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1.1增強學生重視實驗的意識和勇于實踐的情感
克服學生在普通中等教育中形成并且普遍存在的重理論輕實踐的思想,轉變學生死記硬背實驗現象的學習方法,使學生真正認識到實驗教學是理論教學的補充和延伸,是一個不可取代的重要學習環節,是培養自身實踐動手能力的重要方式。
1.2初步養成認真、仔細、緊張有序地進行實驗的習慣
實驗前做好預習,理解實驗的目的要求,了解實驗原理,理清操作步驟,查找有關數據,繪制儀器、裝置簡圖,做好記錄準備。實驗中保持安靜,多做、多想,有條不紊地進行實驗;認真、仔細觀察現象,理論聯系實際地思考其現象的本質,記錄數據和現象應真實、可靠、完整。實驗后分析現象,研究問題,得出結論,及時完成實驗報告。
1.3培養學生嚴肅—嚴謹、求真—認真、務實—求是的科學態度
糾正學生對待實驗項目敷衍了事,對待實驗數據隨意涂改或編造或抄襲的陋習。要求學生認真、仔細地觀察實驗現象,真實、準確地記錄實驗現象,完整、全面地收集實驗數據。如果出現異常現象,首先要求學生應用基礎知識獨立思考其可能性,然后再指導學生找出問題根源,最終指導教師與同學共同分析、做出結論;尤其特別鼓勵學生把問題帶到課下,通過查閱有關書籍、文獻、資料,結合自己的推理、判斷和分析,說明產生異常現象的基本原因和影響因素等。
1.4樹立厲行節約思想和滲透綠色化學、環境友好化學理念
按要求用量取藥。稱量固體藥品時不灑落在托盤上,量取液體藥品時不濺灑到實驗臺面上。儀器應輕拿輕放,貴重儀器未經教師允許不得擅自動用。一旦損壞儀器應及時報損、補領,不隨意使用他人的儀器。養成節約水、電,節約使用一切實驗用品和愛護儀器的習慣。
1.5培養學生整潔、有條理的習慣
保持自己實驗臺面的整潔。儀器、裝置擺放應有條理、便于使用,污物、廢紙等雜物應及時放入垃圾箱或實驗臺面上的雜物缸,廢液應及時倒入公共的廢液回收瓶,待實驗后統一處理。實驗結束后應及時清洗所用儀器,整理所用器具,公用物品放回原處。各種化學試劑按照相應的規律擺放整齊,擦凈實驗臺面。認真做好實驗室的保潔值日工作。
1.6自覺遵守實驗室各項規章制度
化學實驗是豐富多彩的,但同時也處處存在著一定的危險。化學試劑通常具有一定的毒性、腐蝕性、揮發性、可燃性、易爆性。因此,在學生實驗課開出之前,教師要認真組織學生學習實驗室的各項規章制度,實驗課時教師要督促學生自覺地遵守實驗室各項規章制度。譬如,在實驗課時,學生一定要穿著實驗服,必要時要佩戴防護鏡和防護手套,不允許穿著裙裝、也不允許穿著拖鞋、更不允許穿著高跟鞋,還不允許散披長發;嚴禁在實驗室飲水食物,尤其是嚴禁將飲用水和食品帶入實驗室內;嚴禁在實驗室內高聲喧嘩、追逐嬉戲、相互打鬧。對于使用劇毒試劑或有危害氣體產生的實驗中,學生必須按照要求由二人或二人以上操作、或在教師的監視、指導下完成。
2培養學生的規范操作
科學規范的操作是學生在實驗中獲取準確數據和保障實驗安全的關鍵所在,是學生必須具備的基本功,也是藥學無機化學實驗教學的重點和難點。因此,努力提高學生無機化學實驗的基本操作技能勢在必行。
2.1認清新生實驗現狀和存在的問題
藥學無機化學實驗具有承上啟下的重要作用,起著從普通中等教育學習過渡到高等專業教育學習的紐帶作用。在中學化學中,要求學生了解儀器的名稱、用途和操作原理,會使用基本儀器,并且掌握常見氣體的制備方法和一般溶液的配制,學會觀察和記錄實驗現象,并根據實驗現象得出正確的結論,如實地寫出實驗報告。但由于中學實驗條件所限或應試教育影響,化學實驗常常是紙上談兵。學生入學時普遍實驗基礎差、操作水平低,學生在實驗室手忙腳亂,無所適從,這在藥學無機化學實驗教學中表現尤為突出。
2.2從點滴入手,逐項規范操作行為
在教學之始,就應培養學生正確掌握藥學無機化學實驗的基本操作。無機化學實驗涉及到許多基本操作,例如試劑的量取、稱重、溶解;反應液攪拌、振蕩、加熱、冷卻、過濾、蒸發、濃縮、結晶;還有溶液的配制等。傳統的教學方式是指導教師在講解實驗內容的同時,做出必要的示范操作,并賦予一些問題和指出注意事項。這種教學方式可能會由于每一位指導教師對教學內容的理解程度的不同或基本操作掌握程度的不同,也可能會由于不同的指導教師的耐心程度的不同,往往使教學效果產生比較大的差異。利用現代教育手段采用多媒體,例如對每一個無機化學實驗教學內容制成幻燈片或者攝成音像片,在實驗前播放給學生觀看,并配合指導教師必要的講解,既可以提高學生的學習興趣,又可以規范教師的教學行為。這是因為幻燈片或者音像片是集體研討制作,具有一定指導性。在此基礎上,對于實驗中操作不夠規范的學生,指導教師及時地予以糾正。這樣指導教師對學生既可以嚴格地要求,又會有足夠的耐心。
2.3以多種教學手段示范規范操作
制作儀器基本操作展板、展牌。展板、展牌是很直觀的實驗教學教具。因此,把小型儀器設備(例如:酸度計、電子天平等)的操作規程做成展牌,放置在待操作的儀器處,讓學生嚴格按照規程操作,這樣做的同時也降低儀器的損壞率;把需要熟練掌握的無機化學實驗基本操作分類設計成展板,實驗課時取出將其懸掛在實驗室的黑板上,便于指導教師示范講解,也有利于學生掌握無機化學實驗基本操作流程。
2板書與多媒體結合
我校制藥工程專業生物化學課程在大學二年級上學期開設。此階段專業基礎課程多,知識量大,因此老師的授課方法和學生的學習效率顯得尤為重要。生物化學課程知識比較龐雜,每節課的信息量非常大,加上課堂教學課時的減少,學生課下需要花費大量時間消化。因此,如何讓學生高效地掌握每節課所講內容顯得至關重要,而框架式的板書配合多媒體教學可以較好地緩解這個矛盾,提高學生學習生物化學的效率。目前,生物化學課程多采用多媒體教學,這可在很大程度上提高教師的授課效率,使其在有限的時間講解更多的內容,同時可借助插圖和動畫的生動性、直觀性和形象性來幫助學生理解教學中的重點和難點[6]。我們在現有教材課件的基礎上,利用平時積累的教學素材對課件內容、圖表和動畫進行了完善,使之更加條理清晰、有趣易懂。即使這樣,學生仍反映生物化學課程內容龐雜,在有限的課堂和課外時間內學習起來還是有一定的困難。基于此,在課堂的教學過程中我都會運用板書把每章知識點框架式的總結出來,便于學生從宏觀水平理解所學內容,知識點之間的邏輯關系一目了然,而不是零散的一個知識點一個知識點的來記憶。這樣,龐雜的生物化學知識點對學生來說就會簡潔明了不少,學習效率和學習興趣會明顯提高。此外,在多媒體教學過程中,為突出重點和難點,我都會在黑板上寫出關鍵反應的步驟,這會引起學生特別的關注,督促他們做好筆記,更好地提高教學效果。
3理論與實踐相結合
生物化學是一門專業基礎課程,也是一門實踐性很強的課程。為加深學生對生物化學知識點的理解,提高其動手實踐能力,培養其在實踐中分析問題和解決問題的能力,根據我校制藥工程培養方案和學生的就業方向,編寫了適合我校制藥工程專業學生使用的實驗指導手冊。實驗內容包括驗證性的基礎生化實驗和綜合性實驗。此外,我們還開設了設計性實驗,讓學生通過查閱資料,自己設計實驗方案,根據方案解決實際問題。這樣的教學安排可激發學生的學習興趣,進而提高他們解決實踐問題的能力,為學生以后的進一步發展奠定堅實的基礎。此外,在指導學生做生物化學實驗的過程中,根據實驗內容我通常會提出一些與專業有關的小問題,供他們思考。這樣會促使他們邊做實驗邊思考,有利于加深其對理論知識的理解和掌握[7]。為拓寬學生的視野,經學校同意,我們還向學生開放了生物化學和分子生物學實驗室。結合教師承擔的科研項目,鼓勵學生按自己的興趣選擇導師,跟隨導師做一些研究工作。優秀的學生可申請市教委或學校下達的針對本科生的一些科研項目,在導師的指導下進行科研實踐工作。這樣的政策在我院實行多年,生物化學和分子生物學實驗室每年都會接收多名本科生進入實驗室開展科研立項,這不但提高了學生的動手能力,培養了學生的創新意識,更重要的是提高了他們獨立分析和解決問題的能力,進而激發了他們對生物醫藥的極大熱情[8]。
4總結歸納,突出重點
生物化學課程知識點非常多,以重要的知識點為中心進行總結歸納既可幫助學生抓住重點,凝煉內容,提高其學習效率。如講授完遺傳信息傳遞及其調節相關內容后,從模板、原料、產物、合成方向、合成方式及參與反應有關的酶等方面列表比較復制、轉錄、翻譯和逆轉錄的異同點。物質代謝調控部分,生化反應式太多,且各代謝途徑相互交叉,學生學習起來往往感覺無從下手。講授完該部分內容后總結歸納三羧酸循環、磷酸戊糖循環、檸檬酸-丙酮酸循環、鳥氨酸循環等代謝過程的相互聯系和生理意義,使這部分內容更加清晰易學,利于溝通各部分知識點間的相互關系并引導學生系統地整理、掌握所學知識。筆者多年的教學效果顯示總結歸納可顯著提高學生的學習效率。總結歸納的意義在于把所學的知識系統化、條理化,便于理解記憶,更好地發揮學生的主體作用,并可有效克服傳統平鋪直敘講授方式帶來的枯燥乏味,有利于學習興趣的培養。另外,為達到溫故而知新的目的,在每次上課開始簡短地回顧上次課的內容,然后開始講述新內容,注意內容的自然過渡,每次課結束前將本節課的內容串聯一遍,這樣更益于學生鞏固新學的內容。
2藥物化學實驗網絡課程建設內容
藥物化學實驗網絡課程平臺是由如下幾部分組成:課程介紹、教學大綱、教學日歷、教師信息、教學材料(教案、講稿、實驗視頻、實驗教學的PPT)、答疑討論、課程問卷、課程作業組成。在藥物化學的實驗網絡平臺建設中推行課程介紹,使學生對本課程有了更為深入的了解和認識,為本課程的學習奠定基礎。同時在給平臺中推行電子教案、講稿、大綱、教學日歷、教學材料(教案、講稿、實驗視頻、實驗教學的PPT),提高授課時效。例如,使用計算機多媒體技術模擬實驗過程,把學生從形象思維引導到邏輯思維,使教學內容更為形象、生動,調動學生的學習興趣,提高教學效果和學生的學習效率。藥物化學實驗網絡課程不再是理論課教學的重復,而是知識的延伸、拓展和能力的訓練過程。師生可以通過網絡平臺存儲的教學資源,根據需要迅速、任意地選擇和調用圖文視頻資料獲取學習資源,便于學生根據教學要求進行自主學習,學生在有限的時間內任意反復接觸較多的實驗教學資料,提高學生的實踐能力。學生還可以根據網絡平臺的課程作業進行網上自測,鞏固所學知識,如有問題,學生可以在線提出問題,教師進行網上答疑討論。網上答疑討論,以教師與學生、學生與學生之間對藥物化學實驗學習的有關問題進行在線雙向討論。教師對學生提出的問題進行解答,便于學生和教師進行良好溝通,教師根據學生的普遍問題調整教學策略,學生的疑惑得以解答后促使學生能夠對藥物化學實驗更好的學習,起到教學相長的雙重效果。學生在線填寫課程問卷,課程問卷是對教學效果的反饋,教師根據教學效果的反饋意見,對學生情況和教學內容進行分析,提出整改措施,提高效果。
2根據教育目的明確教學重點
對于化學制藥專業的學生來講,作為藥化專業學生來講最重要的藥物分子與機體細胞之間相互作用機制可以少講,因為高職化學制藥專業的學生應以化學藥物的基礎知識為重點,在作者與學生的交流中發現,分子生物學是讓他們對藥化學習感到吃力甚至反感的主要原因。而且作者通過學生的平時作業及考試成績分析發現,學生有些能夠將分子生物學及藥物的作用機制等知識點記住,藥物說明書上常見的化學結構都不知如何命名,也不能通過化學結構推斷出其性質和用途,主要原因是沒有根據化學制藥專業學生將來服務社會的就業崗位來調整藥物化學的教學重點,違背了化學制藥專業開設藥物化學課程教學的初衷。
3重視實訓課的教學,培養學生規范操作的職業技能
高職院校藥物化學的實訓課中,部分老師給學生打分評價的時候只看最后的結果,強調按照實驗課本上的標準程序去實驗。事實上很多藥物史上重大的發現和突破都是一些偶然的或者從副作用等其他的方面來展開的,而不是按照固定的程序產生的。之前在藥物化學的實訓課的考核中,老師一般根據學生做實驗的結果來打分,而作者認為學生將來就業要勝任自己的崗位工作和有所創新,必須重視實驗記錄情況、操作的準確記錄度以及實驗結果的分析。因為只有重視實驗過程的詳細記錄和操作的規范準確,才有利于對實驗結果的分析。實驗結果本身在于實驗過程是否準確,至少能夠說明在某種固定的條件下產生了一個真實的結果,但是如果實驗條件記錄不清楚,實驗結果即使正確也不能說明什么問題,再次重復可能不會得出上次一樣的結果,它可能只是一種偶然條件下產生的。而如果結果是錯的將無法從實驗記錄中查出失敗的具體原因,因為對其產生的過程以及實驗條件都沒有詳細的記錄。
4強調自學能力的培養
在這個知識發展日新月異的時代,如何培養和提高學生的自學能力就顯得尤為重要。化學制藥專業是一個新型發展起來的專業,藥物化學與數理化這樣大部分規律已經明確知道的學科不同。藥物化學基礎理論是一個復雜的系統,更新也很快,因此在教學的過程中應強調學生文獻檢索能力和自學能力的培養。學生在未來的學習和工作中只有不斷的自我更新專業知識,才能適應社會的發展不與社會脫節。在目前的信息社會,文獻的檢索利用及自學能力的強弱會對工作效率和質量產生重要的影響。
2教學主要過程
本次將行動學習法應用于蒙授藥物制劑專業藥物化學的教學,主要的教學活動包括:①通過共同研究,提出問題;②成立行動學習小組;③積極開展學習、解決問題;④組織班級討論與匯報。
2.1提出問題:在行動學習法中,首先要提出問題,問題并不能由教師單獨決定,將蒙授藥物制劑專業的學生分成行動學習小組,由小組成員共同討論,并在教師的指導和商議下,最終選擇提出的問題。在提出問題的過程中,教師必須能夠引導學生要按照藥物化學教學大綱的主要要求,設計并提出在本專業相關技能的基礎上的一些教學問題。以外周神經系統藥物中的局部為例,問題的提出可以分為三個主要步驟:①學生必須掌握的基本問題。如舉例說明局部的分類,每一類局部的代表性藥物的理化性質、合成及代謝途徑等;②通過行動學習法探究后,學生可以掌握的具有一定深度和難度的問題。如通過局部的發現與發展歷史,結合局部的構效關系,剖析每一類局部在臨床應用中的優點和缺點,便于學生快速掌握局部的應用方法、適用范圍、給藥途徑、臨床價值及作用機制等;③通過案例分析,掌握的具有一定的典型性、綜合性、難度性的問題。通過提供各種需要局麻患者的手術資料,要求學生根據所學知識,選擇每一種手術(闌尾炎、剖腹產、眼科手術、甲狀腺良性腫瘤等)需要選擇哪一種,并能解釋使用的原因。
2.2成立行動學習小組:行動學習的開展主要是在行動學習小組中完成的,將2012級蒙授藥物制劑專業的44名學生分為7組,每組平均6~7人。學生輪流擔任提問者、陳述者、觀察者、支持者、監督者等角色,在行動學習小組中創造通過對話、討論等方式進行交流與互動的學習環境。小組中陳述者的主要任務是向其他成員詳細介紹對提出的問題給出的答案,并尋求其他成員的反饋意見,在小組其他成員的協助下不斷改進完善;提問者主要負責提出疑問,請陳述者作出回答;支持者可以隨時補充陳述者的觀點,幫助小組成員理解所要掌握的知識;觀察者作為傾聽者;監督者負責監督整個小組的活動進程,有利于促進行動學習開展過程中小組成員之間達到有效的互動。
2.3開展學習與解決問題:開展學習以每個行動學習小組選擇的問題為起點,小組成員針對提出的問題,采用各種方法提出自己的想法,試圖找到解決問題的最佳途徑,最終形成正式解決問題的方案。開展學習就是小組成員質疑和反思的過程。在解決問題的過程中,一般可以按以下步驟進行:尋找關鍵現象和事件;通過各種途徑找到問題存在的原因;提煉出問題的重點內容;將問題理論化、邏輯化和系統化;討論解決問題的主要可行方案;再次對問題進行界定并驗證;對解決問題的方案進行評估篩選;制定行動計劃;執行行動方案;總結并分享給其他成員。
2.4班級討論與匯報:教師在行動學習法中起著非常重要的作用。首先教師必須能夠引導學生按照藥物化學教學大綱的主要要求,設計并提出在本專業相關技能基礎上的一些教學問題。然后指引學生通過各種方法尋求解決問題的最佳方案,要對學生們遇到的各種困難給予幫助。最后教師還要在指導每一組學生認真完成任務后,回到課堂中對本次行動學習召開討論總結大會,目的是要評估本次行動學習的所有成果及取得的成績,并從中選出本次行動學習中表現最佳的小組和成員,將在本次行動學習中得到的解決方案流程化、精細化、標準化,把所有成果在小組之間共享。
3主要教學效果
3.1提高了學生的學習興趣,掌握了藥物化學的基本知識:蒙授藥物制劑專業的學生通過行動學習法學習藥物化學這門專業必修課,可以在比較輕松、愉快、活躍的學習環境下,掌握藥物化學中的一些基礎知識,如各種藥物的化學結構、理化性質及其構效關系。在行動學習過程中,每一個學生不是被動去學,而是作為各行動小組積極的陳述者、提問者、觀察者、監督者,發揮各自的作用。特別是小組成員中的提問者和陳述者,更是得到了較大程度的提高。也就是說,通過行動學習法可以使學生對藥物化學這門課程產生濃厚的學習興趣,特別是蒙古族學生,藥物化學在他們的眼中不再是枯燥乏味、理解困難的理論,變成了生動有趣理論與實踐相結合的課程。
3.2培養了學生的協作能力:傳統的學習模式一般使學生變成獨立的個體,學生之間的互動與交流幾乎很少。而行動學習法是一個有計劃、有總結和有反思的學習過程,通過小組的行動學習活動,可以把小組中的每一個成員緊緊聯系在一起,逐漸增強個人在集體中的協調能力和團隊合作意識。小組的每一個成員擔當角色的機會是均等的,可以去提出問題,也可以去尋求答案,通過小組的交流與討論得到深入理解和有效啟發。行動學習法可以促進小組成員之間的交流學習,可以培養小組成員的學習技巧,可以開發個人的潛力潛能,可以增強自信,進而改進學習方法、提高學習能力。
1.1在立體結構教學中的應用
高職高專藥物化學教學過程中,藥物分子的結構式通常以二維形式呈現在書本上,而藥物實際上是三維的、有空間結構的,且大多數藥物的空間構對藥效起著重要作用。比如中樞鎮痛藥嗎啡的立體構象呈三維“T”型,雖然教材中給出了嗎啡的“T”字型立體構象圖,但大多數學生表示看不明白。又如青霉素的母核β-內酰胺環和五元的氫化噻唑環不共平面是導致青霉素不穩定的結構因素。何為不共平面?常規的語言描述和圖形展示都難以表達清楚,而SYBYL軟件能夠做到。通過SYBYL軟件的Sketch模塊構建藥物分子模型,保存為mol2文件;教學過程中,導入預先構建好的化合物mol2文件,SYBYL主界面上即可顯示藥物分子模型。可選擇比例模型、球棍模型、棍型或線型來呈現,點擊ContinuousRotation按鈕可呈現化合物連續旋轉動畫,也可用鼠標360°旋轉分子模型。通常界面中顯示的是單個化合物,當需要比較化合物間的結構差異時,也可以同時顯示多個化合物。圖1為嗎啡的球棍模型和比例模型,通過一目了然的立體結構模擬,學生可自己比較、分析和歸納嗎啡及其類似物的3個共同結構特征,明白此類藥物正是因為具有空間上的構象一致性,所以才具有相似的鎮痛作用。光學異構、幾何異構和構象也是學生比較難理解的幾個概念。如麻黃堿和氯霉素都有兩個手性碳、4個光學異構體,通過SYBYL的Edit-Chirality功能,可以設置化合物中手性原子的構型,R型和S型的結構差異便清晰可見。當講解以己烯雌酚和雷尼替丁為代表的具有幾何異構體的藥物時,運用SYBYL直觀展示順式體和反式體結構差異。構象是碳原子上的原子(基團)在空間呈現的立體形象,不同構象之間可以相互轉變。在各種構象形式中,勢能最低、最穩定的構象是優勢對象。采用Comptute-Minimize能量優化模塊可以看到化合物優化前后的變化,動態展示能力優化過程,幫助學生理解構型和構象的區別。
1.2在構效關系教學中的應用
對于一系列結構相似、作用于同一靶點的藥物,可以通過SYBYL的Application-AlignCompounds分子疊合模塊,把這些藥物疊合在一起,使學生找出它們的共同結構(基本結構)和可變化的取代基。圖2為喹諾酮類藥物疊合圖,學生通過觀察可以自己歸納這類藥物的必需結構和重要取代基,再經教師講解,喹諾酮類藥物的構效關系就變得容易理解了。巴比妥類、擬腎上腺素類藥物教學過程中亦可同理運用。
1.3在藥物分子與受體相互作用教學中的應用
藥物的作用靶點主要有受體、酶、離子通道和核酸。結構特異性藥物的活性主要取決于藥物分子與受體的匹配關系。如嗎啡作用于阿片受體,是阿片受體激動劑。哌替啶、芬太尼、美沙酮與嗎啡的結構相去甚遠,為何也具有與嗎啡類似的藥理作用?通過SYBYL的Application-DockingSuite分子對接模塊,可以把嗎啡、哌替啶、芬太尼和美沙酮“放進”阿片受體的活性位點中去(阿片受體的晶體結構可在蛋白質晶體結構資料數據中搜索并下載)。對接后可以簡單分析配體與受體間的相互作用力,如氫鍵、靜電作用和疏水作用等。通過SYBYL的MOLCAD模塊,呈現多彩畫面。圖3為嗎啡及其類似物與阿片μ受體的分子對接圖,正是這些藥物分子作用于同一受體,才有相似的藥理作用,藥物分子活性的大小與作用力的強弱直接相關。
1.4在新藥研究知識簡介教學中的應用
定量構效關系(Quantuativestructure-activityrelationships,QSAR)是教材中提及的一種先導化合物的優化方法,由于沒有實例,因此晦澀難懂。教學過程中,可利用SYBYL演示一類藥物的QSAR建模過程:選用一系列活性已知的化合物,以最簡單的比較分子力場分析(Comparativemolecularfieldanalysis,CoMFA)方法建模,對建模結果進行簡單解釋,讓學生了解QSAR研究是如何減少新藥研究盲目性的。SYBYL的應用可拓寬學生眼界,培養學生科研興趣。
2討論
藥物化學是藥學專業的一門專業基礎課,使用傳統教學方法學生普遍反映聽不懂、難記憶,教學節奏太快,印象不深刻。SYBYL軟件能夠形象地展示藥物空間結構,變抽象為具體,使學生更好地理解藥物結構,為學習后續內容打下基礎。SYBYL功能非常強大,教學時主要運用其基礎模塊。可以在多媒體教室的電腦上安裝SYBYL軟件,做一些簡單的現場演示;對于不方便安裝軟件的教室,可將截圖放入課件,或采用錄屏軟件制作成動畫進行展示。值得注意的是,高職高專層次教學應堅持“實踐為主,理論夠用”原則,以教材為基礎,避免借助SYBYL把理論知識講得太過深入,反而使學生難以接受[5]。隨著分子模擬技術的發展,越來越多的分子模擬軟件被開發出來,并在藥物設計領域廣泛使用,計算機輔助藥物設計已成為生物藥物的熱點研究領域。分子模擬軟件不僅可以在課堂上用于演示教學,還可以讓學生在實訓室實際操作,對于探索欲強的學生,亦可開展藥物設計和藥物定量構效關系等方面的研究性學習。
3結論
在高職高專藥物化學教學中,以現代多媒體技術為載體,通過引入計算機模擬軟件合理設計輔助藥物化學教學,將枯燥、抽象的藥物化學結構和化學知識變得直觀、簡單易懂,既能活躍課堂氣氛、拓寬學生視野,還能激發學生科研興趣。
作者:王琴 單位:雅安職業技術學院
參考文獻:
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以遵義醫學院藥學院學生為對象,每4~6人組成一個小組,教師需要指導和參與小組的組建,建立學生責任感評分體系來強化小組成員的責任感。
1.2教學內容
教師根據藥物化學課程內容要求,明確不同內容采用的教學方式與教學手段,并確定教學要點,學生根據教學要求進行具體藥物的課前閱讀和準備,根據課程的實際情況制定教學計劃,采用部分內容實施TBL教學。在每次TBL課堂教學的前一周將有關教學資料以電子文檔的形式拷貝給學生或掛在網上供學生下載閱讀,并告知學生課上將進行個人和小組測試。應明確教學目的與要求,如:學生須掌握的概念、知識點、要點及其認知級別等,便于學生有效地進行自學。
1.3TBL模式課堂教學
(1)個人自學效果測試:5min,以閉卷形式進行。為單項選擇題,涵蓋代表藥物的主要知識點,以檢查學生課前的自學效果。
(2)小組發言:各小組推選一名組員發言及展示PPT,約10min。然后所有小組成員接受老師及其他小組同學的提問,約5min。
(3)課堂應用訓練:約25min。圍繞各小組學習的藥物,由發現、理化性質、制備、構效關系及臨床應用等逐層深入地提出問題,問題設計注重實用性,考察學生應用知識的能力。各小組出示自己的答案,由主講教師指定學生陳述理由,小組代表發言后主講教師當場講評該問題,然后再進入下一條問題,如此重復。
(5)教師總結:約5min,主講教師將首先歸納總結本次教學要求掌握的基本概念和理論,然后對所討論藥物的發展過程及應用進行梳理,突出重點與難點。(6)學生成績評定:①客觀成績:個人自學效果測試客觀分數;②小組成員互評:對組員(不包括自己)的表現,包括參與度、對小組的貢獻等能力進行相互評價,分為“優秀(5分)、良好(3分)、中等(2分)、合格(1分)、不合格(0分)”五個等級;(c)教師對學生表現的評價:教師依據學生表現,給予優秀(5分)、良好(3分)、中等(2分)、合格(1分)、不合格(0分)。
2教學效果評價
(1)學生對教學的評價:采用5分量表,1分表示完全不正確,5分表示完全正確。(2)在完成整個課程的學習后,選擇合適的題型和內容,讓學生接受考試,通過試卷分析,分別比較教學改革內容與傳統教學內容學生的考試成績及對相關知識的掌握情況。
2實驗記錄本及樣品的管理
藥物化學實驗室的管理工作中,比較容易忽略的是實驗記錄的管理。我們在實際工作中,通過統一印制帶有頁碼實驗記錄本,避免實驗記錄的修改。在研究生畢業以后,把該生相關的實驗記錄全部裝訂并且封存在專用的檔案柜中,制定了畢業生實驗記錄本的借閱及歸還程序,確保實驗記錄本的安全存放。藥物化學實驗室比較獨特的一個特點是擁有大量新結構化學物,并且這些化合物的活性是隨著生物活性測試的發展逐步開發出來的,因此做好樣品的管理工作顯得至關重要。我們在研究生畢業前,按照統一的標準做好樣品的管理工作,這些標準的信息包括化合物的名稱、結構證明數據、純度、已做的活性數據等已知的相關信息。所有的這些樣品都保存在專用的4度藥品展示柜內,借用歸還的情況也登記在冊。針對在讀學生,我們在一個課題結束以后,同樣實行類似的樣品管理。近年來通過規范的樣品管理工作,極大方便了課題組內部活性篩選工作的開展,擴大了化合物的利用范圍,提高了獲取高藥物活性的新結構的可能性。
3儀器管理
實驗室經過多年的發展,逐步擁有了Bruker400兆核磁、Q-Tof高分辨質譜、BD流式細胞儀等藥學相關系列高端精密儀器。這些儀器價格昂貴,對操作人員的操作能力要求較高,因此實驗室聘用了專門的實驗員負責此類儀器的日常使用和維護,避免了操作不當造成的不必要損失。實驗室常規儀器具有使用頻率高、價值相對較低、對操作能力要求相對較低等特點,我們則根據儀器的種類,安排了所在實驗室的研究生作為常規儀器的負責人。該類儀器的負責人,負責制定儀器規范的操作規程,協助研究人員對新進實驗室人員進行儀器操作的培訓,儀器的常規定期保養及損壞的維修協調工作等。
4項目管理
藥物化學實驗室是各類科研項目具體實施的場所,只有項目順利實施才能保障實驗室能夠持續良好的運轉。本實驗室實行逐級負責制度,研究人員定期開會討論確定研究思路及方向,確保實驗項目的順利實施。研究人員再與具體的研究生定期討論試驗進度,并及時修改科研工作的方向,確保項目順利實施。
1.1突出中醫藥圖書館在科研、醫療和教學中的支撐作用
隨著數字時代的到來,各種信息源也呈現爆炸式增長。面對當今這樣信息泛濫、供過于求的環境,用戶對信息的需求雖然強烈,但是卻不知從何入手,鑒別、組織、利用有效信息的能力明顯不足。因此,圖書館必須轉變以往傳統的服務觀念,充分推銷自己,變被動服務為主動服務,主動了解科研人員的信息需求,為之提供學科化信息服務,加強信息資源利用,主動引導用戶使用有效信息,以促進中醫藥事業的發展,使中醫藥圖書館真正發揮在中醫藥科研、臨床及教學中的支撐作用。
1.2提高用戶對專業圖書館的認知度,以提升圖書館在行業中的核心地位
由于目前信息環境發生了根本性的變化,各種網絡搜索引擎和檢索工具的快速發展,使很多用戶已經將搜索引擎作為信息獲取的首選,結果導致用戶與搜索引擎的關系日漸密切,使圖書館失去了很多用戶。因此,中醫藥圖書館要想在競爭的環境中求得生存、發展,就必須創新服務方式和服務手段,采取學科化服務營銷,加大學科化服務的力度,讓科研用戶廣泛了解并接受學科化服務,以提升圖書館在行業中的核心地位。
1.3深化圖書館學科化服務,提高信息資源利用
圖書館擁有海量的信息資源,包括各種館藏資源、中外文文獻數據庫等。學科館員要不以盈利為目的推薦宣傳使用,提升這些資源的利用價值。在新的信息環境下如何進一步深化學科館員的服務,真正滿足科研用戶對中醫藥信息的需求已成為圖書館努力的方向。實施學科化服務營銷,是和科研用戶進行有效溝通,便于科研用戶更好地了解圖書館所提供的各種信息資源和各種服務的有效手段,也是深化圖書館學科化服務、提高各種信息資源利用的需要。
2學科化服務營銷策略
中醫藥圖書館實施學科化服務營銷,其核心內容是資源營銷和服務營銷,資源營銷也是信息營銷。擁有眾多的信息資源是我們營銷的基礎,加強信息資源的利用,促進中醫藥文化的發展,提升學科化服務質量是我們營銷的目的。
2.1資源營銷
中國中醫科學院圖書館是中醫藥醫學文獻信息中心,擁有眾多的信息資源,包括圖書、期刊、數據庫等。我館館藏圖書32萬余冊,其中中醫古籍5千余種6萬余冊,約占存世中醫古籍的50%;中醫珍善本為1300余種1.6萬余冊。1911年以后出版的圖書5.8萬余種,其中中醫藥圖書達2萬余種,外文傳統醫學圖書3000余種。另有館藏中文期刊1867種,現訂閱中文醫學期刊650余種;館藏外文傳統醫學及相關期刊過刊280余種,現訂閱期刊180種。還有近百個專題文獻數據庫,以及聲像資源、電子全文數據庫等。下面將我院圖書館的主要電子資源進行簡要介紹。
2.1.1電子圖書
超星電子圖書,讀秀學術搜索,方正電子圖書,EBSCO(艾博思科)外文電子圖書,中醫藥古代文獻知識庫,中醫古籍全文數據庫,信息科學與信息技術辭典數據庫,期間中草藥實用手冊。
2.1.2中文文獻數據庫
中國中醫藥期刊文獻數據庫-文摘型,中醫民國期刊文獻數據庫-題錄型,《全國報刊索引》數據庫-中醫藥專題(1949年以前)-題錄型,中國生物醫學文獻服務系統(中文庫)-文摘型,中國生物醫學期刊引文數據庫-題錄型,CNKI中國醫院數字圖書館(1994年以后)-全文型,CNKI中國期刊全文數據庫(世紀期刊,1993年以前)-全文型,CNKI期刊、論文、會議、報紙、生物全文數據庫,萬方數據資源庫群(鏡像庫)-全文型,萬方數據資源庫群(遠程訪問)-全文型,維普醫藥資源信息系統-全文型,中國引文數據庫-題錄型。
2.1.3外文文獻數據庫
科學引文索引數據庫(SCI-Expanded)、外文生物醫學期刊文獻情報服務系統(FMJS)、OVID循證醫學全文數據庫(EBMR)、OVID藥物信息全文數據庫、OVID國際藥學文摘數據庫(IPA)、EBSCODynaMed(循證臨床信息數據庫)、EBSCOAltHealthWatch(補充替代醫學)、EBSCONatural&AlternateTreatments、EBSCOMedline1400種全文期刊、PubMed、HighWirePress、NSTL(NationalScienceandTechnologyLibrary)提供的外文現刊數據庫、NSTL提供的外文回溯期刊全文數據庫、FreeMedicalJournals、Socolar、《醫師信息和教育資源》(Pier)、InfoSci-OnlinePremium數據庫、冷泉港實驗室實驗方案、F1000Posters壁報文獻開放獲取數據庫等。通過上述介紹,便于科研用戶更好地了解我院圖書館可以提供的信息資源,使之能夠有效地被利用,從而滿足醫學科研、臨床及教學對信息的需求。
2.2服務營銷
2.2.1加強宣傳
圖書館現在雖然擁有眾多的信息資源,但是在使用方面尚存在一定的問題。因為圖書館還未建立一站式檢索,所以文獻查找比較繁瑣,并且大部分用戶缺乏相關檢索知識,對圖書館擁有的電子資源和館藏紙質資源不甚了解。因此學科館員應該走出圖書館,面向廣大科研用戶加大宣傳力度,制作《中國中醫科學院圖書館信息資源與服務指南》宣傳手冊,向各科研單位發放,讓廣大科研用戶真正了解和學會使用眾多的信息資源,提高資源的利用率。
2.2.2掛牌建立學科化服務站
在我院各二級院所掛牌建立學科化服務站。與各臨床院所的圖書館配合,服務站就設在二級院所的圖書館。學科館員通過宣傳、培訓、拜訪研究所領導與科研人員等方式,主動開展信息資源與服務宣傳介紹,通過這一系列活動使科研人員開始認識并逐漸接受學科館員為科研用戶提供學科化的知識服務。在我院各二級院所掛牌建立學科化服務站是我們實施學科化服務營銷、加強學科化服務的重要舉措。
2.2.3建立學科化服務平臺
學科館員以科研人員需求為導向,以滿足科研用戶需求為目標,在中國中醫科學院圖書館主頁上建立學科化服務平臺。一是可以通過這個平臺建立資源鏈接,以提升信息資源的利用價值。二是科研用戶通過平臺與學科館員進行實時溝通,科研用戶提出學科化信息服務需求,學科館員根據科研用戶的信息需求,提供有針對性、具有使用價值的學科化信息服務。或通過飛鴿、飛信、微信、QQ、MSN等網絡工具與科研用戶建立交流溝通渠道,學科館員可以不受時間、不受地點制約,隨時掌握科研人員的信息需求,提供實時的學科化信息服務。
為了培養學生的創新實踐能力,推動素質教育的深入開展,我校鼓勵教師利用現有的師資、儀器設備等資源,以生動、有趣、創新的項目,吸引學生參加開放性實驗。
針對我校的專業設計特點,作者嘗試將“藥用氫氧化鋁懸濁液的制備和檢驗”引入開放性實驗,取得了很好的效果。通過實踐研究,探索出開展特色開放性實驗的一些方法和措施。
一、突破傳統實驗教材的束縛,結合學生的專業特點,開放實驗項目
與生產、生活及學生的專業相結合,可增強開放性實驗項目的趣味性、新穎性、實踐性和創造性,有利于提高學生的觀察能力、思維能力、實驗研究能力以及解決問題的能力等。為了尋找合適的實驗項目,我們鼓動學生一方面廣泛查閱資料,另一方面仔細留意平時接觸到的與藥品有關的一些無機化合物。最終選定“藥用氫氧化鋁懸濁液的制備和檢驗”。這個實驗項目很適合本校專業特點,具有很強的實用性。氫氧化鋁是簡單無機化合物,其制備方法和化學性質學生都比較熟悉,但用于胃藥的氫氧化鋁要求是膠狀的懸濁液,藥品與工業品的質量標準有很大的不同,如何制備符合藥用的產品,很值得學生通過實驗去探索。
二、指導學生廣泛查閱資料,設計多種實驗方案,做好預習
查閱資料可提高學生提出、分析、解決問題和尋找知識的能力,同時也可促使學生掌握利用圖書館和計算機網絡查閱專業文獻的方法和技巧。通過查閱資料可設計多種實驗方案,能夠訓練學生的創新思維,也為學生能在同一實驗中體驗獨創性,增強開放性實驗的多樣性和研究性。由于有關藥用氫氧化鋁制備的文獻都是專利,在我校圖書館無從查取時,指導教師建議翻閱一些無機化學教材,了解了普通氫氧化鋁的制備方法,然后再根據此藥品的特征是膠體,查閱相關膠體制備、膠體提純及藥品檢驗等書籍,學生們最后設計了四種藥用氫氧化鋁的制備方案及其相應的提純及雜質檢驗方案,并做好了預習報告及其它實驗準備工作。
三、鼓勵學生自主選擇和配制藥品
藥品的選擇和配制是獨立完成化學實驗的第一步,也是實驗成敗的關鍵步驟之一。因此,我們要求學生必須學會自主選擇和配制各種濃度的試劑。通過掌握溶液配制的各個環節及試劑保存、標簽制作等實驗技巧,讓學生全面掌握了實驗的全過程,提高化學實驗的綜合素質,養成嚴謹的科學作風,懂得愛惜藥品,還讓他們學會用實踐探索的方法追求科學真理。在此次實驗中,學生熟悉了電子天平、恒溫磁力攪拌器等儀器的使用,了解了加速固體溶解的各種措施,掌握了不同精確濃度的溶液的配制方法,并經過多次實驗嘗試摸索出了各反應試劑的恰當濃度。
四、鼓勵學生采用不同的實驗手段,嘗試不同的實驗儀器
在實際科學研究中,我們常因受具體的實驗資源的限制,需選擇不同的實驗儀器和不同的實驗手段,或需根據具體的實驗要求對實驗儀器進行改造。訓練學生在同一實驗中,采用不同的實驗手段,使用不同的實驗儀器,可讓其掌握不同儀器的使用方法,了解它們的優劣之處,能根據具體的實驗情況,充分利用手頭的資源進行科學實驗研究。在此次實驗中,為了達到在堿液逐滴加入時反應液保持在約60℃下被充分攪拌的實驗要求,一些實驗小組使用恒溫電動攪拌器;一些用恒溫水浴鍋和玻璃棒;另一些則采用最簡陋的裝置,使用盛水的大燒杯、電爐和玻璃棒,教師指導學生將采用不同實驗手段制得的產品進行比較,評出此實驗的最佳使用儀器及其最佳工作狀態。
五、引導學生正確的實驗心理,制造快樂的實驗氣氛
學生在進行探索性的開放性實驗時,由于沒有成熟的實驗方案可依照,沒有教師的詳細講解,自身的理論知識和實驗經驗不足等因素,會遇到比平時實驗更多的困惑,甚至會出現實驗徹底失敗的情況,常缺乏對實驗失敗的心理準備,所以指導教師需及時進行心理引導,引導學生用“塞翁失馬,焉知禍福”的辨證思想從看似失敗的實驗得出一些寶貴的經驗或異常的發現,培養他們堅忍不拔的科學探索精神,鼓勵學生將消極情緒轉移到積極的探索熱情中去。實驗成功時,教師要“趁火打劫”將他們暫時的喜悅轉化為對該學科及該學科實驗的濃厚興趣。指導教師引導學生正確的實驗心理,是全體學生快樂地進行開放性實驗的保障。
六、引入團結協作機制和競賽機制
在開放性實驗中,適當地引入一些競賽機制,如小組競賽、個人競賽等方式,設計一些競賽內容,包括實驗操作、實驗設計、產品質量、創新思維等,能大大地激發學生的實驗熱情。小組競賽的方式既能培養學生的獨立操作能力,又能培養他們的團結協作精神;個人競賽的方式能充分施展學生的個人聰明才智,使每一位學生都能在開放性實驗中找到表現的機會,同時還能培養學生互相欣賞的習慣。在本次實驗中,為了能在小組競賽中取勝,同學們自主選出小組長統籌工作,進行成員分工協作,沒有出現平時實驗的一人動手其他人袖手旁觀的現象,還涌現出幾個實驗做得特別十分出色的學生。
七、組織召開實驗總結會議
認真做好實驗總結工作是完滿完成科學實驗研究的必需環節。在這次實驗結束后,每個小組先內部進行討論,總結本次實驗中的成敗,對實驗結果進行自我評價,標出自身的特色,提出新的實驗構想,然后在實驗總結會議上進行匯報討論,最后教師對本次實驗進行總結和評價,提出新的期望,或提出下一步實驗構想。還指導學生按照研究論文的標準做開放性實驗報告,內容側重于實驗的設計、問題分析、實驗方法、數據分析、實驗結論、小組討論、新的實驗設想等。通過實驗總結會議,學生提升了對實驗的認識。
中藥的現代科學研究工作沿著中西藥結合的道路前進現代對中藥所進行的科學研究,主要包括藥理、化學和臨床研究。藥理研究,就是用現代科學的生理、生化、病理等指標表征中藥的功效。應包括中藥的飲片,也包括提取有效成分的部位或單體化合物。化學研究就是弄清楚中藥有效成分及其物理和化學性質,從而為控制藥物質量、制劑制備、選擇給藥途徑及保證藥物效用提供依據。臨床研究就是指用中藥所能治療的按西醫診斷的疾病的情況。按上述方法研究的結果尤其是從中分離得到的有效化合物,往往不能再被中醫按中醫藥理論體系進行使用了,只能為西醫按西醫藥理論體系進行使用,也就是說,把中藥變成了西藥。長此下去,勢必出現中藥的消亡和西藥的豐富與發展。例如,經現代科學研究、發現黃連中的黃連素可抑制細菌,被西醫用作抑菌消炎藥。然因尚未研究黃連素的中藥特性和用中醫藥術語來表征的功效,故中醫不能按中醫藥理論體系來使用它。中藥的特性如四氣五味、升降沉浮、歸經等,是中藥的特點和長處,它們與機體的“證”相對應,直接指導著臨床用藥。例如從四氣中的寒熱看,可與“證”對應使用,即熱證用寒性藥,寒證用熱性藥,即所謂“熱者寒之,寒者熱之”。再如歸經,按現代觀點的結核菌感染的疾患看,有肺、腎、腸、骨等結核病,按中醫理論體系分析,這不同部位的疾病,屬于不同歸經,在選用藥物時,是要考慮到的。就急性腎炎和慢性腎炎、急性菌痢和慢性菌痢而言,盡管從西醫角度看均屬細菌感染性疾患,但從中醫看,在急性期屬實熱證(或濕熱證),應選用苦寒藥,而在慢性期,則屬虛寒證(久病必虛、虛易成寒),是不宜選用苦寒藥的。
2豐富和發展中藥學
中藥的很多苦寒藥,均具抑菌消炎作用,當然,并不能由此而完全認為抑菌消炎作用即為中藥特性——味苦性寒的表示方法,但起碼這表現了中藥的味苦性寒這一特性的一個方面。一些臨床實踐已經證明,它對腎陽虛病人效果較好,而對腎陰虛病人效果不好,這說明它具有中醫藥學術語的補腎陽的作用。可見二者具有生物活性的同一性。不論西藥還是中藥都由相應化合物構成,具有以下同一性:有的為結構清楚的單體化合物,有的為結構不清楚的混合物。如西藥阿托品、磺胺噻唑是結構清楚的單體化合物:巴甫洛夫合劑、三溴片等為成分結構清楚的混合物,而相當一部分格林制劑及一些天然藥物如洋地黃葉、番瀉葉等,其成分結構不完全清楚。而中藥,盡管大多數藥物的成分結構尚不清楚,如天麻、竹茹等,但也有一些成分結構清楚的,如冰片即為龍腦,相當一部分礦物藥的成分結構大體清楚。它們大多由天然化合物或人工合成化合物構成。例如西藥的利血平,是天然產物,磺胺類藥物是人工合成產物,中藥的絕大多數如麻黃等是天然產物,但也有人工合成的,如砒石,即為由雄黃(硫化砷AsS)煉制(氧化)而成的三氧化二砷(As2O3)。
3通過中醫研究中藥物質的五味