陳維琳,李飛,陳冬寅,厲廷有,唐春明,韓峰

南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院 (南京 211166)

隨著我國新藥研發(fā)從仿制藥向創(chuàng)新藥的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)軌,高等教育急需培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才,以滿足制藥企業(yè)對(duì)寬口徑的“零適應(yīng)期”藥學(xué)人才的需求。目前臨床上使用的藥物仍以化學(xué)合成藥物為主,藥物及其中間體的合成依然是新藥研發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。藥物合成反應(yīng)課程是藥學(xué)及制藥工程專業(yè)的必修課,該課程是連接有機(jī)化學(xué)和藥物化學(xué)的橋梁,教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過深入研究藥物及中間體的合成方法及合成設(shè)計(jì)原理,系統(tǒng)探討藥物合成反應(yīng)通式、反應(yīng)機(jī)理、影響因素和應(yīng)用特點(diǎn),使學(xué)生充分了解藥物合成的基本理論。近年來,南京醫(yī)科大學(xué)圍繞“懂醫(yī)精藥、善研善成”的培養(yǎng)目標(biāo),教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷踐行藥學(xué)院“以生為本”的I-Spark教學(xué)理念,激發(fā)學(xué)生內(nèi)源性學(xué)習(xí)動(dòng)力,通過理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合實(shí)踐訓(xùn)練,促使學(xué)生更好地勝任藥物研發(fā)和生產(chǎn)的工作崗位[1]。

1 藥物合成反應(yīng)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

本校藥物合成反應(yīng)理論課程所采用的教材是聞韌教授主編的《藥物合成反應(yīng)》(第四版),教材中涵蓋了鹵化、烴化、?；?、縮合、重排、氧化、還原七大類藥物合成中常用的有機(jī)反應(yīng)理論、應(yīng)用及基本藥物合成設(shè)計(jì)原理[2]。該課程整體理論性強(qiáng)、覆蓋面廣、內(nèi)容深而繁雜,涉及數(shù)量眾多的反應(yīng)類型的反應(yīng)通式、抽象難懂的反應(yīng)機(jī)理、變化多端的影響因素及在藥物合成中的應(yīng)用特點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)模式下,學(xué)生普遍感覺課程晦澀難懂、枯燥乏味,學(xué)習(xí)興趣不大。同時(shí),藥物合成反應(yīng)也是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程。筆者將第四版與前三版的教材作對(duì)比,發(fā)現(xiàn)第四版的教材中雖然每章都新增了一個(gè)藥物合成實(shí)例,但仍不能完全激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不能充分滿足學(xué)生理解、鞏固所學(xué)反應(yīng)在藥物合成中的應(yīng)用需求,更重要的是這門課程直接對(duì)接合成藥物的研發(fā)和實(shí)際生產(chǎn),對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力有很高的要求。盡管學(xué)院在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已經(jīng)選取了一個(gè)藥物的完整合成路線,將綜合性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)踐內(nèi)容,但實(shí)踐課程少且時(shí)間短,要想系統(tǒng)化、條理化訓(xùn)練學(xué)生的藥物合成技能仍顯不足。此外,所選實(shí)踐內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),教師一般在實(shí)驗(yàn)開始前講授實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟及注意事項(xiàng)等,往往忽略了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題及創(chuàng)新能力的培養(yǎng),教學(xué)和科研前沿脫離,導(dǎo)致學(xué)生難以適應(yīng)當(dāng)前藥物研發(fā)和生產(chǎn)的實(shí)際需求。鑒于藥物合成反應(yīng)課程在“教”與“學(xué)”過程中存在的問題,為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與內(nèi)源性學(xué)習(xí)動(dòng)力,提高藥物合成反應(yīng)課程教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)寬口徑“零適應(yīng)期”醫(yī)藥研發(fā)和生產(chǎn)的應(yīng)用型人才,增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭力,教師亟須在實(shí)際教學(xué)中探索新的教學(xué)模式。

2 產(chǎn)學(xué)研合作下的藥物合成反應(yīng)教學(xué)改革

近些年來,“產(chǎn)學(xué)研”合作發(fā)展迅猛,學(xué)校引入產(chǎn)學(xué)研一體化藥物合成反應(yīng)教學(xué)模式,根據(jù)醫(yī)藥企業(yè)的實(shí)際需求設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。一方面,學(xué)校構(gòu)建靈活多樣的課堂教學(xué)形式,立項(xiàng)科研實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新項(xiàng)目,開展校企合作教學(xué),提高實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新性、靈活性、前沿性,跟蹤醫(yī)藥企業(yè)和科研最新動(dòng)態(tài),讓學(xué)生熟悉工作崗位和職責(zé),進(jìn)而降低未來擇業(yè)、就業(yè)中可能出現(xiàn)的“試錯(cuò)成本”,做出適合自身的職業(yè)規(guī)劃[3]。另一方面,藥企及時(shí)向?qū)W校反饋學(xué)生的不足以及自身的需求,學(xué)校因需施教,有方向性地培養(yǎng)藥企實(shí)際需求人才[4]。學(xué)校以此構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研合作的藥物合成反應(yīng)教學(xué)模式,形成教學(xué)與研發(fā)、生產(chǎn)相融合,學(xué)校與藥企資源相融合,高等教育與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)相融合的產(chǎn)學(xué)研一體化大格局。

2.1 構(gòu)建靈活多樣的課堂教學(xué)形式

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),教學(xué)團(tuán)隊(duì)精選授課內(nèi)容,構(gòu)建靈活多樣的課堂教學(xué)形式,使理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,切實(shí)提高學(xué)生的藥物合成基本能力。

首先,教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用了線上線下混合式教學(xué)模式。互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展就像一把雙刃劍,“00后”大學(xué)生“手機(jī)控”“平板控”現(xiàn)象嚴(yán)重影響傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)效果。若教師把信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中,開展線上線下混合式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生高效利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí),融合不同的學(xué)習(xí)資源與評(píng)價(jià)方式,則可提高教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率[5-6]。此外,線上學(xué)習(xí)也可彌補(bǔ)線下教學(xué)課時(shí)不足的問題。藥物合成反應(yīng)中涉及各種化合物的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)機(jī)理,線下課堂教學(xué)中教師板書結(jié)構(gòu)式,逐步解析反應(yīng)機(jī)理,引導(dǎo)學(xué)生緊跟其思路,看清每一步反應(yīng)是如何進(jìn)行的,為什么得到這樣的產(chǎn)物,這樣面對(duì)面的交流和互動(dòng),大大提高了學(xué)生的注意力。與此同時(shí),線上視頻教學(xué)又可以形象、直觀地展示藥物及中間體的結(jié)構(gòu)、立體構(gòu)型、反應(yīng)的變化過程,使抽象的化學(xué)反應(yīng)變得形象、易懂,成功吸引了學(xué)生的好奇心。線上、線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),更好地幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶。學(xué)校建成藥物合成反應(yīng)超星學(xué)習(xí)平臺(tái),內(nèi)容包括教學(xué)視頻、測(cè)試題、課后作業(yè)及解析和擴(kuò)展閱讀,教師可設(shè)置討論問題,教師和學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行線上互動(dòng),教師及時(shí)為學(xué)生答疑解惑。后期教學(xué)團(tuán)隊(duì)也將繼續(xù)完善中國大學(xué)慕課、微課、雨課堂等線上教學(xué)平臺(tái)與資源,以方便學(xué)生學(xué)習(xí)和提升。

其次,教學(xué)團(tuán)隊(duì)合理運(yùn)用了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。學(xué)生充分利用線上學(xué)習(xí)平臺(tái)提前學(xué)習(xí)新知識(shí),將所學(xué)知識(shí)在線下與教師和同學(xué)進(jìn)行交流分享,從而深化鞏固知識(shí)。在某些特定的章節(jié)中,教師先講授其中一種或者幾種反應(yīng)后,進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂,讓學(xué)生作為課堂的主導(dǎo)者講解其他相似的反應(yīng)類型。例如在鹵化反應(yīng)中,教師講授完醇的鹵置換后,學(xué)生則可以舉一反三地講解酚和醚的鹵置換;在?；磻?yīng)中教師講透氧原子上的?；磻?yīng)后,相似的氮原子的酰化反應(yīng)則進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂;在重排反應(yīng)中教師講授完前兩節(jié)從碳原子到碳原子及雜原子的重排反應(yīng)后,學(xué)生通過歸納總結(jié),類比講授從雜原子到碳原子的重排等。以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生充分參與課堂教學(xué),從聆聽者轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授者,收獲知識(shí)的同時(shí),也收獲了成就感[7]。學(xué)生之間相互評(píng)比、相互討論,也會(huì)形成你追我趕的良性競爭學(xué)習(xí)氛圍。通過學(xué)生的課堂分享,教師能從中獲知學(xué)生的興趣點(diǎn)以及學(xué)生易忽略或者未掌握的知識(shí)點(diǎn),及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,查漏補(bǔ)缺。

再次,教學(xué)團(tuán)隊(duì)還開展了藥物合成案例討論式教學(xué)。教師在課堂上引入藥物合成的經(jīng)典案例,讓學(xué)生把各個(gè)章節(jié)分散的知識(shí)串聯(lián)到一個(gè)藥物的完整合成中,初步了解藥物合成反應(yīng)在新藥研發(fā)及藥物生產(chǎn)中的應(yīng)用。案例的選擇要能夠引起學(xué)生的關(guān)注與共鳴[8-9]。筆者在課程開始先介紹一些經(jīng)典藥物合成案例,比如從柳樹皮中發(fā)現(xiàn)水楊酸,到人工合成阿司匹林類解熱鎮(zhèn)痛藥的百年傳奇史以及阿司匹林的老藥新用;從電影《我不是藥神》介紹第一個(gè)分子靶向的抗腫瘤藥物伊馬替尼的研發(fā)史;從古裝宮斗劇中的一個(gè)完美毒藥砒霜如何演繹成一個(gè)神奇的血癌治療藥物;以我國科學(xué)家屠呦呦等自主研發(fā)青蒿素類抗瘧疾藥物的事例,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,逐步過渡到以學(xué)生為中心的專題討論。案例的選擇由學(xué)生根據(jù)自己的興趣而定,但要涉及重點(diǎn)反應(yīng)類型。例如抗癲癇藥物普瑞巴林合成案例中涉及的Knovenagel縮合反應(yīng)、Michael加成反應(yīng)、氧的?；?、氮的?；约癏ofmann重排等重要反應(yīng),教師應(yīng)緊扣重點(diǎn)知識(shí),幫助學(xué)生理解與記憶化學(xué)反應(yīng)。課堂上的案例討論不僅可以提高學(xué)生的綜合能力,也能促使教師有更廣、更深的知識(shí)積累,更加流暢自如地解答學(xué)生提出的問題?？梢?課堂案例討論式教學(xué)對(duì)提高教師從教和學(xué)生學(xué)習(xí)的能力都起著積極的作用。

2.2 校企合作教學(xué)

為促進(jìn)理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐,培養(yǎng)從事新藥研發(fā)、生產(chǎn)的應(yīng)用型人才,藥學(xué)院采用學(xué)校、企業(yè)、研究院所三方共建“產(chǎn)學(xué)研”合作模式,以實(shí)踐為主要目的引入校企合作教學(xué)模式。目前學(xué)院與江蘇奧賽康藥業(yè)、正大天晴、正大清江、先聲藥業(yè)、蘇州工業(yè)園區(qū)等單位開展了教學(xué)、科研和實(shí)踐合作。學(xué)院帶教教師帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地參觀藥企,一方面讓學(xué)生切實(shí)了解藥企的實(shí)際需求,直觀感受醫(yī)藥研發(fā)、生產(chǎn)的硬件設(shè)備,以彌補(bǔ)學(xué)校教育的不足;另一方面讓學(xué)生通過實(shí)踐檢驗(yàn)、鞏固所學(xué)知識(shí)。與此同時(shí),學(xué)校為學(xué)生開設(shè)了創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,學(xué)生可將理論知識(shí)、科研和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,提高自身綜合能力。除此之外,藥企多位研發(fā)專家受聘本校“產(chǎn)業(yè)教授”。學(xué)生實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)由帶教教師與藥企“產(chǎn)業(yè)教授”共同制定實(shí)習(xí)計(jì)劃,雙方在實(shí)習(xí)過程中定期溝通,掌握學(xué)生的實(shí)習(xí)情況。校企合作教學(xué)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),是一種“雙贏”的局勢(shì),學(xué)校充分利用藥企提供的實(shí)踐平臺(tái)培養(yǎng)出醫(yī)藥企業(yè)實(shí)際需求的創(chuàng)新型應(yīng)用人才,而藥企也直接收獲了“零適應(yīng)期”的“訂單式”員工[4,10]。

2.3 構(gòu)建多元化的課程評(píng)價(jià)體系

產(chǎn)學(xué)研一體化背景下藥物合成反應(yīng)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建要突出創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng),對(duì)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、過程、方法效果等要進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)初步構(gòu)建了過程性考核(40%)和終結(jié)性考核(60%)相結(jié)合的多維度、全方位課程評(píng)價(jià)體系。過程性考核由教師、藥企、學(xué)生(互評(píng))從不同角度對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià);過程性考核包括學(xué)生課堂表現(xiàn)(20%),作業(yè)完成度(20%),超星學(xué)習(xí)通在線學(xué)習(xí)情況(30%),藥企實(shí)習(xí)、產(chǎn)業(yè)教授綜合評(píng)價(jià)(30%),教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)每部分都制定了相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。終結(jié)性考核側(cè)重對(duì)學(xué)生藥物合成反應(yīng)的基本理論的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行評(píng)價(jià),案例分析和綜合應(yīng)用題可考查學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)與反饋,教師及時(shí)總結(jié)教學(xué)中存在的問題,持續(xù)改進(jìn)教學(xué),從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。