听、说、读等能力方面的训练。另外,可以建议专业英语老师在授课过程中尽量多讲授一些《药物化学》方面的专业术语,为双语教学打好基础。其次,老师要确立正确的教学理念和教学方法。双语教学涉及两种语言,所以还需要改变思维和交叉融合的方式。在没有合适的双语教材出版前,最好配合使用外文教材,教师根据学生的学习进度,将两个课本合理安排,学生可以在课后进一步研究。双语师资培养对英语水平、学科专业能力及教师素养均提出了很高要求,学校要逐渐构建出“英语+学科专业”二维立体式双语教学和双语师资培养模式,整合优化全校教师资源,挑选优秀教师组成“英语教师+学科专业类教师”二维一体的师资队伍。另外,结合所教班级学生的英语水平,用来维持双语教育,即采用中文授课为主,并逐步采用英语教学,英语教学占30%~50%,在学生能掌握专业课程的基础上,培养学生的英语运用和实践能力。然后,在课堂上,教师注重中英文对照教学,尤其是突出关键字,使学生充分了解教学内容,把握好教学重难点,达到良好的教学效果。最重要的是,为了提高学生的学习兴趣,鼓励学生用英语回答问题,也可以在课堂上抽时间,让学生讲讲对课文的理解和英语学习经验等。采用双语试卷进行考试,试卷中的药物名称、专业术语及简单的问题用英语命题,尽量不要使用全英文试卷,同学们会因看不懂题目而不能得分。
三、结语
双语教学,真正的目的是培养学生运用英语思维获得知识,而不是孤立地训练学生知道一些专业词汇,当然,这需要一个比较长时间的积累。因此,应将中国的国情与双语教育的学生的水平相结合,即根据学生和课程的实际情况实行双语教学。在教学中应注重结果,而不是形式上的,更不要为了说英语而说英语,只讲简单的知识,避开重难点[5]。如何权衡把握尺度,是一个需要长期探索的问题。
[摘要] 目的 分析氟喹诺酮药物不良反应的机制与化学结构的关系,以期对临床安全用药和新药开发提供一定的参考价值。方法 回顾性分析该院589例使用氟喹诺酮类药物患者,对其发生的不良反应特点进行分析,并简述其与化学结构的关系。结果 589例患者中,发生不良反应的209例(35.5%),涉及7种氟喹诺酮类药物,累及人体65个系统。主要表现为上腹部不适、食欲减退、腹痛腹泻、恶心呕吐、耳鸣、失眠、烦躁、头痛、头晕等症状,均在停药几天后症状自行消失。结论 氟喹诺酮类药物引起的不良反应症状多,临床应用时应充分了解其不良反应机制,加以监测,合理用药。氟喹诺酮药物中,N1、C5、C7、C8取代基与不良反应的程度相关;C2的H、C6的F均不可取代,与抗菌药效关系密切,与不良反应无关;C3、C4与DNA螺旋酶结合,也与药物间相互作用有关。
[关键词] 氟喹诺酮药物;不良反应机制;化学结构;合理用药
1962年,临床上第一次开始应用萘啶酸,至今已有50年历史的氟喹诺酮类(Fluoroquinolones,FQNS或FQS),目前,抗菌药逐渐发展为第四代产品,较其他抗生素而言,因具有吸收良好、价格低廉、给药途径多样、血药浓度高等优势[1],在临床上被广泛应用,市场销售额逐年递增,国内外制药公司竟相开发此类产品,发展前景较好。氟喹诺酮类药物相对其它药物,安全性高,不良反应低。只有对氟喹诺酮类药物的特点进行全面掌握,正确选择,合理使用,才能进一步提高其安全性[2]。为分析氟喹诺酮药物不良反应的机制与化学结构的关系,以期对临床安全用药和新药开发提供一定的参考价值,该研究2011年2月―2013年4月间分析209例不良反应的特点与化学结构的关系,报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择该院收治的应用氟喹诺酮类药物治疗的患者589例为研究对象,其中209例发生不良反应,其中女性98例,男性111例,年龄21~84岁。其中妇科感染45例,呼吸道感染35例,泌尿生殖系统感染51例,骨外科术后感染28例,消化系统感染30例,皮肤软组织感染20例。
1.2 方法
以卫生部药物不良反应筛选标准为依据进行筛查,同时采取回顾性调查的方法,按照患者的性别、年龄、器官与系统的临床表现、引起不良反应的药物以及给药途径等资料进行总结分析。对引起不良反应的药物进行化学结构研究。
2 结果
209例发生不良反应,发生不良反应的药物有7种,分别为左氧氟沙星、氧氟沙星、洛美沙星、加替沙星、培氟沙星、氟罗沙星、司帕沙星。以上药物均以静脉注射。见表1。
209例不良反应报告中显示,主要表现为上腹部不适、食欲减退、腹痛腹泻、恶心呕吐、耳鸣、失眠、烦躁、头痛、头晕等症状,均在停药几天后症状自行消失。与发生不良反应的系统、器官包括:中枢神经系统、胃肠道、肝胆系统、神经系统、心血管系统、内分泌系统等。
3 讨论
各系统器官不良反应的发生与化学结构的关系如下。
3.1 中枢神经系统不良反应
在使用FQNS药物的治疗过程中,不良反应发生率最高者为中枢神经系统(CNS),总发生率为11.5%[3]。临床症状主要为头痛、嗜睡、耳鸣、疲倦、失眠、乏力、视觉异常及噩梦等,严重者可引起精神症状,主要包括抑郁、神经错乱、抽搐、痉挛、恐惧、震颤、惊厥、癫痫及急性锥体外系反应等。相关研究已证实[4],FQNs可对CNS的Y-氨基丁酸(GABA)与N-甲基D-天冬氨酸(NMDA)受体均有直接影响。据体外实验模型对FQNs及GABAA受体的结合影响进行检测,其结果显示对GABA阻滞作用产生最大影响的是FQNs的C7侧链取代基。
3.2 消化系统的不良反应
采用FQNS药物实施治疗,其出现的共同不良反应为胃肠道症状,常出现于口服患者,而静脉给药则少见此症状,症状主要包括恶心、呕吐、消化不良、腹部不适、胃肠胀气、吞咽困难、流涎、便秘等,最严重是消化道出血。发生此类不良反应的主要因素为剂量的差异,口服剂量800 mg/d者,其不良反应发生率则相对较高。停药后症状会自行消失。
3.3 肝胆的不良反应
FQNS应用于临床,损害表现为生化指标异常(如谷草转氨酶与谷丙转氨酶升高)、皮肤黄染、巩膜、胆汁滞留、肝炎及肝衰竭等,严重者可导致死亡。曲伐沙星(trovafloxacin)的肝毒性最为严重。相关报道已证实[5],曲伐沙星的肝毒性与其结构中N1位的2、4二氟苯取代基有较大关系。所以,不可对FQNS药物进行长期服用,以避免导致肝脏损害。
3.4 内分泌的不良反应
据相关研究显示,若FQNs被UVA辐照,其分子会发生降解,导致毒性物质的生成,从而损害细胞组织,且损害程度因药而异,轻者出现晒斑,严重者则可出现发疱,造成这种现象的原因是光照后所生成的自由基与单纯态氧造成细胞DNA的断裂,同时超螺旋开环。现已证实,光毒性与FQNs母核C8的取代基有关[6]。
3.5 心脏的不良反应
使用FQNs药物,心脏的不良反应发生率相对比较低,较CNS毒性、肝脏毒性以及光毒性等明显降低,但是一旦发生心脏毒性,便会带来严重的后果,甚至对患者生命产生威胁。其多发生于女性与老年患者。其临床主要表现为室性心动过速及心律不齐等。据相关研究显示,心脏毒性的分子机制为药物对心脏电压门控式通道Ikr产生阻碍,从而使得QT间期延长。另外,据FQNs的心脏毒性与化学结构关系的相关研究显示[7],C5的取代基与QTc延长有密切关联。FQNs心脏毒性的lKr阻滞程度则与QTc延长以及C5取代基有较大关系,临床出现不良反应程度是CH3≥NH2>H。
综上所述,氟喹诺酮药物中,N1、C5、C7、C8取代基与不良反应的程度相关;C2的H、C6的F均不可取代,与抗菌药效关系密切,与不良反应无关;C3、C4与DNA螺旋酶结合,也与药物间相互作用有关。因氟喹诺酮类抗菌药的性质与化学结构具有多样性,致使多种不良反应的出现。临床应用时应充分了解其不良反应机制,加以监测,合理用药。
摘 要:以培养学生的职业能力为宗旨,对高职药学专业《天然药物化学》进行课程改革。从课程目标、教学内容、教学方法、考核评价等方面改革,充分发挥学生主体作用,突出专业特色,注重学生职业能力培养,在本院药学专业2010-2013级学生中实施,取得了很好的教学效果。
关键词:职业能力 天然药物化学 课程改革
1 课程改革的理念与思路
随着高校扩招和就业市场的严重失衡,高校毕业生就业难的问题已引起社会的广泛关注[1]。高职院校的学生要想在职场竞争中取胜,必须具备较强的职业能力。职业能力是指一个人从事与职业相关的活动,完成工作任务所必需的多种能力的综合。教师在教学中要更新教育教学观念,改变学科本位的教学模式,实行能力本位教学,加强学生综合职业能力的培养[2]。为了我院药学专业课程改革的全面推进,根据药学专业培养目标、岗位要求、药学专业技能抽考标准,结合相关国家职业标准、学生实际情况等,对《天然药物化学》课程进行了全面改革,充分发挥学生主体作用,突出专业特色,注重学生职业能力培养,在本院药学专业2010-2013级学生中实施,取得了很好的教学效果。
2 课程的性质与作用
天然药物化学是高职药学专业一门重要的专业课,是国家执业药师(中药学)资格考试必考课程。该课程重点讲授天然产物中具有生物活性物质的化学结构、理化性质、提取分离、结构鉴定、生理活性、中药开发等基本原理和技能,培养学生具有初步从事天然药物有效成分提取和生产能力。该课程也为《药物化学》、《药理学》等后续课程储备知识与技能。
3 课程目标
3.1 知识目标
掌握天然药物化学成分提取、分离的原理及方法;了解几类重要的化合物如:生物碱、醌类化合物、黄酮类化合物等的结构、分类、性质及波谱的基本知识,掌握其提取、分离、鉴别方法及在医学、药学上的应用。
3.2 技能目标
会正确进行天然药物提取、分离与检识基本实验操作;掌握煎煮、蒸馏、回流、萃取等操作技能。
3.3 态度目标
培养学生热爱专业、自主学习、终身学习的习惯;树立规范操作、实事求是、质量第一的职业精神;培养学生与人沟通交流能力、团队合作能力。
4 教学内容
《天然药物化学》计划授课72学时,包括基本理论、基础知识、基本技能三大块,共15个项目,具体内容见表1。
5 教学方法与手段
5.1 教学模式
采用教、学、做合一,按“询、定、做、查、演、评”六环节进行教学,让学生在操作技能训练的同时,进一步加深对理论知识的理解和巩固。六环节教学模式是依据行动导向教学法[3-5],结合实践教学经验而设计。“询”即资讯、查询教学内容相关资料信息;“定”即制定学习或操作方案,写下计划步骤;“做”即实施计划,操练技能;“查”即对实施计划过程中出现的问题进行查找、更改;“演”即成果演示、竞赛;“评”即评比、总结。
5.2 教学方法
主要采用项目教学法:教、学、做合一,给出学习任务,学生按“六环节”进行。结合其他教学方法如:分析讨论法、示范模仿法、合作学习法、强化训练法、错误成功法(让学生通过从自己失败的教训中发现问题,找到成功的方法)。
将教学内容分解成15个项目,针对每个项目给出任务,对个人任务及小组项目的完成进行评价与奖励。
5.3 教学手段
采用多媒体辅助教学与实训室现场教学相结合。学院药学系教学场地均为多功能实训室,配备齐全,有多媒体教学设备、实践教学仪器与试剂,精密仪器室、实验预备室、试剂库等一应俱全,有利于教、学、做一体化的实施。
6 考核方式与内容
6.1 考核方式
考核遵循素质与技能结合,自评与他评结合,课内与课外结合,平时考核与期末考试结合。考核成绩分两部分:平时考核成绩与期终考核成绩,各占50%。平时考核包括学习态度(20%)、学习效果(知识与技能掌握程度30%)。期终考核包括基础理论考试(20%)与操作技能考核(30%)。
6.2 考核内容
理论考试内容见表1中基本理论与基础知识,满分100,以20%比例计入总成绩。技能考核内容见表2,满分为30分,按实际得分计入总成绩。
天然药物化学是高职药学专业学生一门重要的专业课程,以培养学生职业能力为宗旨进行课程改革,充分发挥学生的主体作用。采用教、学、做合一的六环节教学模式,不但符合学生的认知规律,注重学生的情感体验,还能培养学生自主学习能力、计划或报告书写能力、与人沟通交流能力、决策与执行等职业能力。该门课程改革后在本院药学专业2010-2013级学生中实施,取得了很好的教学效果。
摘 要:制药工程是培养具备制药与生产工艺方面知识,在医药、精细化工和生物化工等工程领域从事医药产品的生产、科技开发、应用研究和经营管理等方面的高级工程技术人才的工科制药类专业。作为制药工程专业一门重要的专业核心课,药物化学对学生能否系统地将基础课和专业课连接起来和掌握药学专业知识起着重要作用。为了培养合格的制药工程专业人才,作者结合多年在制药企业工作的经验及多年药物化学教学经验,对制药工程专业药物化学课程的教学改革进行了探索与实践。
关键词:制药工程 药物化学 教学改革
制药工程专业是1998年教育部本科专业调整时设立的一个新专业,由化学、药学、化工、工程学、生物技术和相关管理法规相互渗透而形成的一个新兴交叉学科,是培养具备制药方面专业知识及化工生产工艺等方面的基本理论和基本知识,在医药、精细化工和生物化工等工程领域从事医药产品的生产、科技开发、应用研究和经营管理等方面的高级工程技术人才的工科制药类专业。药物化学是制药工程专业一门重要的专业核心课,在我校也是第一门专业课,在连接基础课和专业课之间起到承上启下的作用,对于学生药学整体知识体系的构建有着不可替代的作用,对制药工程专业人才培养具有重要意义。此外,药物化学是一门发明与发现新药、合成化学药物、阐明药物的理化性质、研究药物分子与机体之间相互作用规律的综合性学科,它的内容涉及无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学、立体化学、生理学、病理学、生物化学、分子生物学等学科。其内容广泛、涉及面宽、交叉性强、学科发展快,药物分子的结构复杂且合成路线长,记忆内容多,这给学生的学习带来一定的难度,学生普遍反映该课程难学、难记、易忘。为了提高药物化学的教学效果,如何根据制药工程专业特点进行药物化学教学, 为培养合格的制药专业人才,我们结合多年在制药企业工作的经验及多年药物化学教学经验,在教学方面做了尝试性的探索,在实践中收到了较好的效果。
1 注重基础理论教学,紧密结合临床和制药生产实际
药物化学教学过程是根据药物的不同临床用途进行分类教学的,每一类药物有一定的作用机理、临床用途和一定的发现或使用的发展过程,并产生一定的代表药物,通过代表药物的学习熟悉这一类药物的性质,适用性、毒副作用和构效关系等。教学过程中,将药物发现历史或使用穿插到教学内容中,以此为线索进行讲授,并讲一些相关药物科学家的故事活跃课堂气氛,既可激发学生的学习兴趣,调动学生学习积极性,又可以帮助学生了解药物的发现过程,理解新药开发的方法和过程,鼓励学生探索求知。通过联系和丰富药理知识,将药物的作用机理讲解得更加清晰透彻,使药物的临床适用范围在同学们脑海中的印象更加深刻。结合临床和日常常用药及制成的各种药物剂型,使药物化学更贴近日常生活用药和临床用药实际。将最新最前沿的新药研发动态引入课堂教学,拓宽学生视野,体现教学内容的先进性和时代感。将药物的合成方法、理化性质与原料药合成、制剂生产过程中的方法、路线和常见的问题结合起来,让学生较好地将理论知识和实际应用相结合,体验药物化学的实践性,也为后续专业的学习提供帮助。
2 实行启发式和互动式教学
药物化学其内容广、涉及面宽、交叉性强、学科发展快,药物分子的结构复杂且合成路线长,这给学生的学习带来一定的难度,容易导致学生缺乏学习积极性。为了激发学生的求知欲和创造欲,作者在课堂教学过程中,除了联系药物发现历史、临床应用和生产实际外,还从教学方法上,不断改进,提倡启发式和互动式等多种教学形式,从根本上改变“老师讲,学生听”的单一教学模式。如讲到解热镇痛药时,我会问同学们,当你感冒头痛发烧的时候,一般你会用什么药呢?哪些是属于西药成分?它们是怎么发挥药理作用的呢?这样,就能很快诱导和激发学生的求知欲望,让他们主动求知、探索和理解。在课堂开始阶段,每次课留有10 min左右的时间用于学生介绍一些熟悉的药物或者最新的药物研究进展,一是促进学生的自主学习掌握药物知识,二是促进学生的讲解、组织表达能力,三是活跃课堂气氛,丰富课堂形式。在课堂教学中,通过讨论,让学生发言,增加师生间的互动。比如,在讲解药物的发现历程时,给出最初的药物母核结构,让学生自己去发挥设计思路,当然可能会五花八门,我们要适宜的去引导,一方面告诉他们一些他们设计的新结构,可以作为新药去研究;另一方面讲解一些已知的结构是否有好的活性,是否发展成临床用药。这不仅可以诱导和启发学生思维,变被动学习为主动学习,还可以培养他们的创新能力和科研潜能。为使学生学得深、学得透并且印象深刻。讲解药物的构效关系时,因为一般前面都介绍了大量的同类药物,可以和学生来共同归纳总结。在每章课程快结束时,让学生去搜索一些下章节所属药物的一些临床药品和剂型,让学生下次课堂中和大家分享交流,使学生带着实际问题去课后学习,并带着收获和目的性来参加下一次课程。此外,药物化学课程内容多、结构多、难理解,教学中还要善于使用多种多媒体手段,使药物结构、药物作用机理等更快捷、简单的展现出来。通过开展启发式和互动式等多种形式教学,获得了学生的一致好评和良好的教学效果,除了学好了药物化学,还使学生综合能力和创新能力有一定的提高。
3 强化实验和实践性教学环节
在药物化学教学过程中,我们加强药物化学实验,将理论和实践结合起来。首先,学校加强药物化学实验室的建设,实验硬件的投入,仪器设备尽量多样化,为学生开设多样化的实验提供保障,我校具有省部共建实验室平台,为药物化学实验的开设提供基础。其次,增加药物化学综合性实验和设计性实验的开设,提高学生的综合能力和研究开发能力,为以后从事科研活动提供帮助。再次,强调学生的预习准备,并进行预习指导,使学生预习得比较充分,确保实验的安全顺利;实验前,进行实验指导,再次强调实验注意事项,解决学生预习时的疑问。最后,实验期间,实验指导老师自始至终伴随,及时给予他们指导,做好记录,药物化学实验不可避免会遇到粗心大意而导致实验失败的,注意引导学生学会自己寻找实验出问题的地方,并成功地解决问题,进而使重复实验成功。
在实验教学之外,为了更好地贯彻实践教学,我校建立了药物生产流水线小试实验室,为学生全方位理解和实践药物生产过程提供帮助。同时,还带学生去药厂进行见习和实习。为学生以后从事相关工作打下良好基础。企业也常派遣一些生产实践经验丰富的专业技术人员进行实地的讲解,为学生掌握相关的生产技术创造了非常良好的条件。
4 鼓励学生尽早参与科学研究,有效提高学生的创新能力
鼓励学生尽早参加药物合成、新药开发等科研活动,一方面,可以带领学生们参与老师的课题,既锻炼了学生的动手能力和科研潜能,又能为老师提供一些帮助,有助于老师课题的尽快较好的完成;另一方面,学校设立了大学生科学研究项目、大学生研究性学习和创新性实验计划项目和“科创节”项目,鼓励学生在老师指导下查阅文献、撰写项目申报书申报自己感兴趣的研究项目,让学生利用课余时间和假期在教师的指导下完成实验设计和实验过程,期满学生按照相关要求写出科研论文。此外,对于一些未申报到项目的同学,只要学生对科研感兴趣,可以自设项目,老师指导完成。这样提高了学生的科研能力,为毕业论文的完成和继续深造读研究生提供帮助,强化了学生创新能力的培养,为进一步培养高素质、创新型人才奠定了良好基础。让学生参与科研,使学生更好地理解药物开发过程,老师也可以将科研活动的一些成果引入课堂,促进教学质量的提高。
总之,我们在制药工程专业药物化学教学过程中,经过不断的改革探索、实践和总结,得出注重基础理论教育、采用丰富多彩的教学方式、强化实验实践教学、鼓励科研活动这一有利于培养合格制药工程专业人才的药物化学教学方法,为提高教学质量,开发学生的实践能力、创新能力和科研能力提供帮助。
摘要:天然药物化学是药学、制药工程、药物制剂等专业的专业基础课,怎样有效地改变教学方法,培养基础扎实,适应性强,具有创新能力的人才,本文作者就此从课堂教学、实验教学、课外互动三个环节,进行了一些有益的探索。
关键词:天然药物化学;教学模式;研究型
研究型教学是与创新性教育相适应的以培养学生创新能力为核心的教学模式。所谓研究型教学,是指教师以课程内容和学生的学识积累为基础,在教学过程中通过优化课程结构,建立一种基于研究探索的学习模式。如何立足课堂,采取切实可行的措施和手段,培养基础扎实,适应性强,具有创新能力的人才,是高等教育教学改革面临的一个重要课题。
《天然药物化学》是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分及其应用的一门学科[1],其研究内容包括各类天然药物化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等,是高等院校药学专业、制药工程、药物制剂等专业的一门必修的专业基础课。我们在教学中,通过多年探索,借鉴其他学科的成功教学经验[2-4],抓住课堂教学、实验教学、课外互动3个环节,在研究型《天然药物化学》教学方面进行了一些有益的尝试。
1 关于理论教学内容的构建与实践
1.1 绪论部分教学内容的讲解要点和技巧
人们常说“好的开端是成功的一半”。教师如能讲好天然药物化学绪论内容,将对提高学生学习兴趣和增强学习信心起到事半功倍的效果。教学中我们采用启发式、循序渐进的教学法让学生了解天然药物化学的主要内容及其的发展史,培养学生的探索精神及科学的研究方法。例如首先导入思考题:什么是天然药物?天然药物与中药、草药、民族药的关系如何?通过讨论让同学了解天然药物的范围,尤其强调在中国,天然药物一般又被称为中药,更具有自己的特色,与中医一起构成了中华民族文化的瑰宝,由此提升学生的自豪感和自信心。然后采用举例法讲解天然药物化学的主要内容及其在药学领域与中药鉴定、药理、药物制剂、中药炮制等学科的密切关系,使学生体会到天然药物化学课程的重要性。最后介绍天然药物化学在我国的发展历程及目前在创新药物研究中的优势,增强学生的责任感和使命感,以积极的心态进入到课程的学习中来。
1.2 课程主体内容的调整及融合
由于教学计划的调整,近五年我校各专业的天然药物化学的总学时为90学时,其中理论为42学时,实验48学时。在教学中我们首先按照天然药物中主要化学成分的类别,讲解天然药物化学成分的结构特点、物化性质、提取分离方法及结构鉴定中的化学检识方法。该内容能够满足制药工程、药物制剂、中药资源与开发等专业对天然药物化学知识的基本需求。由于同学期药学专业开设了波谱分析课程,我们在该课程中的最后部分列出波谱分析在天然药物化学结构中的应用一章。这样的教学安排不但使波谱分析的基本内容能够和专业知识相结合,提高学生的兴趣,又能够系统掌握天然药物中主要化学成分类别波谱特征的共性和特性,同时也解决了药学专业天然药物化学理论课时不足的问题。在这一章节的教学中我们从专业期刊中收集有关化合物的光谱数据让学生试着解析其可能的结构,补充了光谱学习资料不足的难题。同时也将教师和研究生在科研工作中所获得的相关成分的原始图谱呈现在课堂上,与学生共同分析讨论,增强了学生解析真实图谱的能力。
1.3 教学方式的探讨
天然药物化学基本属于介绍性的学科,采用详略得当的电脑课件与动画、适时以化学软件ChemDraw显示的分子三维立体模型可基本满足学生获取知识的需求。PBL ( Problem-Based Learning)教学法是以问题为导向的教学方法,在PBL教学模式中,教师不再像以前那样仅是给学生传递知识,而是成为学生学习活动的组织者、协调者、指导者和帮助者,利用问题、协作、交流等充分发挥学生的主动性、积极性和创新性精神[5]。我们尝试将此法运用于《天然药物化学》的教学中,取得了较好效果。比如在讲授“苷类”时,会问到“根据苷和苷元的的结构分析其极性大小,如何选定苷和苷元的提取、分离溶剂”;讲授“蒽醌类和黄酮类”时,设问“哪个化合物酸性更强,如何根据混合物酸性强弱不同设计合理的pH梯度萃取法”;讲授“生物碱时”时,设问“怎样根据生物碱结构推测其碱性强弱及溶解性”等,使得学生的参与感很强,思维活跃,教学效果显著。
在教学的后期,为了总结归纳所学知识并促进学生主动思考参与的意识,我们安排了讨论总结课,由老师预先根据教学内容提出一些列问题,3-4名学生组成讨论小组,以电脑课件的方式在课堂上进行展示和讲解。备选问题有“根据所学内容将天然药物中主要化学成分按酸碱性及溶解性进行分类总结归纳”、“根据结构特点设计某药材中有关成分的提取分离及鉴定的方案”、“根据提供的某化合物的理化性质和波谱图对其结构进行推导”等等。学生通过问题的思考系统地掌握了专业知识,通过课件的制作掌握了Power Point、ChemDraw 等专业软件的使用,通过讲台上的讲解锻炼了表达能力,讨论总结课的教学方法使学生的学习兴趣和综合素质得到了很大的提升。
2 关于实验教学内容的构建与实践
实验教学是天然药物化学教学的基本形式之一。学生通过操作仪器,观察实验现象,记录实验数据,分析讨论实验结果,形成相应的实验技能,从而使学生的科学实验能力、解决实际问题能力、探索创新能力等得到综合性的发展。为此我们根据教学内容要求精心设计了3个不同类型成分的实验。
实验之一《槐米中芦丁的提取分离及鉴定》:将实验中需要学生掌握的实验操作分为煎煮、抽滤,重结晶、水解、试管反应、纸色谱六个具体的目标。根据实验内容提出以下思考问题:(1)芦丁的提取分离原理是什么?(2)芦丁酸水解时有何现象,如何解释?(3)槲皮素和芦丁纸色谱鉴定时,分别用正丁醇-乙酸-水(4:1:5)上层和下层溶剂系统展开后,何者比移值较大,为什么?在该实验中,因芦丁的提取和精制需要放置2~3小时才能使芦丁析出完全,利用此空闲时间教师组织学生观看天然药物化学基本实验操作教学录像片,把实验和细微的操作鲜明真实地进行放大,通过清晰的步骤展示,使学生能够观察到标准的操作过程并进行效仿,从而对常规的基本操作有了系统的认识。
实验之二《虎杖中蒽醌类成分的提取分离和鉴定》:将实验中需要学生掌握的实验操作分为回流、蒸馏,蒸发、转溶、萃取、薄层色谱六个具体的目标。根据实验内容提出以下思考问题和注意事项:(1)虎杖药材采用乙醇回流法提取及回收乙醇提取溶液时,如何设定水浴的温度?为什么有时蒸馏出的乙醇会呈现出颜色?如果要使蒸馏出来的有色乙醇呈现无色应如何处理?(2)在采用不同碱性水溶液对虎杖的乙醚溶液进行萃取时怎样操作避免乳化现象?如何破除乳化现象?为什么萃取时要及时“放气”?为什么萃取液静置分层时间要足够长?(3)对萃取所得各碱性溶液进行酸化处理时,怎样根据现象调整加入盐酸的量?
实验之三《粉防己中粉防己甲素、乙素的提取分离与鉴定》:我们把此实验设计成探究性实验,该实验中需要学生掌握的实验操作分为柱色谱的装柱、上样、洗脱、分析检测。譬如在对粉防己生物碱的分离情况进行检查时,建议学生先用纸片显色法确定哪些流份中含有生物碱,然后再用薄层色谱法分析哪些流份中的成分是相同的。薄层色谱展开剂的比例不是由教师提前规定好,而是由学生自己摸索进行总结,这样就可以充分发挥学生的主观能动性,让学生亲自动手进行探究,在品尝了实验的艰辛和成功的喜悦的同时,燃起了同学们对科学研究的热情,其创新精神也得到了提升。
3 关于课外研究性实验教学的构建与实践
积极开辟第二课堂,吸引学生参加课外的科学研究。对于大学四年级的毕业实习生和学有余力的大学二、三年级学生,我们引导并欢迎对《天然药物化学》课程有浓厚兴趣的部分学生参与到教师和研究生的课题研究当中来,较为系统地开展相关课题的研究。教师只给出了实验的题目和简单的实验步骤,具体的提取操作还有分离及鉴定方法需要同学们来自行设计。同学们通过图书馆、网络等查询出相关资料,归纳出一些可行的方案,通过与老师和研究生的交流确定最后实验细则。目前已有多名同学参加了野鸭椿子、紫背金盘、藤茶、金樱子、番石榴等植物化学成分研究工作。学生在课堂中学习的知识在科研活动中得到验证、拓展、延伸,提高了学生创新能力,由此也使许多学生增添了对专业的热爱,考取了天然药物化学的研究生,向专业研究领域迈进。
总之,采用以上这些教学方法,《天然药物化学》教学取得了较好的效果。我们希望能通过优化教学内容,改进教学方式和教学手段,将研究性学习引入到课堂教学中,为培养高素质的药学人才在课程改革方面进行一些有益的探索。
摘要:化学生物学是化学与生物学不断交融,于20世纪90年代中期形成的一门新的前沿交叉学科。化学生物学通过研究生物活性小分子与生物体靶分子间的相互作用,从而阐明各种生理和病理过程的分子机制,为开发新颖药物提供新的途径。探讨化学生物学与药物研发的关系,有利于课堂教学及学生业外科研活动的开展。
关键词:化学生物学;药学;药物研发;教学
化学生物学是近年来出现的新兴研究领域,是用化学的理论、研究方法和手段从分子或亚分子水平去探索生物医学问题的一个新的研究领域。是一个有活力、有应用前景的新学科。化学生物学的产生是化学学科发展的一个必然结果,也是药物化学发展的需求。它的诞生和发展为化学、生物、医学、药学等各个学科带来新的发展机遇,已经引起了科学家们广泛的关注[1]。
中南民族大学药学院的化学生物学专业的组建,可以为药学、医药和制药工业的发展培养一大批人才。然而,化学生物学作为一门新兴的交叉前沿学科,还需要我们系统地回顾它的诞生和发展过程,辨析化学生物学与生物化学、分子生物学的联系与区别。尤其是深入探讨化学生物学在基因(蛋白)功能研究、药物作用靶标的发现以及新药先导化合物的发现等方面的问题,进而使这一新型的学科得到更为广泛深入的认识及研究,促进我院化学生物学专业的教学及学生的业余科研活动的顺利开展。本文中,我们将对以上几个问题进行探讨。
一、化学生物学的诞生及与生物化学、分子生物学的联系和区别
化学生物学作为一个新兴的交叉前沿学科,有其独特的科学内涵。回顾自然科学的发展历史,化学与生物学两大学科在历史的发展长河中有着密切的联系。而化学生物学是化学与生物学不断交融,于20世纪90年代中期形成的一门新的前沿交叉学科。随着新的概念和技术的发展,人们已能合成自然界发现和鉴定的任何复杂的天然化合物,并且在此基础上能够设计和合成具有特定性能的新颖化合物。化学家尝试用外源性活性小分子(包括天然化合物)为探针,去探索生命体中的分子间相互作用和细胞发育与分化的调控作用及其所包含的分子机制。于是,利用化学的理论、研究方法和手段来研究生物学、医学问题的一门交叉前沿学科――化学生物学诞生了[2,3]。
化学生物学、生物化学、分子生物学都是化学与生物学结合的产物,三者之间既紧密相关又有所不同。如生物化学与化学生物学都是利用化学方法和技术研究来揭示生物体的奥秘。但是两个学科的出发点绝然不同,生物化学是以内源物质为主要研究对象,包括蛋白质、糖类、脂质、核酸以及体内参与生理过程的有机小分子和无机离子等。通过对固有内源分子的结构、代谢、功能的研究,揭示生命的本质;而化学生物学却立足于外源分子,尤其是外源小分子。化学生物学是利用外源化合物以及有关的各种技术和方法,对生物体(包括基础的组成分子、细胞、组织及整个机体)进行全方位的研究,以期揭示更多的生物学奥秘的综合的交叉学科。
分子生物学采用定点突变的方法来改变生物分子如蛋白质和核酸的功能。而化学生物学是采用化学的手段,如运用小分子或人工设计合成的分子作为配体来直接改变生物分子的功能,他们认为这是化学生物学这一领域的核心。
二、化学生物学与新一代的药物研发
药物研发是伴随着人类发展繁衍整个过程的重要问题。在古代,人类多是以神农尝百草的方式,根据生产生活的经验或偶然发现,寻找到具有一定治疗作用的植物、动物及矿物。随着科技的发展,人们通过化学合成及天然产物提取,开始自主性地、有意识地开发药物。并通过动物实验的应用,研究药物的毒副作用、药物代谢及机制等问题,进行药物的筛选。然而动物实验消耗时间长、劳动强度大、操作技术要求高,并且需要的受试样品量大,限制了此类方法在药物研发的使用。近年来,基于化学生物学的新型药物研发模式,越来越受到人们的关注。90年代中期以来,化学制药业的繁荣和新颖小分子化学药物的产业化速度的大幅度提高,无不直接或间接得益于这一学科的发展。
化学生物学是从全新的角度对药物开发的介入[4]。它融合了传统的天然产物化学、生物有机化学、生物无机化学、生物化学、药物化学、晶体化学、波谱学和信息化学等多个相关学科的理论、技术和研究方法,从更深层面去研究生命现象和生命过程[5]。化学生物学作为药物研发的新型手段,具有即时性、可逆性、梯度可调性、可操作性等优点。从药物研发所需的时间和金钱的投入角度来看,化学生物学可以缩短药物研发周期,提高成功效率,有助于发现新的药物靶点,将会给药物研发带来翻天覆地的变化。第一个完全采用化学生物学技术发现和优化的药物是恶唑烷酮类抗生素,并于2001年在美国获得批准上市。它的研制前后共花费9年的时间,与传统新药开发平均时间相比节约了4~6年。这一实例充分证明化学生物学在缩短药物研发周期中的优势。
三、发展我院特色化学生物学的展望
基于化学生物学在化学、生物、药学、医学等各学科的应用前景,国外一些著名的研究机构或大学纷纷组建了化学生物学专业和研究机构。1995年,哈佛大学首先将其化学系改名为化学与化学生物学系,康奈尔大学随后建立了化学生物学研究所。北京大学化学与分子工程学院、药学院在我国首先成立了化学生物学系[1]。许多大学也相继成立了各种化学生物学方面的实验室和研究所。开设化学生物学专业的高校逐渐增多,仅湖北地区,除我校在药学院开设的化学生物学专业外,还有武汉大学、华中师范大学、湖北大学以及三峡大学等四所高校开设了此专业。客观而言,我院化学生物学的专业研究实力与国内外著名学府还存在相当大的差距。如何将中南民族大学药学院的化学生物学专业建设成为一个特色专业、品牌专业,是一个值得我们深思和探讨的问题。
发展化学生物学,必须发现和得到大量新的化合物。新化合物的两大来源是:自然界发现新的化合物以及人为设计合成的化合物。人为设计合成化合物,盲目性较大、耗时长、研究成本较高,特别是新型化合物的药理毒理性质需要长期的研究。相对而言,中草药以及各少数民族药物是祖国医药的宝贵遗产,是人类在长期的生产生活实践中的总结,有一定的药性药理指导作用。民族药包括中草药的本质是一群组合的天然化合物。我院的天然产物化学研究实力比较雄厚,可以将其与化学生物学研究结合,发掘的药物靶点与先导化合物,抢占了这一新兴领域的制高点,可以打造出我院特色品牌专业,同时也有利于化学生物学人才的培养!
作者简介:赵丹,女,讲师,博士,湖北枣阳人,中南民族大学药学院化学生物学教研室。
[摘要]双语教学是在我国入世和国际交流日趋频繁的浪潮下而生的一种运用两种语言进行教学的新型教学模式。本文根据天然药物化学的教学经验,对天然药物化学实施双语教学的必要性和现状进行了分析,从师资力量、教材问题、学生的英语基础和教学手段的优化等方面进行了探讨,并通过教学模式和教学质量控制方面对天然药物化学双语教学实际实施提供了可行性依据。
[关键词]天然药物化学 双语教学改革
随着我国加入W T O,国际交流与合作会日益频繁,我国迫切需要大量的既精通英语, 又有丰富专业知识的高素质“复合型”人才。双语教学(Bilingual Education)正好迎合了这种需求,是指运用英汉两种语言进行教学活动的一种教学形式,目的是为了培养既精通英语又具备丰富的专业基础知识的高素质“复合型”人才。天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。在中药现代化进程中发挥着前所未有的重要作用,是医药院校中许多专业的必修课程之一。笔者就关于天然药物化学开展双语教学和兄弟教研室进行讨论,现结合本课程特点进行思考和总结,为今后正式实施天然药物化学双语教学和改革奠定基础。
一、实施双语教学的必要性
双语教学是大学公共英语教学的补充和延续,也是大学四年英语学习、实践连续的保证。教育部在2001年颁布的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出:国家重点建设的高校,要力争在三年内,开出5%~10%的双语课程。还特别强调:“高新技术领域的新材料、生物技术、信息技术等专业要先行一步,力争三年内外语教学课程要达到所开课程的10%以上。”我们第四军医大学也响应教育部号召,倡导与国际接轨,创办国际知名、国内一流的大学。在校长樊代明院士的带领下,向国际一流大学看齐,在多个课程中实行双语教学,收到了良好的教学效果。双语教学还可以有效地提高学生综合英语能力、创造性思维和学术专业水平,有利于把握本专业领域科技前沿动态,也是培养与世界接轨的国际化创新型人才的重要手段与途径。
近年来,天然药物在世界各地的影响力日渐增大,受到世界的认可,为中药进军国际发挥了重要作用,因此,在天然药物化学课程中实施双语教学,既顺应了高等医药学教育教学改革的发展趋势,有助于培养具有国际竞争力的高级医学人才,也是我国中药新药研究开发、中药现代化和推动中药走出国门、走向世界的前提。
二、 实施双语教学的现状
(一)强大的师资团队
双语教学是指用英语讲授科学知识。这就要求教师不但需要具备丰富的专业知识,还要求教师具有较高的英语水平,有很好的表达能力。能用英语分析和解释专业理论,引导学生用英语分析、思考和解决问题。在选拔双语教学教师时应首选具有留学经历的硕士或博士和具有多年教学经验的教师。其次,还要经常组织教研室教师集体备课,并向其他专业有经验的双语教学教师学习,加强课前试讲,对双语教师的英语水平、专业知识的掌握能力以及双语表达的能力和课堂教学的水平进行全面了解,并适时提出合理意见和建议,对教师驾驭双语课堂的能力进行全面提升。
(二)教材问题
据调研,目前市场上还没有专门为天然药物化学理论课编写的统一双语教材。但是由于基础和语言的不同,我们也不能盲目地引进国外原版的教材《Phytochemistry and Pharmacy for Practitioners of Botanical Medicine》,而是需要结合原版教材和现行版《天然药物化学》,以及选用教材《Phytochemical Methods》进行试用教材或讲义的编写。这样既可以保证原有的培养计划和教学大纲,又能使学生接触到纯正的英语。
(三)学生的英语基础
大多数学生在经历了多年的英语学习后虽具备一定的英语知识和理解能力,但是大多数还处于应试水平,而且同一班的学生英语水平也会参差不齐,而双语教学能否取得良好的教学效果,在很大程度上决定于学生的专业词汇量和英语听说水平。因此,为了弥补不齐,课前预习准备工作就会尤为重要。也可以根据授课对象的CET-4和CET-6的通过率分步实行双语教学,即:第一步,以中文讲授,配以英文对照或英文课件,避免学生雾里看花,越听越糊涂,连基本的教学计划都难以完成;第二步,以中文讲授为主,逐步渗透专业英语词汇,并将相关的重点专业词汇提前发给学生进行课前预习,同时选用难度适中的英文参考文献或教材,培养学生阅读英语原版文献的能力和专业英语的书面和口头的报答能力;第三步,慢慢增大英语的比重,圈出重点难点,提供中文注释,逐步推进双语教学的实现,配合课前预习和课后复习达到教学目标。
(四)教学手段的优化
制定适当的教学进度。双语教学比汉语教学增加了学习难度,要求学生在双语环境下理解和掌握专业知识,因此,要对教学内容作以取舍和整合,突出重点和难点,安排适当的内容为课外自学内容,并适当放慢教学进度。
借助丰富的多媒体教学手段,采用启发式教学。教师在教学过程中适当地采用多媒体课件,如:动画、图片、图形等,能让学员更加直观和形象地学习,增强课堂的趣味性,缩短学生理论学习和实践之间的距离,并且提示和帮助学生理解教学内容,以降低学生在英语理解上的难度。
加强教学内容考核,以提高学生的专业水平。在每一段学习结束后安排一次全英文测试,以期要求学生不但能看懂英文问题,并能根据所学知识用英文或中文进行正确回答。教师对每次考核进行点评,以快速提高学员的专业知识水平。
三、教学模式举例
我们以第六章萜类和挥发油第1、2学时为例来进行天然药物化学双语教学。首先,我们在第五章第二次课后就发下第六章的专业生词表让学员提前预习。在第五章第三次课时,抽出10分钟的时间带领学员对下节课将遇到的专业词汇进行学习,使学员预习更具有针对性。
课堂教学设计:本章概述(中文)约5min,主要简述本章框架和学时安排以及重点、难点;由于第一节新名词和新概念比较多,我们用约15min关键词介绍(中英文结合),例如:萜类的概念分类、terpenoids、mevalonic acid、(C5H8)n、hemiterpenoids、monoterpenoids、sesquiterpenoids等、讲解hemi-、 mono-、 ses-和di-等的前缀构词法,帮助学员记忆专业名词;正文讲述(英文占30%-70%)50min,第一节主要讲解empirical isoprene rule和biogenetic isoprene rule以及其中关键步骤的几个名词(如:IPP、MVA、GPP等)。第二节讲hemiterpenoids、monoterpenoids、sesquiterpenoids等的概念、各自重要的代表性化合物中英文名称以及主要的功效主治、特殊的萜类化合物(如:troponoide和iridoid的性质等)。最后用10min时间总结(英文)。
四、教学质量控制
我们拟采用学生、教师和专家共同参与的评估方式对教学效果进行评估。组织教研室全体教师参与设计天然药物化学双语期末考试试卷,其中英语试题部分占30%-50%,考试结束后,阅卷进行试卷分析。组织学生填写“天然药物化学双语教学反馈评价表”,并对评价结果进行统计分析。同时,不定期邀请教务处和药学院、外语教研室的同行专家以及学生代表组成评估团队,对双语教学的教师进行随堂听课以及现场示教,对天然药物化学双语教学提出宝贵意见和建议,提高教学效果。
总之,开设双语教学的目的是为了让学生在掌握专业知识的基础上,提高运用外语的能力,进而能用英语方式来思考和表达本专业内容。在明确双语教学目标的基础上,采用合适的教材,在教学中运用PBL启发式教学,借助多媒体等教学方式直观、生动地教学,最终采取课堂问答(占37%)和考核(占70%)相结合的方式激发学生的双语学习热情,提高双语教学效果。
[摘要] 药物化学是中职药剂专业一门重要的专业课程之一。现在的中职生源大多数是初升高落榜生,存在学习能力不强、基础知识较差,学习抽象的《药物化学》课程产生极大的心理压力,成绩不佳。以2004级以来中职药剂专业学生学习《药物化学》成绩分析,不及格比例近30%。由此认为目前《药物化学》教材难度较大,提出将《有机化学》有关内容编入《药物化学》中,由浅入深,教材中增加药品彩色图插页的形式,让学生在轻松的学习过程中体验到快乐;或尝试取消《药物化学》课程,将药物化学课程与其他课程合并而重新组织一本新的教材,内容以就业够用为主,减轻学生负担等建议。
[关键词] 药物化学;教科书;专业课;中职学生;规划教材
[作者简介] 鞠秀兰(1956-),毕业于沈阳药科大学药学系,学士学位,高级讲师,现任大连大学职业技术学院药剂专业主任,多年从事药剂学、药物化学教学工作;研究方向:药学教学研究。15余篇。谭群,药剂专业,讲师。吴文林,大连大学职业技术学院副院长,《院校毕业生就业指导与管理实践研究》总课题组子课题《大连市职业院校医学相关专业人才就业市场的现状调查分析研究》立项课题课题负责人。
药物化学是中职药剂专业一门重要的专业课,是应用化学的理论和方法来研究化学药物的一门学科,主要研究化学药物的组成、制备、化学结构、理化性质、转运代谢、化学结构与药效的关系等内容[1]。依据国家教育、卫生工作方针,中职药剂专业的培养目标,坚持以服务为宗旨、以就业为导向的原则,培养具有一定科学文化素养,德智体美全面发展,具有良好职业素质,熟练掌握药剂专业技能,能在各级各类医药及卫生机构和行业从事药品生产、营销、应用和药学服务等工作,具有职业生涯发展基础的技能型、服务型的高素质劳动者[2]。根据这一培养目标中职药剂专业学生在学校期间要学习《无机化学》、《有机化学》等基础课,毕业前完成《药物化学》、《药剂学》、《药物分析》等专业课程学习[3]。在药物化学的学习中要求学生掌握最基本的常用药物的化学结构、理化性质。由于药物化学的特殊性,学生在校期间思维状态要发生改变,要有抽象的思维能力、记忆力、基础知识与专业知识的衔接能力,才能基本完成药物化学学习,适应岗位的职业需求。专业课程中《药物化学》课程的学习是师生认为难度较大的一门课程。跟踪我校多年招收生源情况看,初升高成绩在400~500分之间的初中毕业生,可以较顺利完成《药物化学》课程学分,学习状态较好。而近些年来我校招收的生源初升高成绩在300~400分范围内,学习状况发生了很大改变。
全国中职含药剂专业的卫生学校有百所,每年培养毕业生约上万人,中等职业药剂教育是培养医药行业高素质劳动者的主力军[3],中职药剂专业毕业生是国家药师的储备力量,这一群体在最基层的医疗卫生岗位上起着重要的作用,药物化学课程的学习影响着毕业生的素质、就业质量。多年来对我校中职药剂专业在校生《药物化学》课程的教授、学生的学习情况、毕业生就业情况跟踪调查发现,学生学习《药物化学》教科书困难的原因,提出建议概述如下。
1 目前教材使用现状
目前的中职规划教材《药物化学》有不同出版社的不同版本,这些教材结构合理、重点突出,内容力求简单新颖,也是教师了解药品知识的工具书。但使用中发现也有某些不足,很重要的不足在于,涉及到基础课知识,如有机化学中的醇、羧酸、酯类、苯胺、酰胺、苯环、杂环等基本知识时,学生们普遍不会。例如:盐酸普鲁卡因结构中的酯键易水解,很多学生不认识酯键;盐酸普鲁卡因结构中苯环上的胺是芳胺,学生同样不认识。基础课《有机化学》中学生已经学习过这方面的基础知识,专业课教学过程中却存在与基础课无法衔接的问题。授课中教师需要用大量的时间复习基础课的知识,很多学生环烷烃、苯环区分不开;烷烃、环烷烃、苯环、醇羟基、羰基、羧基等的化学结构的骨架写不出来,不仅忘光或没学扎实,还有很多学生即使老师反复指导复习也学不会。因此,出现了学生看不懂药物的化学结构式、不认识药物的官能团、不能理解药物的化学结构产生的性质、教科书看不懂的现象。对于药物化学的学部分学生出现了难学、学不懂、失去学习兴趣的情况,部分学生难以及格。以我校2004~2008级学生为例,药物化学考试不及格所占比分别为10.6%、27.0%、28.0%、20.0%、29.2%,不及格人数达到20%~30%,这种现象在我校以前教学中是罕见的。
2 分析原因
2.1 中职生来源状况
中职生来源于初中毕业生,现在的初中生与大学扩招前的初中生大不一样。由于大学不断扩招,初升高的学生比例大增,能升入高中继续读书,然后读大学的学生都进入了高中校门,而无法升入高中的、不想读高中的学生成为中专的招生对象。虽然,也有目标清楚而喜欢学习药学知识的学生,但生源普遍存在基础知识较差,理解能力与自学能力不强的特点。在初中阶段只学过元素周期表的简单《无机化学》的学生,进入中专学习了《有机化学》,然后学习专业课《药物化学》出现了不适应,学生的知识水平、记忆力、理解力偏低,与专业课无法接轨。笔者对在校生药剂班调查《有机化学》考试情况,不及格人数占45.9%,几乎占半数,虽然后来补考及格了,学习《药物化学》的困难仍不容忽视。
2.2 中职生心理因素
中职生正处于心理成熟期,对未来充满了幻想和迷茫。有想学习一技之长的学生,看到《药物化学》书中大块头的药物化学结构、复杂的药物理化性质,摸不到头脑,产生很大的心理压力也是原因之一。在学不懂、学不会的情形之下,产生自卑、厌倦情绪,不听课、不做作业,由此滋生出一些恶习,如上课看小说、玩手机、睡大觉。老师辛苦,学生痛苦。
3 措施
我校在升入职业技术学院之前是大连铁路卫校,是教育部全国重点卫校,具有五十多年药剂专业办学经验。我们在教学中采取了如下措施:①专业教师与基础课任课教师每学期一起备课,将专业课与基础课所涉及的内容互相沟通,以利于基础课教师授课中有一定的取舍,将专业课用到的知识在教学中作为重点内容讲授与辅导,力求达到较好的学习效果。②在学生入学初期进行专业教育,由经验丰富的教师、专业主任为学生介绍各门课程的特点,基础课、专业基础课和专业课之间的相互关联,今后就业情况、就业岗位运用所学习知识的情况等等,让学生明白在学校所学课程的重要性,几年来这种努力对大部分学生来看收效甚微。近期,以在《药物化学》课程完成课时多半的情况下对学生的测试为例,采取不记名方式,以了解学生的真实情况,让学生写出苯环、六元环烃、乙醇、乙酸、苯酚、酯键的化学结构,结果不会写的人数分别为苯环6.5%、20.0%、37.7%、49.1%、57.0%、75.0%。这种测试的目的是要了解药物化学结构中经常出现的官能团苯基、醇羟基、羧酸基、酚羟基、酯键等学生是否全部掌握。这些涉及专业课程中的药物化学结构、药物性质的基本知识,教师在《药物化学》授课中已经反复带领学生复习过。从测试结果看,超过半数的学生还是没学会。没有基础知识,《药物化学》这门专业课的知识难以学懂。我们要求中专学生在学习《药物化学》课程时,掌握药物的化学结构、类别、药物基本性质这些很简单的内容,以应用于今后岗位中正确使用药品、养护、贮存,避免药品氧化、水解、变质,避免药品使用中的配伍变化等等。改进教学过程、完善考核制度等方式,可提高学生分析和解决问题的能力[4]。
4 就业情况
以2004年以来毕业生的就业岗位调查情况看,04级入校成绩相对于后期招生生源成绩较好,在就业岗位上受到用人单位包括医院药房、药品批发公司、连锁零售药店等的好评,有部分毕业后自立门户开展药品营销业务,约有90%的毕业生接受继续教育顺利取得大专自考毕业文凭。05级毕业生的就业岗位调查,用人单位对毕业生评价参差不齐,大部分学生毕业后接受大专继续教育,在中专学习《药物化学》难度较大者学专课程时面对同样的难度。
5 建议
教材编写应考虑初中起点学生的知识水平和学生能力等特点。从多年来对教材使用情况看,在复杂难懂的药物化学结构面前学生产生了厌倦情绪。笔者对在校的61名学生以举手表决的形式调查,以了解是否喜欢学习《药物化学》课程,统计结果显示喜欢的占32.7%,不喜欢、学不会的各占60.6%,不学的占16.3%,不喜欢、学不会的占半数以上。由此认为,中职药剂专业教育缺少适应中职生自身特点的《药物化学》教科书,因此特提出如下建议:
5.1 教材编写应降低难度
近些年来为了适应药剂中专生社会就业岗位状况,国家在中职教材编写已经作出了努力,《药物化学》教科书难度有一定程度的降低,但以目前中职生的智力情况,根据其接受能力与理解力,教科书还应再降低专业性高深难度,增加趣味性,应通俗易懂,教材应易教易学。
5.2 增加《有机化学》基础知识的复习内容
在主要章节中增加与《药物化学》相关的《有机化学》基础知识的复习内容,方便大部分学生对基础知识的回忆,通过复习重要的基础知识,重复记忆基础课的基本内容,以利于教师组织全体学生统一复习、布置作业,引导学生由浅入深地学习专业课,使得难学的课程变得浅显易懂,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
5.3 重视基本知识,教材编写应规范
正确使用药物、调配药物、指导患者正确用药是一名药学专业人员具备的最基本工作能力。常用药物基本化学结构、化学性质、药物在临床中的应用,以及与储存、养护有关的性质,这些内容难度不大,但很重要,有些教材中这些内容时有时无。因此,《药物化学》教材编写应规范,真正做到学以致用,有效利用资源,使毕业生所学知识够用。
5.4 教材形式多样化,增加科普性
在各论中将药物化学结构与应用有关的化学性质简单介绍后,可以彩色图插页的形式[5],将该药物的商品介绍给学生以增加感性认识,让学生从学习过程中体验到快乐、尊重和满足,也为以后应用打下基础。
5.5尝试取消《药物化学》课程
在中职教育中药剂专业,尝试取消《药物化学》课程,或将《药物化学》课程与其他课程合并而重新组织一本新的教材,介绍一些常用药物简单的化学结构、性质等基本知识,以就业够用为主。
6 小结
综上所述,教材编写应以人为本,与时代同步,由于生源的变化,学习主体的变化,目前《药物化学》教科书难度较大,《药物化学》教材需要改革。教科书是师生个体心理遭遇人类文化的媒介和向导,是教师引领学生进行精神漫游的路线图,它是教材的主体,是教学过程中师生依据的主要材料,也是考核教学成绩的主要依据和学生课外拓展和深化知识领域的重要基础。教科书编写的质量如何,直接影响着教育的内在质量和学生的发展[6]。教材的难易决定了学生的学习质量,也影响了就业能力。
【摘 要】绿色化学通过使用自然能源,避免给环境造成负担,避免排放有害物质,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量,从根本上消除或减少环境污染。本文探讨了化学合成药物的绿色化与发展趋势。
【关键词】化学合成药物;绿色合成;发展趋势
一、化学合成药物的绿色化
绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发污染最低、能源消耗最少的先进合成方法,从根本上消除或减少环境污染。近年来,实现绿色合成的几种可行的途径如下:(1)使用环境友好催化剂,提高原子利用率。有机合成中,减少废物的关键是提高原子利用率,所以在选择合成途径时,除了考虑理论产率外,还应考虑和比较不同途径的原子利用率。如二联苯的合成,常规方法是以PdCl2为催化剂,以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行,但操作过程较为复杂,原子利用率低。若以具有高反应活性的GaP纳米晶为催化剂,就可以直接以苯为原料,一步合成得到二联苯。(2)使用环境友好介质,改善合成条件。传统的有机合成中,有机溶剂是最常用的反应介质,但是有机溶剂的毒性和难以回收,又使之成为对环境有害的因素。理想的有机合成,可以水为介质进行,可用超临界液体为介质进行。(3)采用洁净的有机电合成。电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂,且通常在常温、常压下进行,所以在绿色合成中独具魅力。例如,实现自由基环化反应,常规的方法是使用过量的三丁基锡烷,过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂,进行催化反应,可在温和、中性条件下完成。(4)运用高效的多步合成技术。在药物的合成中,往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成,研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应,使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行,无需分离出中间体,又不产生相应的废弃物;后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行,而每步反应都是下步反应所必需的,而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中,是一类高效的合成方法。
二、化学合成药物发展趋势
(1)从药用植物中发现新的先导化合物并进行结构修饰、发明新药,是21世纪合成新药研究的重要部分。尤其是由于细胞及分子水平的活性筛选方法的常规化和分离技术的精巧化,有可能从植物中发现极微量的新的化学结构类型。同时,通过现代的筛选模型重新发现20世纪已经筛选过的植物化学成分的新用途,也为合成新药研究提供了更多的成功机会。(2)从天然来源发现新结构类型抗生素已经很困难,微生物对抗生素的耐药性的增加,不合理的使用抗生素,使得一种抗生素的使用寿命愈来愈短。(3)组合化学技术应用到获得新化合物分子上,是仿生学的一种发展。它将一些基本小分子装配成不同的组合,从而建立起具有大量化合物的化学分子库,再结合高通量筛选来寻找到一些具有活性的先导化合物。(4)有机化合物仍然是21世纪合成药物最重要的来源。化学合成药物仍然是最有效、最常用、最大量及最重要的治疗药物。当今世界大制药公司新药研究的主题仍是化学合成药物。(5)20世纪六七十年代,仪器分析(光谱、色谱)学科的逐渐形成,加快了化学合成药物开发的速度。进入21世纪,一批带有高级计算机仪器的发明,分离、分析手段的不断提高,特别是分析方法进一步的微量化等将使化学合成药物的质量更加提高,开发速度也会进一步加快。(6)药理学进一步分枝化为分子药理学、生化药理学、免疫药理学、受体药理学等,使化学合成药物的有效药理表现更加具有特异性。21世纪,化学合成药物会紧密地推动药理学科的发展,药理学的进展又会促进化学合成药物向更加具有专一性的方向发展,使其不但具有更好的药效,毒副作用也会更加减少。(7)利用计算机进行合理药物设计的新药研究和开发,展现出良好的发展前景。21世纪,酶、受体、蛋白的三维空间结构会一个一个地被阐明的,这给利用已阐明这些“生物靶点”进行合理药物设计,从而开发出新的化学合成药物奠定了坚实的基础。(8)防治心脑血管疾病、癌症、病毒及艾滋病、老年性疾病、免疫及遗传性等重要疾病的合成药物是21世纪重点需要开发的新药。(9)分子生物学技术的突飞猛进、人类基因组学的研究成就,将对临床用药产生重大影响,不但会有助于发现一类新型微量内源性物质,如活性蛋白、细胞因子等药物,也为化学合成药物研究特别是提供新的作用靶点奠定了重要的基础。综上所述,药物的绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成,但真正发展还需对常规的有机合成进行不断的改革和创新。