方偉光,朱金苗

(合肥師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

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制藥工程專業(yè)藥物合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探討

方偉光*,朱金苗

(合肥師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

從專業(yè)特點(diǎn)和社會需求分析了制藥工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展方向，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式兩方面分析了《藥物合成實(shí)驗(yàn)》傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提出了改革方案。旨在為高等院校尤其是應(yīng)用型本科院校制藥工程專業(yè)《藥物合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)》提供有益的參考。

制藥工程專業(yè);藥物合成實(shí)驗(yàn);教學(xué);改革

1 引言

制藥工程專業(yè)是一門以藥學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)為基礎(chǔ)，培養(yǎng)具備較強(qiáng)的理論知識和解決復(fù)雜工程問題能力，從事藥品生產(chǎn)、研發(fā)、注冊、管理、銷售等專門人才的一門應(yīng)用型專業(yè)[1]。在教學(xué)過程中實(shí)踐教學(xué)是重要一環(huán)，對于夯實(shí)學(xué)生專業(yè)理論知識、培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力非常重要[2]。

藥物合成是實(shí)驗(yàn)制藥工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生應(yīng)用掌握的藥物合成、藥物化學(xué)等理論知識，通過酯化、酰化、重排、環(huán)化、純化、表征等單元操作，完成藥物的化學(xué)合成的實(shí)踐過程[3]，是培養(yǎng)學(xué)生理論知識與實(shí)踐技能綜合應(yīng)用能力的過程，對學(xué)生專業(yè)知識的構(gòu)建起到承上啟下的作用。

為提高藥物合成實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，對本課程的教學(xué)改革很有必要。本文是筆者在合肥師范學(xué)院新建制藥工程專業(yè)近三年藥物合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合理論與經(jīng)驗(yàn)對教學(xué)內(nèi)容、方法和成效進(jìn)行思考探索，提出的藥物合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路。

2 教學(xué)內(nèi)容的選擇

制藥工程是一門專業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科[4]，如何使學(xué)生在畢業(yè)后能更快的適應(yīng)工作崗位，提高自身競爭力，關(guān)鍵在于抓住所學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，同時(shí)兼顧創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在選擇藥物合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要掌握能力培養(yǎng)的層次性，突出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的代表性，使培養(yǎng)的技能知識更貼近實(shí)際應(yīng)用。在課程安排上，綜合課時(shí)限制、各層次能力培養(yǎng)要求等多方面因素，按照單元操作、復(fù)雜多步驟操作和創(chuàng)新與綜合能力三個(gè)層次設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，分別為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

2.1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)方案成熟，學(xué)生只需要按照書本上步驟完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具備課時(shí)好掌握，能更有目的性鍛煉學(xué)生基本單元操作技能的優(yōu)點(diǎn)。在選擇這一部分實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要注重兩個(gè)原則：

一是每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)的知識技能要明確，要能代表一類反應(yīng)。由于這門課程的學(xué)習(xí)是在學(xué)生學(xué)習(xí)過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，掌握了有機(jī)基本單元操作之后，選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)要從鞏固已學(xué)的一些操作過渡到一些藥物合成中更復(fù)雜、更具專業(yè)代表性的實(shí)驗(yàn)操作。如在《常用藥阿司匹林的合成》中，學(xué)生鞏固了酯化反應(yīng)和重結(jié)晶提純操作，了解了這些有機(jī)基本單元操作在藥物制備中的應(yīng)用；在《磺胺乙酰鈉的合成》實(shí)驗(yàn)中，需要學(xué)生了解和掌握乙酰化反應(yīng)、成鹽反應(yīng)的機(jī)理和操作，還要在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)會控制pH、溫度等反應(yīng)條件來純化產(chǎn)品[5]。

二是把握實(shí)用性原則，選擇一些在企業(yè)應(yīng)用的具備代表性的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生直接了解企業(yè)生產(chǎn)常用藥物的步驟、工藝選擇依據(jù)。如《常用抗癲癇藥苯妥英鈉的合成》分為安息香縮合、制備聯(lián)苯甲酰、制備苯妥英、成鹽與精制幾步[5]。在傳統(tǒng)方案中安息香縮合步驟使用氰化鈉作為縮合催化劑、在聯(lián)苯甲酰制備步驟中以濃硝酸作為氧化劑，由于制備過程中涉及到了多種有毒有害物質(zhì)，近年在企業(yè)生產(chǎn)中將縮合劑改為維生素B1、氧化劑改為氯化鐵，大大提高了環(huán)境友好性。設(shè)計(jì)這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)就應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析兩種方案的利弊，選擇新方案的依據(jù)，在教學(xué)中引入綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識。

2.2 綜合性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相似，實(shí)驗(yàn)方案成熟，步驟大體明確，不同點(diǎn)在于一般是學(xué)時(shí)多、步驟多、操作復(fù)雜。要求學(xué)生對理論知識掌握更全面，各單元操作更熟練，以便在實(shí)驗(yàn)中綜合應(yīng)用。

考慮課時(shí)限制，一般選擇一到二個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這就要求選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更有綜合性，能讓學(xué)生將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中鍛煉的單元操作綜合應(yīng)用，加深對藥物合成反應(yīng)理論的理解。如《鹽酸普魯卡因的合成與穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)》分為合成與穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)兩大部分：(1)在合成過程先是制備對-硝基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇，然后還原成對-硝基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇酯，最后通過pH的控制成鹽與精制得到產(chǎn)物，這部分內(nèi)容要求學(xué)生熟練鹽酸普魯卡因的化學(xué)結(jié)構(gòu)、合成反應(yīng)原理，掌握酯化、還原、成鹽、純化等單元反應(yīng)，掌握水與二甲苯共沸脫水的原理和分水器的使用；(2)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)是通過pH值對鹽酸普魯卡因溶液的穩(wěn)定性影響，使用薄層色譜鑒定，實(shí)驗(yàn)步驟包括薄層色譜板的制備，標(biāo)準(zhǔn)液、供試液的制備，展開劑的選擇，點(diǎn)樣，展開，顯色，Rf值的計(jì)算與分析等，需要學(xué)生理解pH改變鹽酸普魯卡因水解速率的原理、掌握薄層色譜板的制備、展開劑的選擇、掌握薄層色譜法檢查藥物雜質(zhì)的方法。整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對于藥物合成中常用理論與操作均有涉及，信息量大，對于學(xué)生知識技能的綜合應(yīng)用具有促進(jìn)作用。

2.3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不同于驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)，一般是實(shí)驗(yàn)教師從學(xué)科前沿、生產(chǎn)應(yīng)用或者科研項(xiàng)目上，挑選出部分內(nèi)容，設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)課題。該課題只有實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮湍繕?biāo)物要求，沒有具體實(shí)驗(yàn)方案，要求學(xué)生在熟練掌握相關(guān)理論和操作技能的前提下，發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)新思維獨(dú)立自主完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行更靈活、對學(xué)生各方面素質(zhì)要求更高，所鍛煉的內(nèi)容更具有應(yīng)用性。由于所需課時(shí)多，一般選擇一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

從應(yīng)用型人才培養(yǎng)的角度，要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目宜從企業(yè)課題、產(chǎn)學(xué)研課題等應(yīng)用性課題上選擇，需具有一定難度，如《尼群地平的合成》。二氫吡啶類藥物尼群地平臨床上常作為鈣拮抗劑，其合成具有合成方案多、合成步驟多、涉及反應(yīng)類型多等特點(diǎn)，可以作為一個(gè)很好的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如在授課時(shí)，首先提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)了解尼群地平的結(jié)構(gòu)與性質(zhì); (2)自選方案合成尼莫地平，闡述實(shí)驗(yàn)原理。然后提出實(shí)驗(yàn)要求：(1)查閱文獻(xiàn)綜述尼莫地平的性質(zhì)與用途，常用合成方案；(2)分析各方案優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，自行選擇合成路線，設(shè)計(jì)具體操作與工藝過程;(3)運(yùn)用已經(jīng)掌握的藥物合成技術(shù)進(jìn)行本品的合成并得到最終產(chǎn)物; (4)對最終產(chǎn)物進(jìn)行表征確定; (5)完成實(shí)驗(yàn)后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的討論和對設(shè)計(jì)方案與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評價(jià)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求，自己查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案、執(zhí)行實(shí)驗(yàn)、表征測試、對比分析、最后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對學(xué)生進(jìn)行了應(yīng)用性科學(xué)研究流程的訓(xùn)練，檢驗(yàn)了學(xué)生理論與實(shí)踐技能的綜合應(yīng)用能力，和發(fā)揮創(chuàng)新思維解決實(shí)際問題的能力。為實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)階段進(jìn)行初步職業(yè)技能的訓(xùn)練打好基礎(chǔ)。

3 教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課上，一般課前學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備好儀器、藥品，上課時(shí)實(shí)驗(yàn)教師講解實(shí)驗(yàn)原理與操作方法，學(xué)生按照老師講解和書本步驟執(zhí)行實(shí)驗(yàn)過程，整個(gè)過程中以教師、教材為中心，老師照本宣科講教材，學(xué)生機(jī)械地執(zhí)行實(shí)驗(yàn)步驟，難以鍛煉學(xué)生獨(dú)立自主的知識技能應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維，且由于所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容書本上寫的很詳細(xì)，不少學(xué)生不會對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程多加揣摩和反思，預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完全照抄書本，難以達(dá)到“能解決實(shí)際問題”的預(yù)定培養(yǎng)要求。

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)，關(guān)鍵在于學(xué)生實(shí)踐技能、知識應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要讓學(xué)生能夠一畢業(yè)后就能進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)崗位，擁有就業(yè)競爭力。所以在《藥物合成實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)模式上要改革傳統(tǒng)模式，突出鍛煉應(yīng)用能力：

3.1 在以單元操作為主的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段，以培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)基本功為目標(biāo)。在預(yù)習(xí)任務(wù)布置上重點(diǎn)要求學(xué)生弄清楚反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)對各步驟的操作要從實(shí)驗(yàn)原理、儀器裝置上來講解，讓學(xué)生明白為什么這么做？還可以怎么改進(jìn)？要求學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)，自己準(zhǔn)備儀器藥品，實(shí)驗(yàn)時(shí)詳細(xì)記錄操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)重點(diǎn)對數(shù)據(jù)分析和注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述。

3.2 在綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段，獨(dú)立應(yīng)用知識技能和發(fā)揮創(chuàng)新思維是培養(yǎng)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)教師要將學(xué)生突出到主體地位，自身發(fā)揮引導(dǎo)的作用。如在《藥物合成實(shí)驗(yàn)》課程一開課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師就將綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題或范圍告訴學(xué)生，給學(xué)生提供大半學(xué)期的時(shí)間準(zhǔn)備，自己查閱文獻(xiàn)，咨詢教師，選擇實(shí)驗(yàn)藥品儀器，預(yù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在練習(xí)單元操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，從可行性上隨時(shí)對預(yù)方案進(jìn)行推敲，最后以實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期結(jié)果、可行性分析為內(nèi)容撰寫一份完整的實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)課前一周提交給實(shí)驗(yàn)老師，實(shí)驗(yàn)老師在確認(rèn)方案不會出現(xiàn)較大錯(cuò)誤和危險(xiǎn)的情況下，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上完成驗(yàn)證，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對成功的實(shí)驗(yàn)方案要進(jìn)一步完善，提出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)；對未能驗(yàn)證成功的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生應(yīng)該與同學(xué)教師討論后，撰寫失敗的原因和改進(jìn)意見。

3.3 充分利用開放性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提升學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力[6]。正常授課方式時(shí)，《藥物合成實(shí)驗(yàn)》內(nèi)容的選擇必然要受到課堂和學(xué)時(shí)的限制，難以對學(xué)生能力進(jìn)行更高層次的培養(yǎng)。對于一些成績好、學(xué)習(xí)興趣高的同學(xué)，學(xué)?？梢越o他們提供開放性實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會。開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室、設(shè)置開放性選題、委派實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)，甚至可以以參與教師科研、產(chǎn)學(xué)研課題研究團(tuán)隊(duì)的方式，讓有興趣的學(xué)生，在課余與假期時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，更加自由靈活的開展實(shí)驗(yàn)研究活動。在開放性實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的主體地位更加突出，技能培養(yǎng)進(jìn)一步提高，知識綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能更進(jìn)一步發(fā)揮，最終讓他們熟悉藥物合成相關(guān)的科研過程，培養(yǎng)良好專業(yè)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯窈透叩膶?shí)踐技能。

4 結(jié)束語

綜上所述，《藥物合成實(shí)驗(yàn)》的課程改革，需要實(shí)驗(yàn)教師分析課程結(jié)構(gòu)，總結(jié)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，研究學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，同時(shí)不斷了解行業(yè)發(fā)展和企業(yè)需求，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上因時(shí)制宜地做出改革，提升學(xué)生技能水平，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合運(yùn)用知識技能解決實(shí)際問題的能力，最終培養(yǎng)出滿足社會需求的制藥工程專業(yè)人才。并在對改革內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教師還需總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)做出嘗試和創(chuàng)新，不斷完善，這樣才能更好的完成《藥物合成實(shí)驗(yàn)》課程的改革。

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A Discussion on Reform in Pharmaceutical Synthesis Experimental Teaching forPharmaceuticalEngineeringSpecialty

FANGWeiguang,ZHUJinmiao

(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HefeiNormalUniversity,Hefei230601,China)

Thedevelopmentdirectionofpracticalteachingofpharmaceuticalengineeringspecialtywasanalyzed,sodiddeficienciesoftraditionalpharmaceuticalsynthesisexperimentalteachingfromcontentofcoursesandteachingmodebasedonteachingexperience,andthereformplanwasproposed,whichprovidedausefulreferenceforpharmaceuticalsynthesisexperimentalteachinginuniversities,especiallyinappliedundergraduatecolleges.

pharmaceuticalengineeringspecialty;pharmaceuticalsynthesisexperiment;teaching;reform

2016-06-25

合肥師范學(xué)院校級青年基金；項(xiàng)目號：2015QN09；國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目號201514098014；安徽省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，項(xiàng)目號201514098028

方偉光(1985-)，男，碩士，合肥師范學(xué)院教師，主要從事制藥工程專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

G

B

1674-2273(2016)06-0101-03