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摘 要：《药物化学》是药学本科教育的专业主干课程。然而学生学习该课程的主动性低、效果差的问题一直是本课程教学面临的巨大挑战。为激发学生学习主动性，提高教学效果，该教学团队通过重视课程导入，改变授课方式，将药物结构与生物活性关系为主线贯穿整个授课过程，实施对《药物化学》的理论课堂的改革;同时结合团队教师们现有的科研平台和研究方向，对实验课程进行优化。经过一系列变革，学生反馈良好，课程的教学质量显著提高。
关键词：药物化学 课堂教学 药物结构 实验教学 药物设计
中图分类号：R914.5 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）08（b）-0112-03
Teaching Practice and Exploration of medicinal Chemistry in Pharmacy Specialty
CONG Mei1 LYU Jieli1 YAN Jianwei1 ZHAO Weidong2 YANG Limin1
GAO Qinghe1 WANG Yakun1
（1.School of Pharmacy， Xinxiang Medical University; 2.School of Medicine and Laboratory， Xinxiang Medical University， Xinxiang， Henan Province， 453000 China）
Abstract： medicinal chemistry is the main course of undergraduate education in pharmacy. However， the problem of low enthusiasm and poor effects of students learning this course has always been a huge challenge for teaching of this course. In order to stimulate students' learning initiative and teaching quality， the classroom teaching of Medicinal Chemistry was reformed by our teach team via emphasizing the introduction of courses， improving the teaching form， and using the relationships between drug structure and biological activity as the main thread during the entire teaching process; at the same time， the experimental course is optimized in combination with the existing scientific research platform and research direction of the team teachers. After a series of changes， students' feedback is good， and the teaching quality of the course is significantly improved.
Key Words： Medicinal Chemistry; Classroom teaching; Drug structures; Experimental teaching; Drug design
现代药学教育的主要是为社会培养理论扎实，并兼具强实践能力与高创新精神的实用型高素质人才，以满足我国药学的发展需求。《药物化学》是药学及相关专业的主干必修课程，课程开设目的是使学生在学习无机、有机、分析、物理化学等相关基础课程后，学会利用化学原理和方法开发设计新药，掌握如何从分子水平上研究药物在体内的作用方式和机制，是促使学生构建系统化药学知识体系的重要课程。然而，因该课程涉及的学科内容多、知识体系复杂、规律性不强，学生普遍记不住，理解不透;且传统的课堂教学往往以知识灌输为主，忽略对学生学习兴趣的激发，也缺乏对学生学习和创新能力的培养，学习效果差强人意;《药物化学》也是一门实践性很强的课程，教学日历中一半以上的学时为实验学时，然而传统的实验教学内容均以单一的验证性实验为主体，整过实验过程都是在教师的指导下完成。这种教学模式虽能培养学生基础实验操作能力，但却忽略了对学生自主创新和独立思考能力的培养。为切实实现《药物化学》课程的教学目标，提升学生的自主创新和综合实践能力，笔者所在的教学团队根据《药物化学》的教学经验谈谈教学方法与改进措施。
1 重视“开学第一课”，激发学生学习兴趣
爱因斯坦曾说：“兴趣是最好的老师。”为充分调动学生学习该课程的兴趣，笔者所在的教学团队在该课程的教学过程中，非常注重第一节绪论课程的讲授，授课过程中著重通过讲解化学药物发展历史上经典案例以及代表性药物的发现对人类历史发展的影响来激发学生的学习兴趣和热情。例如：青霉素，它的发现给药物治疗学带来了一次巨大的革命，开辟了抗生素药物治疗的新篇章[1]。自发现至今，药学工作者对青霉素的结构不断优化，使其稳定性日益增强、抗菌谱不断拓宽，拯救了无数被细菌感染的患者。青霉素的问世也让人们学会了利用微生物为资源，寻找新药，随后各种不同结构特征的抗生素相继被发现，如链霉素、氯霉素、四环素等。其中链霉素的发现，使长久以来被认为是不治之症的肺结核得以攻克，这是化学药物对人类社会的重大贡献之一[2]。现今由于抗生素滥用及耐药菌的出现，目前寻找及发现新型抗生素依然是药物研发的重点且紧急的内容。此外通过介绍一些医学上尚无有效治疗药物却严重威胁人类健康的疾病，比如恶性肿瘤、高血压、糖尿病、艾滋病等，进一步增强学生身为药学专业人员的社会责任意识，同时激发其学习《药物化学》课程的积极性。 2 改善授课模式，避免“满堂灌式”教学
在理论课程教学中，笔者所在团队以教学目标为导向，教学内容、学生兴趣和能力为基础，结合课堂教学的实际情况，开展形式多样的教学模式，激发学生的学习兴趣，引导他们主动参与课堂，潜移默化地培养学生的学习能力和独立思考能力，使课堂教学目的从以往的单纯知识点传输转变为知识、能力和素养同提升。例如：在讲每节内容前，提前一周将相关课后习题发布给学生，要求每个学生通过查阅文献和网络课程资源，对习题进行解析。课上，教师在讲解相关知识点时，通过采用提问学生的方式分析引导并讲解相关内容。这种学习方式不仅培养了学生查找文献资料和利用网络资源的技能，也锻炼了学生的语言表达能力。
此外，为了充分调动学生学习热情，鼓励学生勇于发问，在已讲解相关理论知识的基础上，让学生上台分析讲解经典案例的用药缘由，引导学生思考。例如：第三章外周神经系统药物，这一章的药物种类多且规律性不强，为加深学生理解记忆，提前发布一个临床案例：“患者，女，19岁，是一名大一新生。因期末考试临近，她一直担心不能取得理想的成绩，加之初入大学，远离家乡，思念父母;近一个月来，入睡困难，夜间觉醒次数多，起床仍旧感觉困乏，体检无异常。医生诊断为失眠，并向药师咨询应当用地西泮、奥沙西泮、艾司唑仑中哪一种？请对案例中提供的药物进行构效关系分析。结合患者的病情和构效关系分析，给出用药建议。”让学生课前预习，在课上詳细讲解过苯二氮卓类镇静催眠药物的结构特征与应用特点以及构效关系以后，让学生上台分析讲解案例中的用药选择，最后教师对学生的讲述进行评价、补充或更正。这种理论联系实际的教学方式可充分激发学生的学习兴趣与主动性。
3 “以药物化学结构与生物活性的关系”为主线贯穿整个教学过程
药物化学结构与生物活性的关系是药物化学的思想精髓，该课程涉及大量药物内容，且结构各异，缺乏内在规律，导致学生难以理解记忆，最终产生怵学，甚至厌学心理[3-4]。而药物化学授课的重点是要求学生掌握各类药物的结构特征、理化性质、作用机理、体内代谢过程和药物及其代谢产物的毒副作用以及药物的合成路线与构效关系[5-6]。如果教会学生通过理解药物化学结构的特点及所特有的理化性质，来记忆这些知识点，那么掌握代表性药物的重难点将是一件水到渠成的事情。此外，新药研发的成功案例几乎都是在清晰认识先导化合物结构所产生的特殊性质的基础上，找到影响药物稳定性或产生毒性或形成不良代谢产物等因素，进而优化化学结构，最终获得合理的结构特征。
目前使用的《药物化学》教材依疾病类型将常用药物分为中枢神经系统药物、外周神经系统药物、消化系统药物、循环系统药物、抗生素等不同类型。这样的安排，可使学生对每类疾病的临床用药种类建立明确的认识。但是，具体到某个药物及其涉及的保存条件、适应症以及使用禁忌，学生难以做到与相关药物建立联系。因此，笔者首先带着学生复习化学的基础知识，学生在理解化学的基本概念之后，再来学习药物化学就会降低难度。例如：在讲解局部麻醉药章节，其中涉及的麻醉药种类繁多，作用时效应用范围各异。比如：盐酸普鲁卡因、盐酸甲哌卡因、奥布卡因和盐酸利多卡因等，这几种药物结构差别比较大，但是分析结构可发现后面几个化合物均是为克服盐酸普鲁卡因中酯基的不稳定性，而对其酯键、苯环及侧链进行改造而得到的活性化合物。这样基于化学结构性质理解药物的演变，因果关系明确，学生易于理解非同系药物的共同的结构和药效性质。
4 注重理论与实验结合
药物化学是一门实践性非常强的课程，倾向于培养学生设计开发药物的综合能力，且有些知识必须通过动手操作才能深入透彻理解和内化[7]。因此，在实验课程设置上，除了安排基础实验（如回流、萃取、抽滤、重结晶、蒸馏等），以夯实学生对常用药物合成单元反应的认知，并培养其基本合成技能外，教学团队还依托老师们的科研方向，开设了本科生开放课题，如“抗肿瘤药物合成”。具体操作是：理论课程开始，就布置该项任务，要求学生分组进行文献调研、实验内容路线设计，教师辅助指导，完成开题工作。与此同时，开放教师的科研实验室，协助学生分组开展实验方案。通过这样的系统的练习，不仅让学生对药物设计、合成、鉴定、评价的流程建立清晰的认知，也培养其自主创新能力，同时进一步加深学生对理论知识的理解记忆，提升其综合实验技能。
5 改革课程考核形式， 优化课程评价体系
为充分激发学生的学习积极性，培养其独立思考和创新能力，该课程考核不再采用以卷面成绩为准的方式，而是实行课堂与课外学习相结合的过程考核模式，实现综合全面考核学生学习效果。评价方式包括平时成绩、课外作业和期末卷面成绩。其中，平时成绩主要包括考勤、课堂回答问题、案例分析讲解等，占总成绩的10%;课外作业主要考察预留习题的完成情况和开放科研实验的创新性，以及产品的纯度、收率、实验报告撰写等，占总成绩的20%。这种综合考评的方式，既能避免学生平时不认真学习，仅凭考试突击的不良作风，还能培养学生养成自主学习的能力。在课程开始之初，就向学生明确最终的成绩评价方式，这样学生就可以目标清晰，主动参与到课程教学的活动中来，最终达到“以考促学、为学而考、终身学习”的目的。
6 结语
药物化学是一门与时俱进的应用型学科，药物化学的教学也需要顺应药学发展而不断调整和完善。笔者所在团队通过对药物化学课程的课堂教学和实验教学的优化改革，增强学生学习的主动性，使复杂知识简单化、零散知识关联化、抽象知识具体化，从而达到事半功倍的教学效果。
参考文献
[1] 韦朝华，俞黎黎，霍江华，等.青霉素作用机制的研究进展及其假说[J].科技资讯，2018，16（19）：230-232，234.
[2] 张青，王于方，付炎，等.天然药物化学史话：链霉素[J].中草药，2018（4）：761-766.
[3] 杨文宇，杨羚羚，钱珊，等.概念图法在《药物化学》课程中的实践与探索[J].中国药房，2017（27）：
3878-3881.
[4] 史静超，张淑蓉，郭爱玲.药物化学教学中药物结构的有效识记方法研究[J].基础医学教育，2018（1）：
24-28.
[5] 马俊杰，黄坤，倪欣，等.以培养创新型人才为导向的药物化学课程教学[J].药学教育，2020（2）：37-40.
[6] 刘振花.药物化学在临床药学专业教学方法的探讨[J].科技资讯，2020，18（30）：170-172.
[7] 谢贺新，刘慧，任江萌.药物化学实验教学新定位浅谈[J].教育教学论坛，2018（28）：266-267.
关键词：药物化学 课堂教学 药物结构 实验教学 药物设计
中图分类号：R914.5 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）08（b）-0112-03
Teaching Practice and Exploration of medicinal Chemistry in Pharmacy Specialty
CONG Mei1 LYU Jieli1 YAN Jianwei1 ZHAO Weidong2 YANG Limin1
GAO Qinghe1 WANG Yakun1
（1.School of Pharmacy， Xinxiang Medical University; 2.School of Medicine and Laboratory， Xinxiang Medical University， Xinxiang， Henan Province， 453000 China）
Abstract： medicinal chemistry is the main course of undergraduate education in pharmacy. However， the problem of low enthusiasm and poor effects of students learning this course has always been a huge challenge for teaching of this course. In order to stimulate students' learning initiative and teaching quality， the classroom teaching of Medicinal Chemistry was reformed by our teach team via emphasizing the introduction of courses， improving the teaching form， and using the relationships between drug structure and biological activity as the main thread during the entire teaching process; at the same time， the experimental course is optimized in combination with the existing scientific research platform and research direction of the team teachers. After a series of changes， students' feedback is good， and the teaching quality of the course is significantly improved.
Key Words： Medicinal Chemistry; Classroom teaching; Drug structures; Experimental teaching; Drug design
现代药学教育的主要是为社会培养理论扎实，并兼具强实践能力与高创新精神的实用型高素质人才，以满足我国药学的发展需求。《药物化学》是药学及相关专业的主干必修课程，课程开设目的是使学生在学习无机、有机、分析、物理化学等相关基础课程后，学会利用化学原理和方法开发设计新药，掌握如何从分子水平上研究药物在体内的作用方式和机制，是促使学生构建系统化药学知识体系的重要课程。然而，因该课程涉及的学科内容多、知识体系复杂、规律性不强，学生普遍记不住，理解不透;且传统的课堂教学往往以知识灌输为主，忽略对学生学习兴趣的激发，也缺乏对学生学习和创新能力的培养，学习效果差强人意;《药物化学》也是一门实践性很强的课程，教学日历中一半以上的学时为实验学时，然而传统的实验教学内容均以单一的验证性实验为主体，整过实验过程都是在教师的指导下完成。这种教学模式虽能培养学生基础实验操作能力，但却忽略了对学生自主创新和独立思考能力的培养。为切实实现《药物化学》课程的教学目标，提升学生的自主创新和综合实践能力，笔者所在的教学团队根据《药物化学》的教学经验谈谈教学方法与改进措施。
1 重视“开学第一课”，激发学生学习兴趣
爱因斯坦曾说：“兴趣是最好的老师。”为充分调动学生学习该课程的兴趣，笔者所在的教学团队在该课程的教学过程中，非常注重第一节绪论课程的讲授，授课过程中著重通过讲解化学药物发展历史上经典案例以及代表性药物的发现对人类历史发展的影响来激发学生的学习兴趣和热情。例如：青霉素，它的发现给药物治疗学带来了一次巨大的革命，开辟了抗生素药物治疗的新篇章[1]。自发现至今，药学工作者对青霉素的结构不断优化，使其稳定性日益增强、抗菌谱不断拓宽，拯救了无数被细菌感染的患者。青霉素的问世也让人们学会了利用微生物为资源，寻找新药，随后各种不同结构特征的抗生素相继被发现，如链霉素、氯霉素、四环素等。其中链霉素的发现，使长久以来被认为是不治之症的肺结核得以攻克，这是化学药物对人类社会的重大贡献之一[2]。现今由于抗生素滥用及耐药菌的出现，目前寻找及发现新型抗生素依然是药物研发的重点且紧急的内容。此外通过介绍一些医学上尚无有效治疗药物却严重威胁人类健康的疾病，比如恶性肿瘤、高血压、糖尿病、艾滋病等，进一步增强学生身为药学专业人员的社会责任意识，同时激发其学习《药物化学》课程的积极性。 2 改善授课模式，避免“满堂灌式”教学
在理论课程教学中，笔者所在团队以教学目标为导向，教学内容、学生兴趣和能力为基础，结合课堂教学的实际情况，开展形式多样的教学模式，激发学生的学习兴趣，引导他们主动参与课堂，潜移默化地培养学生的学习能力和独立思考能力，使课堂教学目的从以往的单纯知识点传输转变为知识、能力和素养同提升。例如：在讲每节内容前，提前一周将相关课后习题发布给学生，要求每个学生通过查阅文献和网络课程资源，对习题进行解析。课上，教师在讲解相关知识点时，通过采用提问学生的方式分析引导并讲解相关内容。这种学习方式不仅培养了学生查找文献资料和利用网络资源的技能，也锻炼了学生的语言表达能力。
此外，为了充分调动学生学习热情，鼓励学生勇于发问，在已讲解相关理论知识的基础上，让学生上台分析讲解经典案例的用药缘由，引导学生思考。例如：第三章外周神经系统药物，这一章的药物种类多且规律性不强，为加深学生理解记忆，提前发布一个临床案例：“患者，女，19岁，是一名大一新生。因期末考试临近，她一直担心不能取得理想的成绩，加之初入大学，远离家乡，思念父母;近一个月来，入睡困难，夜间觉醒次数多，起床仍旧感觉困乏，体检无异常。医生诊断为失眠，并向药师咨询应当用地西泮、奥沙西泮、艾司唑仑中哪一种？请对案例中提供的药物进行构效关系分析。结合患者的病情和构效关系分析，给出用药建议。”让学生课前预习，在课上詳细讲解过苯二氮卓类镇静催眠药物的结构特征与应用特点以及构效关系以后，让学生上台分析讲解案例中的用药选择，最后教师对学生的讲述进行评价、补充或更正。这种理论联系实际的教学方式可充分激发学生的学习兴趣与主动性。
3 “以药物化学结构与生物活性的关系”为主线贯穿整个教学过程
药物化学结构与生物活性的关系是药物化学的思想精髓，该课程涉及大量药物内容，且结构各异，缺乏内在规律，导致学生难以理解记忆，最终产生怵学，甚至厌学心理[3-4]。而药物化学授课的重点是要求学生掌握各类药物的结构特征、理化性质、作用机理、体内代谢过程和药物及其代谢产物的毒副作用以及药物的合成路线与构效关系[5-6]。如果教会学生通过理解药物化学结构的特点及所特有的理化性质，来记忆这些知识点，那么掌握代表性药物的重难点将是一件水到渠成的事情。此外，新药研发的成功案例几乎都是在清晰认识先导化合物结构所产生的特殊性质的基础上，找到影响药物稳定性或产生毒性或形成不良代谢产物等因素，进而优化化学结构，最终获得合理的结构特征。
目前使用的《药物化学》教材依疾病类型将常用药物分为中枢神经系统药物、外周神经系统药物、消化系统药物、循环系统药物、抗生素等不同类型。这样的安排，可使学生对每类疾病的临床用药种类建立明确的认识。但是，具体到某个药物及其涉及的保存条件、适应症以及使用禁忌，学生难以做到与相关药物建立联系。因此，笔者首先带着学生复习化学的基础知识，学生在理解化学的基本概念之后，再来学习药物化学就会降低难度。例如：在讲解局部麻醉药章节，其中涉及的麻醉药种类繁多，作用时效应用范围各异。比如：盐酸普鲁卡因、盐酸甲哌卡因、奥布卡因和盐酸利多卡因等，这几种药物结构差别比较大，但是分析结构可发现后面几个化合物均是为克服盐酸普鲁卡因中酯基的不稳定性，而对其酯键、苯环及侧链进行改造而得到的活性化合物。这样基于化学结构性质理解药物的演变，因果关系明确，学生易于理解非同系药物的共同的结构和药效性质。
4 注重理论与实验结合
药物化学是一门实践性非常强的课程，倾向于培养学生设计开发药物的综合能力，且有些知识必须通过动手操作才能深入透彻理解和内化[7]。因此，在实验课程设置上，除了安排基础实验（如回流、萃取、抽滤、重结晶、蒸馏等），以夯实学生对常用药物合成单元反应的认知，并培养其基本合成技能外，教学团队还依托老师们的科研方向，开设了本科生开放课题，如“抗肿瘤药物合成”。具体操作是：理论课程开始，就布置该项任务，要求学生分组进行文献调研、实验内容路线设计，教师辅助指导，完成开题工作。与此同时，开放教师的科研实验室，协助学生分组开展实验方案。通过这样的系统的练习，不仅让学生对药物设计、合成、鉴定、评价的流程建立清晰的认知，也培养其自主创新能力，同时进一步加深学生对理论知识的理解记忆，提升其综合实验技能。
5 改革课程考核形式， 优化课程评价体系
为充分激发学生的学习积极性，培养其独立思考和创新能力，该课程考核不再采用以卷面成绩为准的方式，而是实行课堂与课外学习相结合的过程考核模式，实现综合全面考核学生学习效果。评价方式包括平时成绩、课外作业和期末卷面成绩。其中，平时成绩主要包括考勤、课堂回答问题、案例分析讲解等，占总成绩的10%;课外作业主要考察预留习题的完成情况和开放科研实验的创新性，以及产品的纯度、收率、实验报告撰写等，占总成绩的20%。这种综合考评的方式，既能避免学生平时不认真学习，仅凭考试突击的不良作风，还能培养学生养成自主学习的能力。在课程开始之初，就向学生明确最终的成绩评价方式，这样学生就可以目标清晰，主动参与到课程教学的活动中来，最终达到“以考促学、为学而考、终身学习”的目的。
6 结语
药物化学是一门与时俱进的应用型学科，药物化学的教学也需要顺应药学发展而不断调整和完善。笔者所在团队通过对药物化学课程的课堂教学和实验教学的优化改革，增强学生学习的主动性，使复杂知识简单化、零散知识关联化、抽象知识具体化，从而达到事半功倍的教学效果。
参考文献
[1] 韦朝华，俞黎黎，霍江华，等.青霉素作用机制的研究进展及其假说[J].科技资讯，2018，16（19）：230-232，234.
[2] 张青，王于方，付炎，等.天然药物化学史话：链霉素[J].中草药，2018（4）：761-766.
[3] 杨文宇，杨羚羚，钱珊，等.概念图法在《药物化学》课程中的实践与探索[J].中国药房，2017（27）：
3878-3881.
[4] 史静超，张淑蓉，郭爱玲.药物化学教学中药物结构的有效识记方法研究[J].基础医学教育，2018（1）：
24-28.
[5] 马俊杰，黄坤，倪欣，等.以培养创新型人才为导向的药物化学课程教学[J].药学教育，2020（2）：37-40.
[6] 刘振花.药物化学在临床药学专业教学方法的探讨[J].科技资讯，2020，18（30）：170-172.
[7] 谢贺新，刘慧，任江萌.药物化学实验教学新定位浅谈[J].教育教学论坛，2018（28）：266-267.