化學教學論文藥物化學實驗課程設計

　　本篇化學教學論文在藥物化學實驗教學內(nèi)容和模式上進行創(chuàng)新，以“藥物化學科研方法服務于中醫(yī)藥現(xiàn)代研究”的理念，對藥物化學實驗進行改革，賦予其中醫(yī)藥院校特色，在教學過程中，注重培養(yǎng)學生獨立創(chuàng)新，思路開闊的科研素養(yǎng)同時，注重中醫(yī)藥理論的理解和發(fā)揚�！�化學教學》是國家教育部主管、華東師范大學主辦的中等教育類期刊。主要介紹各地化學教學實踐經(jīng)驗，為探討中等化學的教育改革、提高教師的專業(yè)和教學水平服務交流教學心得體會，刊登中學化學教學中各種中學教師感興趣的化學理論與實踐問題。為中學教師交流提供平臺。

　　摘要培養(yǎng)具有中醫(yī)藥特色的藥學人才是當前中醫(yī)藥發(fā)展的客觀需要，加強藥學生的專業(yè)必修課實踐教學，開展藥學專業(yè)必修課實踐教學的改革勢在必行。結(jié)合目前中醫(yī)藥院校和綜合性大學藥學專業(yè)人才培養(yǎng)必修課程藥物化學實驗實施現(xiàn)狀，探索中醫(yī)藥院校藥學專業(yè)人才培養(yǎng)的新模式，建立符合中醫(yī)藥藥學人才培養(yǎng)規(guī)范的教學模式和教學方法，提高中醫(yī)藥院校藥學專業(yè)人才培養(yǎng)水平，實現(xiàn)人才培養(yǎng)與中醫(yī)藥發(fā)展的有機統(tǒng)一。

　　關鍵詞中醫(yī)藥;藥學;藥物化學實驗;教學改革

　　藥物化學實驗是藥學本科專業(yè)教學計劃中重要的專業(yè)實踐必修課程之一，藥物化學為西藥藥物研究發(fā)展來的學科，實驗教學中需要綜合利用經(jīng)典藥物設計、計算機輔助藥物設計和化學合成技術(shù)等藥學理論知識，開展化學藥物的設計、合成，綜合性、應用性較強。結(jié)合中醫(yī)藥院校教育特色，更好地將藥物化學知識及技能運用到中醫(yī)藥研究中，從培養(yǎng)中醫(yī)藥人才出發(fā)進行實踐教學改革與探索，而藥物化學實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要綜合環(huán)節(jié)[1]。當前，全國25所中醫(yī)藥院校都相繼開設了藥學本科專業(yè)，實驗教學建設的好壞直接關系到藥學專業(yè)學生能力的培養(yǎng)與學�？蒲兴�平的高低[2]。如何開展高質(zhì)量、高水平的實踐教學，使中醫(yī)藥院校藥物化學實驗課程盡快適應中醫(yī)藥院校教育改革和發(fā)展的需要，是藥物化學實驗教育面臨的一個重要問題。根據(jù)中醫(yī)藥院校藥物化學實驗教學面臨的改革問題，北京中醫(yī)藥大學藥物化學課題組進行中醫(yī)藥院校藥物化學實驗教學改革的探索，中醫(yī)藥理論滲入，擴展藥學專業(yè)學生科研思路，增進藥學生專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng);更為重要的是，通過將西藥和中藥在同一門實驗教學中融合，使實驗教學與理論教學相輔相成，可以使藥學專業(yè)學生更加理性地認識到自身的特色和優(yōu)勢，增強中醫(yī)藥院校藥學專業(yè)學生對自身專業(yè)的認同感，避免自身陷入中醫(yī)院校藥學專業(yè)學生“不中不西”的定位陷阱，真正實現(xiàn)“西學中用”，增進學生人格和心智的健全完善，進而加強學生學習能力、控制能力、承受能力、服務意識和敬業(yè)精神的培養(yǎng)，提高學生經(jīng)濟社會發(fā)展適應能力[3]。

　　1中醫(yī)藥院校藥物化學實驗教學現(xiàn)狀分析

　　目前，中醫(yī)藥院校藥物化學實驗課程多采用西醫(yī)院�；蚴蔷C合性大學的經(jīng)典藥物合成實驗案例，其專業(yè)培養(yǎng)及實驗課程內(nèi)容上缺少與中醫(yī)藥基本理論的融合，未能體現(xiàn)中醫(yī)藥教育培養(yǎng)的特色，在使學生掌握藥物化學知識和運用藥物化學知識進行中藥研究的教學目標上出現(xiàn)斷層，不利于體現(xiàn)現(xiàn)代中藥研究的新進展。藥物化學實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑，實驗教學與理論學習及科學研究在實踐性方面具有一致性�，F(xiàn)階段，本校藥物化學實驗教學定位在通過培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力，進一步將藥物化學知識及技能運用到中醫(yī)藥科學研究中。因此，結(jié)合當前高等教育改革發(fā)展趨勢及本校教育教學改革的新要求，積極探索藥學專業(yè)培養(yǎng)的新模式，以藥物化學實驗教程改革為切入點，選取經(jīng)典藥物化學實驗，指導學生熟練掌握藥物化學實驗知識及技能。同時，在課程內(nèi)容設置上，將中醫(yī)藥配伍理論和藥物設計方法相結(jié)合，將經(jīng)典化學藥物的全合成、中藥活性成分全合成和中藥活性成分的結(jié)構(gòu)修飾融于一課，兼具當代藥物化學合成培養(yǎng)要求，又能夠體現(xiàn)現(xiàn)代中醫(yī)藥特色。筆者論述具有中醫(yī)藥院校特色的藥物化學實驗課程內(nèi)容設置及指導思路，旨在通過藥學和中藥學的相互融合，滿足本校藥學專業(yè)培養(yǎng)的新要求，探索出一條適合中醫(yī)藥院校藥學專業(yè)培養(yǎng)的新思路，為其他院校藥物化學實驗教學提供借鑒。

　　2藥物化學實驗教學課程內(nèi)容設置及教學階段

　　2.1階段一:經(jīng)典化學藥物的合成實驗

　　通過經(jīng)典化學藥物的合成實驗，鞏固學生藥物化學理論知識，鍛煉藥物合成基本技能，加深藥學生對藥物化學的理解。例如，縮合、還原、重氮化、偶合、成鹽、重排等單元反應機理的認識，熟悉實驗方案的設計與實驗條件的選擇，掌握藥物合成的設計思路及制備過程。在教學前要求學生發(fā)掘相關化學分子研究的文獻，提高學生自主學習知識的能力，同時要求學生結(jié)合文獻，了解涉及的反應原料、反應方法、反應中間體及溶劑性質(zhì)等，熟悉反應及分離、純化原理，并運用結(jié)構(gòu)表征手段將實驗得到的產(chǎn)物與文獻數(shù)據(jù)進行比對，將藥物化學理論知識與實踐技能相結(jié)合，提高學生隨后進行中醫(yī)藥相關研究的專業(yè)素養(yǎng)，并為對此類領域具有興趣及特長的學生提供學習機會，為其日后從事相關工作打下基礎。目前，藥物化學實驗教材涉及多的案例有苯妥英鈉(抗癲癇藥)、巴柳氮鈉(抗?jié)��?、硝苯地平(降壓藥)、鹽酸普魯卡因(麻醉藥)、貝諾酯(非甾體解熱、鎮(zhèn)痛、抗炎藥)等化學藥物的全合成;尤其是貝諾酯的合成(圖1)不僅包括了酰氯結(jié)構(gòu)的制備、分子縮合等常規(guī)單元反應，更體現(xiàn)了理論課程中所學的藥物經(jīng)典設計方法———拼合原理[4]。“拼合原理”主要指選取兩種及兩種以上生物活性化合物，利用化學合成技術(shù)將所選結(jié)構(gòu)拼合在一個分子內(nèi)，或選取藥物的藥效基團組合為新的分子，以達到聯(lián)合二者藥效，改善生物利用度、降低毒副作用、增強療效，使拼合結(jié)構(gòu)相互取長補短，從而獲得更好的治療效果。貝諾酯是阿司匹林與對乙酰氨基酚以酯鍵結(jié)合的中性化合物，在降低了阿司匹林和對乙酰氨基酚毒副作用的同時，療效上得到了提高。因此，藥物“拼合原理”與中醫(yī)藥通過“配伍法則”使單味中藥經(jīng)聯(lián)用達到減毒、增效的臨床用藥思路具有內(nèi)在的一致性。如何借鑒“拼合原理”和“配伍法則”開展中藥創(chuàng)新藥物研究，這是值得藥物化學工作者引起注意的思路�；�于此，筆者開展了階段二和階段三的教學實驗設計。

　　2.2階段二:中藥小分子活性物質(zhì)的全合成實驗

　　中藥療效不但經(jīng)受住了長期醫(yī)療實踐的檢驗，其有效成分的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征等也已被現(xiàn)代科學解析，并且許多中藥活性成分的結(jié)構(gòu)全合成亦是現(xiàn)代藥物化學研究的熱點。因此階段二的實驗教學內(nèi)容主要通過中藥小分子活性物質(zhì)的全合成實驗，使學生熟練掌握中藥小分子相關知識。在中藥創(chuàng)新藥物的定義中，無論是有效部位新藥，還是有效成分新藥，最終落腳點都歸結(jié)于中藥的有效物質(zhì)基礎研究。但目前中藥里發(fā)現(xiàn)的明星分子或活性成分一般含量較低，僅靠提取、分離不能解決其成藥性問題，因此，中醫(yī)藥院校的藥學生，需要掌握一些代表性中藥里活性成分的全合成工作，例如川芎中川芎嗪的合成、秦皮中秦皮乙素的合成、蜂膠中咖啡酸苯乙酯的合成(圖2)等。通過中藥小分子活性成分的合成實訓，不僅讓學生回顧了中藥學基本知識，鍛煉了藥物合成基本技能，更能夠加深藥學生對中藥有效成分結(jié)構(gòu)特征、構(gòu)效關系，回答中藥發(fā)揮療效的物質(zhì)基礎是什么這一科學問題;具備開展中藥有效成分分析及探索性研究的科研素養(yǎng)。青蒿素及其衍生物的發(fā)現(xiàn)正是在充分認識中藥基礎上，借助現(xiàn)代藥學分離、合成技術(shù)，獲得改變?nèi)祟悮v史的重大發(fā)現(xiàn)，是我國現(xiàn)代藥學發(fā)展的里程碑。中醫(yī)藥院校的藥學生有必要、有責任掌握中藥活性成分的設計、合成技能，為中藥創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)打下基礎。2.3階段三:西藥結(jié)構(gòu)拼合原理與中藥配伍法則結(jié)合的原創(chuàng)性實驗通過西藥結(jié)構(gòu)拼合原理與中藥配伍法則結(jié)合的原創(chuàng)性實驗，培養(yǎng)學生將所學藥物化學知識運用到中藥新藥科研研究中的思維及科研素養(yǎng)。前兩個階段更注重對學生藥物化學理論知識及實驗技能的培養(yǎng)，而本階段注重培養(yǎng)的是學生將中醫(yī)藥理論思想與藥物化學設計理論結(jié)合進行中藥新藥研發(fā)的思路培養(yǎng)。中醫(yī)臨床用藥講究配伍法則，按照君臣佐使的原則將單味中藥有機組成一個整體，以期達到增效、減毒的目的。通過貝諾酯的設計、合成理念，使學生充分領悟化學藥物結(jié)構(gòu)拼合原理和中藥配伍法則之間的內(nèi)在聯(lián)系，二者均是將不同的藥物單元組成一個有機整體，發(fā)揮治療疾病的最佳效應。因此，本節(jié)內(nèi)容主要基于中藥經(jīng)典方藥開展系列設計性實驗。例如，基于蛇膽川貝散開展膽酸———浙貝乙素衍生物的合成[5]、基于丹參冰片藥對開展丹參素———冰片酯的合成[6]、基于川芎丹參藥對其中的活性成分開展川芎嗪———酚酸衍生物的合成[7]及其他中藥復方中先導化合物的設計、合成、發(fā)現(xiàn)等過程[8]，力求藥學專業(yè)學生能將傳統(tǒng)中醫(yī)配伍理念和現(xiàn)代藥物化學拼合設計理論融會貫通。此外，利用“中醫(yī)配伍法則”和“化藥拼合原理”為指導，設計、合成、篩選得到的先導化合物，不僅成藥性良好且具有一定靶向性，與21世紀精準醫(yī)療的理念不謀而合，能夠獲得國內(nèi)和國際授權(quán)發(fā)明專利。據(jù)悉在這一思路指導下，北京中醫(yī)藥大學雷海民教授的“精準I類抗腫瘤藥物”已成功完成市場轉(zhuǎn)化，推進了我國自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新藥物研發(fā)的進程，再次彰顯了中醫(yī)藥源頭創(chuàng)新的重要性。同時，這些案例能夠激發(fā)藥學生的學習熱情，增強專業(yè)認同感并樹立更高的職業(yè)發(fā)展目標。

　　3小結(jié)

　　實踐實訓是藥學人才培養(yǎng)的核心，它不僅讓學生掌握知識，還要培養(yǎng)學生技能，啟發(fā)學生思考問題，拓展學生思維空間，提高學生分析問題，解決問題的能力，因此，實驗教學任重而道遠。同時為其他藥學專業(yè)課程教學改革提供參考，探索出一條適合中醫(yī)藥院校藥學專業(yè)培養(yǎng)的新思路:在中醫(yī)藥理論的指導下，培養(yǎng)出既有扎實的藥學理論功底又能掌握現(xiàn)代藥學研究技術(shù)且具有中醫(yī)藥特色的現(xiàn)代藥學人才。通過經(jīng)典化學合成實驗內(nèi)容的設置，鞏固學生藥物化學理論知識，激發(fā)學習興趣，更加生動體會化學合成與藥物設計之間的關系;通過中藥小分子全合成實驗內(nèi)容的設置，使學生了解中藥小分子理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點和藥理作用，提高學生對中藥有效成分的理解和認識，使其具備挖掘中藥小分子有效成分研究的技能和科研素養(yǎng);最后，通過西藥結(jié)構(gòu)拼合原理與中藥配伍法則結(jié)合的原創(chuàng)性實驗教學內(nèi)容的設置，開拓學生的創(chuàng)新思維、自主學習和科研的創(chuàng)新能力，使學生在掌握西藥拼合原理的同時，自行領悟到中醫(yī)藥理論與其所學知識的相通之處，啟發(fā)學生從藥物化學的角度尋找推動中醫(yī)藥發(fā)展的創(chuàng)新點，領悟中醫(yī)藥源頭創(chuàng)新的魅力。真正促進中醫(yī)藥院校創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制的變革，培養(yǎng)具備藥物化學科研素養(yǎng)的中醫(yī)藥研發(fā)人才。

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