李元祥，雷素芳

(1 懷化學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院， 湖南　懷化　418008;2 懷化學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院， 湖南　懷化　418008)

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地方高校制藥工程專業(yè)藥物合成實驗教學(xué)體會與思考*

李元祥1，雷素芳2

(1 懷化學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院， 湖南懷化418008;2 懷化學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院， 湖南懷化418008)

當(dāng)前地方高校制藥工程專業(yè)藥物合成實驗課程教學(xué)中，普遍存在課時設(shè)置偏少、操作及檢測平臺建設(shè)力度不足、學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的重視度不夠等問題。為提高課程的教學(xué)質(zhì)量，本文針對當(dāng)前藥物合成實驗的教學(xué)現(xiàn)狀，主要圍繞課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、設(shè)置課外輔助性實踐教學(xué)的必要性及合理制訂課程成績的評價標準等方面提出了藥物合成實驗課程教學(xué)改革的一些思路和想法，與廣大從事該課程教學(xué)的同行交流與探討。

制藥工程專業(yè)；藥物合成實驗；教學(xué)體會；教學(xué)建議

制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具備制藥工程方面的知識，能在醫(yī)藥、農(nóng)藥、精細化工和生物化工等部門從事醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)、工程設(shè)計、科技開發(fā)、應(yīng)用研究和經(jīng)營管理等方面工作，富有創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才[1]。在專業(yè)能力方面，要求學(xué)生掌握化學(xué)制藥、藥物制劑技術(shù)與工程的基本理論、基本知識，具有對藥物新產(chǎn)品、新工藝進行研究、開發(fā)和設(shè)計的初步能力。為達此培養(yǎng)目標，要求高等學(xué)校在課程設(shè)置、人才培養(yǎng)模式等方面必須科學(xué)準確。在制藥工程專業(yè)的課程設(shè)置中，藥物合成反應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)制藥綜合能力的核心必修課程，該課程內(nèi)容主要包括鹵化、烴化、酰化等在化學(xué)制藥中常用的單元反應(yīng)原理。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握藥物制備中重要的有機合成反應(yīng)和合成設(shè)計原理。為使學(xué)生能將基本的有機反應(yīng)原理靈活運用于藥物合成及新產(chǎn)品開發(fā)，有機合成技術(shù)的學(xué)習(xí)及藥物合成實踐技能的培養(yǎng)很有必要。所以，與藥物合成反應(yīng)相對應(yīng)的藥物合成實驗課程便自然成為制藥工程專業(yè)學(xué)生為提升實踐動手能力的一門必修課程。為使本課程教學(xué)在人才培養(yǎng)目標中取得良好的效果，探討有效的教學(xué)方法很有必要。相關(guān)藥物合成反應(yīng)理論課程的教學(xué)改革已作報道[2]，以下就藥物合成實驗的教學(xué)現(xiàn)狀、提高實踐教學(xué)效果的思考及實踐教學(xué)效果的評價等方面淺談?wù)n題組多年來的學(xué)習(xí)體會。

1　藥物合成實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1使用參考教材單一及課時設(shè)置偏少

在藥物合成實驗的實踐教學(xué)中，當(dāng)前的主要版本分別有郭春主編的《藥物合成反應(yīng)實驗》、卓超主編的《制藥工程專業(yè)實驗》、王世范主編的《藥物合成實驗》、姚其正主編的《藥物合成基本技能與實驗》及宋航主編的《制藥工程專業(yè)實驗》等。當(dāng)前的地方高校授課教師多只用一本參考教材，一定程度局限了教學(xué)內(nèi)容的寬度及靈活度。在課時設(shè)置方面，因藥物合成反應(yīng)課程多采用聞韌主編的教材，完成理論課程的教學(xué)任務(wù)原則上要求70個學(xué)時左右，因在人才培養(yǎng)所設(shè)計的模塊中，各模塊的課程設(shè)置及課時安排偏多的原因，使藥物合成反應(yīng)的教學(xué)時數(shù)通常被壓縮至50個學(xué)時左右，由此分配于實踐教學(xué)的學(xué)時數(shù)一般在12個學(xué)時左右，12學(xué)時一般只能安排2次試驗。所以，有限的學(xué)時數(shù)較大程度制約了預(yù)期的實踐教學(xué)效果。

1.2專業(yè)的教學(xué)師資及教學(xué)條件有限

圍繞制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，根據(jù)專業(yè)課程藥物合成反應(yīng)及藥物合成實驗的教學(xué)要學(xué)，要使培養(yǎng)學(xué)生具備運用有機轉(zhuǎn)化的理論原理從事藥物的研究開發(fā)能力，要求學(xué)生熟練掌握各項藥物合成技能。為此，要求配置有藥物合成背景的專業(yè)教師，但在地方高校的專業(yè)人才培養(yǎng)中，因難以引進專業(yè)教師，特別缺乏具有藥廠生產(chǎn)管理經(jīng)驗的雙師型教師，專業(yè)師資不足很大程度制約了人才培養(yǎng)質(zhì)量。另外，良好的教學(xué)條件亦是達成人才培養(yǎng)目標的重要因素，隨著專業(yè)建設(shè)工作的不斷推進，實驗條件大有改觀，如實驗臺、通風(fēng)設(shè)備、常規(guī)的玻璃儀器等實驗室操作平臺及IR、UV等測試儀器基本滿足教學(xué)需求。但從全面培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)與能力而言，仍缺乏一些硬件條件并亟待解決。如當(dāng)前僅配機械攪拌器，未配置具加熱功能的磁力攪拌器，機械攪拌器的藥品用量較大，不利于環(huán)保。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器數(shù)量少，約20人共用一臺，很大程度影響實驗進程。同時，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器用自來水降溫、未配備低溫循環(huán)裝置，不利于溶劑回收及環(huán)境保護。沒有配置質(zhì)譜儀、元素分析儀及核磁共振儀等藥物合成表征必須的高端儀器，很大程度影響學(xué)生對物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的感性認知，制約學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3實驗教學(xué)課堂的現(xiàn)狀

雖然學(xué)生是教學(xué)過程的主體，但在學(xué)生動手能力的培養(yǎng)中，教師采用科學(xué)合理的教學(xué)方法也很重要。長期以來實驗課是被認為是理論課的附屬品，教師亦多采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，根據(jù)主講教師的教學(xué)計劃，一般由教輔備好實驗所需的儀器和原料，經(jīng)主講教師通過板書或PPT介紹實驗原理、內(nèi)容、操作及注意事項等內(nèi)容后，學(xué)生開始動手操作。表觀上，實驗課堂里有教師講、有學(xué)生做，沒有違反正常的教學(xué)秩序、符合實踐教學(xué)要求，但在實驗課堂中，仍存在以下現(xiàn)象：①學(xué)生在思想上對實驗課重視不夠，沒有充分理解實驗課程是提高自身動手能力的有效途徑。少部分學(xué)生存在無課前預(yù)習(xí)、僅滿足出勤、忽視實驗結(jié)果現(xiàn)象。②學(xué)生課前準備不足。教師講解時，部分學(xué)生不認真聽講，動手實驗前沒有理解實驗內(nèi)容要求及注意環(huán)節(jié)。在實驗中離不開教材、被動應(yīng)付，出現(xiàn)問題時不去思考問題的原因及解決辦法，常出現(xiàn)做完實驗仍無所收獲現(xiàn)象。③教師課前準備不夠充分。如實驗內(nèi)容停留在理論理解層面、未先過一遍，對實驗中各個易出錯之處不能很好把握，不能給學(xué)生以正確指導(dǎo)。④老師難有全程參與及指導(dǎo)學(xué)生的具體操作。在學(xué)生動手操作的各個環(huán)節(jié)，因教師人數(shù)有限或教師在制備室休息等原因，不能及時發(fā)現(xiàn)并糾正所有同學(xué)的不足。

1.4學(xué)生的實驗操作技能較差

掌握藥物合成技術(shù)是達成專業(yè)人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)。合成技術(shù)包含反應(yīng)裝置的合理組裝、反應(yīng)進程的監(jiān)測、后處理操作技術(shù)等，其中后處理技術(shù)是分離純化拿到目標產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟及環(huán)節(jié)，大致包含過濾(抽濾、熱過濾、硅藻土過濾)、常壓或減壓蒸餾、萃取、重結(jié)晶、柱層析、干燥等。以上技術(shù)不是千篇一律，應(yīng)據(jù)具體反應(yīng)情況靈活運用。學(xué)生對基本操作掌握與否或能否靈活運用，直接關(guān)系到課程的教學(xué)效果、專業(yè)的人才培養(yǎng)是否符合社會的需求等重大問題。目前學(xué)生的基本操作技能非常欠缺，很不扎實，主要表現(xiàn)在：①取樣環(huán)節(jié)，固體及液體樣的稱量操作不夠規(guī)范，常有樣品灑落在天平盤、滴管接觸容器內(nèi)壁、讀數(shù)誤差較大現(xiàn)象。②組裝反應(yīng)裝置環(huán)節(jié)，不能正確組裝反應(yīng)裝置，如不按下到上、左到右的次序依次組裝，裝完后的機械攪拌裝置上下不垂直、裝置不穩(wěn)定、整個裝置的重量靠反應(yīng)瓶支撐，存在明顯的安全隱患，不能用于正常的攪拌反應(yīng)。③反應(yīng)終點的確定環(huán)節(jié)，不能獨立確定反應(yīng)終點。如不會調(diào)配合理比例的展開劑、展開劑的量過多、用毛細管點樣時過濃、沒有對照原料等。④后處理環(huán)節(jié)，不會正確使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、分液漏斗等儀器，基本不能獨立完成柱層析分離提作，提純手法粗糙、產(chǎn)品損失量大。

2　藥物合成實驗教學(xué)改革思考

2.1結(jié)合藥物合成反應(yīng)理論課程，精心選擇實驗教學(xué)內(nèi)容

藥物合成理論課程的教學(xué)任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生初步具備藥物新分子及其合成路線的設(shè)計、合成路線優(yōu)化等能力，目的是要求學(xué)生能運用有機轉(zhuǎn)化原理進行藥物中間體合成的工藝改進或藥物創(chuàng)新。而實驗課程的任務(wù)則是培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)轉(zhuǎn)化原理實現(xiàn)反應(yīng)轉(zhuǎn)化、得到藥物中間體或產(chǎn)品的能力。所以，理論與實踐之間關(guān)系密切，即實踐課程教學(xué)的開展應(yīng)緊密圍繞理論課程內(nèi)容，充分體現(xiàn)實踐與理論的融合。為此，結(jié)合課程的理論原理，廣泛參考相關(guān)的藥物合成實驗教材[3-5]，初步設(shè)計了實踐課程的教學(xué)內(nèi)容(表1)。為使學(xué)生進一步領(lǐng)會鹵化、烴化、?；⒖s合、氧化、還原等單元轉(zhuǎn)化的機理，分別設(shè)計了對應(yīng)的單元實驗項目，為了幫助提升學(xué)生的綜合實驗素質(zhì)，設(shè)計了含3步轉(zhuǎn)化的綜合實驗項目。

表1　藥物合成實驗的教學(xué)計劃Table 1　The teaching plan of pharmaceutical synthesis experimental course

2.2以技能培養(yǎng)為目的，適當(dāng)設(shè)立觀摩課程

眾所周知，實驗實訓(xùn)是動手操作能力培養(yǎng)的主要途徑。針對以一對多的師生結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀，要使學(xué)生在有限的實踐教學(xué)時間內(nèi)，學(xué)好并掌握各類合成技術(shù)，難度是非常大的。因為合成技術(shù)體現(xiàn)在學(xué)生對具體試驗進度的理解把握而隨之表現(xiàn)出的每個實驗操作動作，教師在同一時間能觀察到的學(xué)生操作情況有限，不能及時了解學(xué)生整體的操作情況，對學(xué)生的錯誤之處或不足未能及時指導(dǎo)，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生忽然了事、未能真正掌握各類基本的藥物合成技術(shù)。同時，雖然此前學(xué)生修完了有機化學(xué)實驗課程，但許多學(xué)生的有機合成能力及分離純化技術(shù)仍有待提升及加強。所以，針對師資有限及學(xué)生的實際操作能力不足的現(xiàn)狀，涉及各類基礎(chǔ)技術(shù)，由教師演示整個操作，針對關(guān)鍵點、疑難點，進行細致講解并強調(diào)等工作很有必要。演示教學(xué)可讓學(xué)生在操作前有直接經(jīng)驗或感性認知，避免或減少操作失誤，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考，提升合成技能水平。圍繞各項操作技術(shù)，設(shè)計了相關(guān)觀摩課程內(nèi)容(表2)。

表2　藥物合成實驗課程的觀摩演示內(nèi)容Table 2　The demo content of pharmaceutical synthesis experimental course

2.3認真對待常規(guī)教學(xué)過程，充分發(fā)揮教師的輔導(dǎo)作用

教學(xué)過程是學(xué)生學(xué)習(xí)理論原理及獲得各類操作技能的重要環(huán)節(jié)。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)計劃，精心準備實驗教學(xué)內(nèi)容，包括各類儀器用具、各類藥品材料、講授教案或演示題材內(nèi)容等。課前要求學(xué)生認真預(yù)習(xí)并提出問題，圍繞學(xué)生的問題、實驗注意事項及關(guān)機環(huán)節(jié)等，在實驗介紹時著重強調(diào)、重點講解，使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上動手實驗，著實提高實驗教學(xué)效果。學(xué)生操作是實驗教學(xué)過程的主體環(huán)節(jié)、占據(jù)時間長，在此過程中，教師應(yīng)克服勞累，不停的在實驗室走動查看，發(fā)現(xiàn)不足及時糾正，現(xiàn)場幫助學(xué)生獲得相關(guān)知識和技能。此外，因藥物合成實驗經(jīng)常用到腐蝕性、易揮發(fā)有毒的試劑，故在整個教學(xué)過程中，應(yīng)強化安全環(huán)保意識教育。在反應(yīng)中所用的酸堿溶液，要求學(xué)生經(jīng)中和處理后再排放。后處理溶劑不宜倒入下水道污染環(huán)境，應(yīng)集中處理重復(fù)利用。在驗證反應(yīng)中，以達到驗證效果為原則，原料的用量應(yīng)盡可能少。以上措施，可培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識及節(jié)約意識。

2.4注重課外輔助性實踐教學(xué)

由于實踐教學(xué)學(xué)時的限制，在有限的學(xué)時內(nèi)要達到預(yù)期的教學(xué)效果難度較大。開展課外開放性實驗教學(xué)很有必要并被廣大同行認可[6]。課外輔助學(xué)習(xí)主要含2個方面，一是組織學(xué)生自習(xí)：內(nèi)容可含各類單元轉(zhuǎn)化機理，觀看各類實驗技能的DV操作影像，運用網(wǎng)絡(luò)查閱有關(guān)藥物合成的數(shù)據(jù)庫(Wiley、ACS、ScienceDirect、Thieme及中國期刊網(wǎng)等)。通過課外自習(xí)環(huán)節(jié)，加強學(xué)生對反應(yīng)機理、操作規(guī)程的理解，培養(yǎng)學(xué)生初步具備查閱文獻的能力。二是設(shè)置開放性實驗課堂：設(shè)計1～2個開放性綜合實驗，要求學(xué)生查閱相關(guān)資料，設(shè)計可行的合成路線并全程獨立操作，對實驗中出現(xiàn)及提出的問題，逐個分析給予及時正確的指導(dǎo)。通過開放實驗課堂，幫助有進一步學(xué)習(xí)興趣的同學(xué)強化實驗技能、提升動手能力及綜合素質(zhì)。

2.5進一步完善實驗教學(xué)條件

良好的教學(xué)條件是取得良好的教學(xué)效果、為社會培養(yǎng)合格人才的重要保障。在師資方面，學(xué)校支持教學(xué)系部根據(jù)專業(yè)建設(shè)計劃及人才培養(yǎng)要求方案大力引進高層次的專業(yè)技術(shù)人才，確保有專業(yè)的師資培養(yǎng)專業(yè)的學(xué)生。在平臺建設(shè)方面，圍繞教學(xué)計劃及人才培養(yǎng)目標，積極購置數(shù)量足夠的精密分析天平、具加熱功能的磁力攪拌器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、核磁共振儀等機械電子產(chǎn)品，在合成環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)表征環(huán)節(jié)提供有力的平臺保障，確保藥物合成教學(xué)的順利開展、提升專業(yè)的人才質(zhì)量。

2.6合理制訂實驗成績評價標準

為了客觀、全面地評價學(xué)生的實驗成績，體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，建立相對科學(xué)、客觀、有操作性的考核方法很有必要。考核可分為平時考察和期末考試兩部分，建議側(cè)重平時考察，比例可占60%～70%。平時成績可依據(jù)學(xué)生每次的實驗情況(含預(yù)習(xí)報告、基本操作、實驗結(jié)果、實驗報告、如何解決實驗中出現(xiàn)的問題等)進行的綜合考察。期末考試的成績比例可占30～40%，可通過筆試及基本操作技能相結(jié)合的方式進行考核，筆試內(nèi)容可為課程計劃所含實驗的反應(yīng)機理、目標物的合成路線、實驗注意事項及后處理方面選用技術(shù)的理論依據(jù)等?；静僮骷寄馨瑑x器的組裝、使用方法、產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移收集等。另外，關(guān)于實驗小組人數(shù)的安排，每組1～2人，不宜過多。每組1人，有利于學(xué)生獨立思考、獨立操作能力的培養(yǎng)，每組2人，有利于相互討論解決實驗中出現(xiàn)的問題。

3　結(jié)　語

針對當(dāng)前的教學(xué)條件有限、學(xué)時安排不足、學(xué)生藥物合成技能較差等現(xiàn)狀，提出了通過實驗內(nèi)容的設(shè)計、強化教學(xué)過程的實施、改善教學(xué)條件、合理擬定考核標準等手段，培養(yǎng)學(xué)生

的分析能力、動手能力及解決問題的能力。通過課程教學(xué)，使學(xué)生在本科階段初步掌握各類基本的藥物合成技術(shù)，提高學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)，為取得預(yù)期的課程教學(xué)效果、達成專業(yè)人才培養(yǎng)目標及為社會培養(yǎng)合格人才打下基礎(chǔ)。

[1]張園園, 王乾, 郭慧, 等. 復(fù)合型制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J]. 廣州化工, 2015, 43(16): 223-225.

[2]李元祥, 劉益林, 林紅衛(wèi). 地方高校制藥工程專業(yè)《藥物合成反應(yīng)》教學(xué)改革與探索[J]. 懷化學(xué)院學(xué)報, 2015, 34(5): 83-86.

[3]郭春. 藥物合成反應(yīng)實驗[M]. 北京: 中國醫(yī)藥科技出版社, 2007:17-23.

[4]姚其正, 王亞樓. 藥物合成基本技能與實驗[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008:122-123, 180-182.

[5]王世范. 藥物合成實驗[M]. 北京: 中國醫(yī)藥科技出版社, 2007:92.

[6]康淑荷, 蘇瓊. 學(xué)分制下制藥工程專業(yè)藥物合成實驗教學(xué)模式改革——以西北民族大學(xué)制藥工程專業(yè)為例[J]. 西北民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014, 35(2): 78-80.

Teaching Experiences and Reflections in Pharmaceutical Synthesis Experimental Course for Pharmaceutical Engineering Specialty in Local Colleges*

LIYuan-xiang1,LEISu-fang2

(1 College of Chemistry and Materials Engineering, Huaihua University, Hunan Huaihua 418008;2 College of Electrical and Information Engineering, Huaihua University, Hunan Huaihua 418008, China)

Among the course teaching of Pharmaceutical Synthesis Experiment for Pharmaceutical Engineering specialty in local colleges, there is presently the ubiquity of insufficient teaching hours, inadequate construction for operation and testing platform, less attention pays to course learning, and so on. In order to improve the course teaching quality, based on current teaching situation of Pharmaceutical Synthesis Experiment, some ideas and thoughts on teaching reform for the course of pharmaceutical synthesis experimental were suggested, such as teaching content design, necessity of extracurricular auxiliary practical teaching, reasonable establishment of evaluation standard of course score, which was sharing with peer who engaged in the same course teaching.

Pharmaceutical Engineering specialty; Pharmaceutical Synthesis Experiment; teaching current situation; teaching suggestions

湖南省教育廳教學(xué)改革研究項目(編號：[2013]97-365)。

李元祥(1968-)，男，博士，教授，主要從事藥物合成反應(yīng)的教學(xué)與研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)08-0185-04