徐靜文

(陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西 西安 710021)

醫(yī)藥行業(yè)與人民生命健康、生活質(zhì)量息息相關(guān)，對救災(zāi)防疫和軍需戰(zhàn)備及促進發(fā)展和社會進步有著至關(guān)重要的作用。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)有的仿制藥和原研藥能夠滿足80%的基本醫(yī)療需求，但仍有很多重大疾病未被攻克。以青蒿素的研發(fā)為例，自1967年5月起，屠呦呦等人先后從2 000多種中藥中提取640種抗瘧成分，將其中的380種提取物用于小鼠模型評估抗瘧效果，分別在感染了伯氏瘧原蟲的小鼠和感染了食蟹猴瘧原蟲的恒河猴模型上證實青蒿素的抗瘧率高達(dá)100%。1972-1975年，他們先后提取了純化青蒿的有效成分，在命名為青蒿素后測定了分子式、熔點，最終量產(chǎn)制得純青蒿素膠囊；1982年后，青蒿素的相關(guān)論文相繼發(fā)表。然而，受限于青蒿素有限的穩(wěn)定性和難以功能化的不足，該團隊于2005年研發(fā)出雙氫青蒿素，較青蒿素穩(wěn)定更強、療效更優(yōu)，使用后瘧疾復(fù)發(fā)率更低，尤其是其結(jié)構(gòu)中的活性羥基便于進一步功能化，至此，青蒿素的研發(fā)經(jīng)過了38年。這并非個例，電影《我不是藥神》中治療慢性粒細(xì)胞白血病的藥物格列衛(wèi)的研發(fā)周期約為60年。據(jù)統(tǒng)計，自2000年后開發(fā)具有全新結(jié)構(gòu)的藥物動輒需10億美元以上的投入，研發(fā)周期長且失敗率極高。例如，自2003年以來，治療阿爾茲海默癥的新藥研發(fā)失敗率高達(dá)99.6%。在現(xiàn)有的臨床藥物中，95%在臨床研究前已經(jīng)宣告失敗，僅有5%的藥物成功進入臨床，到最后的獲批上市總成功率僅有10.4%[1-2]。近年來，藥物的研發(fā)費用更是持續(xù)走高，單個創(chuàng)新藥研發(fā)成本從2010年的11.88億元一路飆升到2017年的19.92億元[3]。

因此，目前最有效的策略是對已有確定適應(yīng)癥的藥物通過優(yōu)化劑型、提升藥物的安全性來滿足更高的治療定位。與新藥研發(fā)相比，制劑創(chuàng)新更加關(guān)注藥用輔料和藥物之間的“強強聯(lián)合”，通過改變給藥方式、優(yōu)化劑型，以藥用輔料之長處彌補藥物固有的短板，實現(xiàn)藥盡其用的目的。

1 《藥用高分子材料》課程在制劑創(chuàng)新時代的教學(xué)痛點

藥用高分子占據(jù)了藥用輔料的主導(dǎo)地位。《藥用高分子材料》是以陜西科技大學(xué)為例的工科院校面向藥學(xué)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課，其教學(xué)內(nèi)容包含了藥用高分子的來源、制備、結(jié)構(gòu)、性能及制劑中的應(yīng)用，是一門涉及材料學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理交叉課程。然而，該課程記憶內(nèi)容多、部分內(nèi)容較為抽象，開課時學(xué)生僅具備有機化學(xué)的知識儲備，對于高分子材料的概念模糊，尚未形成系統(tǒng)的知識框架和學(xué)習(xí)習(xí)慣[2]，學(xué)習(xí)難度大?；谥苿﹦?chuàng)新這一時代背景和工科院校的特色，藥用高分子材料課程教學(xué)要實現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度困難重重，究其原因，是因為存在如下亟待解決的問題：

(1)傳統(tǒng)教法對教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)力不足

《藥用高分子材料》課程涉及大量高分子結(jié)構(gòu)與合成的內(nèi)容，但大多的合成過程、機理非常抽象，建立對高分子結(jié)構(gòu)的概念又需要強大的空間想象能力，這對學(xué)生的理解力要求很高。然而目前常采用的滿堂灌式講授法與“以學(xué)生為中心，學(xué)生為主、教師為輔”的理念相悖，學(xué)生處于被動接受知識的“弱勢”地位，難以喚起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)欲望，使三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成愈發(fā)困難。

(2)重理論輕實踐的教學(xué)觀

《藥用高分子材料》課程的教學(xué)活動是圍繞藥用高分子材料的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及用途展開的，對新劑型、新制劑開發(fā)和藥劑質(zhì)量的提高起到巨大的支撐和推動作用。但該課程并未設(shè)置與之匹配的實驗內(nèi)容，不利于學(xué)生理解所學(xué)的理論，也極易消磨學(xué)生對課程的積極性。如今，隨著高分子化學(xué)、材料學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，學(xué)生僅學(xué)習(xí)相關(guān)理論很難實現(xiàn)學(xué)科間的交叉融合，不利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。同時，作為藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，畢業(yè)后大都有志于從事藥物制劑與制劑技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的研究、開發(fā)、工藝設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化及質(zhì)量控制等方面的工作，但重理論輕實踐的教學(xué)觀，難以打開學(xué)生的視野，教學(xué)效率低，在一定程度上也不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，難以做到學(xué)以致用。

(3)思政元素與授課內(nèi)容黏性不足，育人功能缺乏

習(xí)總書記在全國高效思想政治工作會議上強調(diào)“做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個主渠道……使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[4]?！端幱酶叻肿硬牧稀氛n程的理論內(nèi)容體量大，內(nèi)容抽象，在實際教學(xué)中思政元素與理論內(nèi)容的融合極易被忽略，難以切實踐行習(xí)總書記要求的鑄魂育人立德樹人。因此，如何將課程思政和藥用高分子相關(guān)課程背景的知識有機融合，充分發(fā)揮思想政治引領(lǐng)作用，是本門課程改革的重要任務(wù)。

(4)評價方式過于單一，時效性差

目前該課程的評價方式主要是考試，借此反映學(xué)生對理論知識的掌握，對能力、情感目標(biāo)的達(dá)成度涉及甚少。即便增加考試、隨堂測驗的頻率，評價時效性仍不盡人意，教師難以獲取最直觀、準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)效果反饋，不便及時調(diào)整教學(xué)重心和策略，有悖于以能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)要求。

2 《藥用高分子材料》課程改革實踐探討

在藥物制劑創(chuàng)新的學(xué)科背景下，為踐行“以學(xué)生為中心、以能力為本位”的教育理念，針對上述教學(xué)痛點，筆者開展了如下教學(xué)改革：

2.1 對標(biāo)金課，精心重構(gòu)課程內(nèi)容

以藥物制劑人才培養(yǎng)方案為準(zhǔn)繩，對標(biāo)金課“兩性一度”要求，密切建立藥用高分子材料與學(xué)生現(xiàn)有知識框架的聯(lián)系。在學(xué)習(xí)《藥用高分子材料》課程之初，學(xué)生與本門課相關(guān)的知識儲備僅來源于藥物化學(xué)、有機化學(xué)，抽象的《藥用高分子材料》內(nèi)容難以引發(fā)學(xué)生的共鳴。因此，密切建立授課內(nèi)容與學(xué)生生活經(jīng)歷、知識背景之間的聯(lián)系是解決這一難題的重要手段。例如，筆者在講授高分子水凝膠時，以生活中常見的凝膠狀食品如果凍、QQ糖、龜苓膏、老酸奶等引入，使學(xué)生快速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；在講授水凝膠的形成時，從學(xué)生熟知的單體聚合引申到通過氫鍵、靜電相互作用、范德華力等非共價鍵作用制備水凝膠，拓寬學(xué)生的知識面；在講授聚合物藥物載體的相關(guān)內(nèi)容時，載體聚合物制備涉及的活性/可控自由基聚合機理略顯枯燥，教師將自由基喻為寵物，將休眠鏈控制活性自由基比作寵物鏈牽制寵物，借此講授“活性/可控”自由基聚合；與之類似，藥用高分子常用的合成方法之一是原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，但學(xué)生的理解難度很大。在講授時，筆者提問“假設(shè)男、女生分別是含有雙鍵的單體A、B，想要獲得單體A和單體B連續(xù)或交替排列的聚合物，應(yīng)選用哪種聚合方法來實現(xiàn)？”教師采用以問題為導(dǎo)向(PBL)的教學(xué)方法，告知學(xué)生2008、2009年度諾貝爾化學(xué)獎提名的熱門候選——ATRP可以解決上述問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，再依次講述該方法如何讓不同種類的單體按需排列，并闡釋其優(yōu)缺點。為使學(xué)生舉一反三，讓學(xué)生以不同顏色的珠子和繩子模擬成可通過ATRP合成的聚合物的形狀，并互相交流。再如講授高分子水凝膠中水的存在形式時，將地鐵中的座位比作水凝膠中的多重氫鍵基質(zhì)，坐在座位上的乘客(凍結(jié)水)與座位被“氫鍵”牢牢固定，座位被填滿后，之后的乘客(非凍結(jié)水)排列在座位兩側(cè)，最后的乘客(自由水)因已“無座可坐”，只能在車廂內(nèi)自由走動，以此過程反映水凝膠中水的自由度。此外，筆者在“高分子水凝膠”章節(jié)的教學(xué)里為學(xué)生創(chuàng)設(shè)趣味實驗條件，使學(xué)生動手制備水精靈(海藻酸鈉-乳酸鈣水凝膠)，在實驗中啟發(fā)學(xué)生思考海藻酸鈉-乳酸鈣形成水凝膠的機理，再深入引導(dǎo)學(xué)生歸納水凝膠制備方法，將課堂教學(xué)氛圍不斷推向高潮。趣味實驗的取材均為食用級，實驗難度小、安全系數(shù)高，通過將抽象的合成過程和機理具體化、可視化，使學(xué)生身臨其境地體會藥用高分子材料的可控制備，進而初步培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)以及分析、解決問題的能力[5]。

2.2 “課程+思政+科研”三管齊下共育人

將多種教學(xué)方法并用雖在一定程度上能喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，有助于實現(xiàn)知識目標(biāo)、能力目標(biāo)，但是情感目標(biāo)卻無從談起。筆者在授課時將理論內(nèi)容和相關(guān)專業(yè)功勛人物事跡相結(jié)合，通過分享最新的研究熱點和進展，實現(xiàn)知識、能力、思政全方位育人的目標(biāo)。例如，通過向?qū)W生播放藥學(xué)領(lǐng)域功勛人物視頻、講述青蒿素研發(fā)的領(lǐng)軍者屠呦呦和解決甲殼質(zhì)、纖維素溶解這一“卡脖子”問題的中國科學(xué)院院士、武漢大學(xué)教授張俐娜的生平等，喚起學(xué)生作為藥學(xué)人的責(zé)任感和使命感，使學(xué)生堅定專業(yè)自信。在全人類都追求大健康目標(biāo)的今天，絕大多數(shù)疾病仍無法根治，僅靠有限的仿制藥、原研藥和一系列制劑維持著人類健康水準(zhǔn)。2019年9月11日，美國國家工程院士孫勇奎在國際生物技術(shù)大會說，“中國現(xiàn)在是一個制藥大國，但還不是一個真正的制藥強國”，因此，提升藥物利用度、加速藥物研發(fā)是每個藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生的責(zé)任和使命。在本課程的講授中加強專業(yè)現(xiàn)狀和背景的普及，使學(xué)生以需求為導(dǎo)向加強學(xué)習(xí)，提升自身能力和素養(yǎng)，為填補專業(yè)空白、使中國從制藥大國向制藥強國邁進不懈努力。

另外，筆者一方面應(yīng)該通過任務(wù)驅(qū)動，使學(xué)生學(xué)以致用；另一方面，圍繞授課內(nèi)容向?qū)W生介紹相關(guān)科研動態(tài)。例如，在講授聚合物藥物載體相關(guān)內(nèi)容時，通過呈現(xiàn)筆者與之相關(guān)的最新科研成果[6]，使學(xué)生深刻理解載體中藥物控釋的機制，通過“醫(yī)藥工”結(jié)合加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識，消除對科研的距離感，鼓勵他們從小處著眼、投身科研。

2.3 課上課下雙向評價，加速目標(biāo)達(dá)成

評價是課程改革的重要組成部分，應(yīng)圍繞“一切圍繞學(xué)生發(fā)展”的教育思想展開。在教學(xué)中，筆者圍繞“課上過程化考核+課下雙向評價”的整體思路，課上依托“學(xué)習(xí)通”、“雨課堂”、 “騰訊會議”等平臺進行視頻/音頻的線上學(xué)習(xí)、話題討論、小組專題調(diào)研、章節(jié)測驗、分組任務(wù)、參與投票、問卷、搶答、選人、討論、隨堂測試、完成作業(yè)等考核項目，由系統(tǒng)及時給出評價與反饋，教師端和學(xué)生端均可查看。通過提出創(chuàng)新藥物制劑中“卡脖子”的問題，引導(dǎo)學(xué)生給出解決問題的幾種可行性策略，進而生生互評選擇最優(yōu)方法。例如，針對“如何解決因海藻酸鈉在鈣鹽中僅發(fā)生表面交聯(lián)而難以實現(xiàn)藥物緩控釋”這一問題，學(xué)生討論后給出如下兩種方案：(1)將藥物通過化學(xué)鍵連接至海藻酸鈉骨架上，(2)通過海藻酸鈉和殼聚糖之間的電荷作用形成混合藥物遞送體系，實現(xiàn)藥物緩控釋。在生生互評時，學(xué)生認(rèn)為化學(xué)鍵較電荷作用更為穩(wěn)定，確定前者更能通過高分子骨架的拖拽減緩海藻酸鈉微囊劑的藥物釋放速率。課下，學(xué)生評價自己的課堂表現(xiàn)并提出不足以便繼續(xù)改進，還就老師的授課方式、內(nèi)容等提出建議和意見。課上的過程化考核和課下學(xué)生自評、師生互評相結(jié)合，使教師在第一時間收獲學(xué)習(xí)反饋，便于及時調(diào)整、優(yōu)化教學(xué)、指導(dǎo)方案，提升學(xué)生參與感，有助于發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

3 結(jié) 語

著眼于提升人民生存質(zhì)量，以培養(yǎng)出具有多學(xué)科交叉交融的復(fù)合型知識背景的藥學(xué)人才為目標(biāo)，針對目前《藥用高分子材料》課程教學(xué)的弊端，對標(biāo)金課要求重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，依托線上線下混合式教學(xué)平臺，課程、思政、科研三方合力，賦予授課內(nèi)容時代感，著力構(gòu)建可滿足傳統(tǒng)、新型制劑需求的藥用高分子知識體系。課堂內(nèi)外的雙向評價，更直觀地考察學(xué)生的知識、能力、情感目標(biāo)的達(dá)成，加速推動教學(xué)改革和創(chuàng)新。該教學(xué)模式發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，為培養(yǎng)制劑創(chuàng)新時代的高水平藥學(xué)人才提供了參考。