成 穎 劉道洲 周四元
空軍軍醫大學藥學系藥劑學與藥事管理學教研室,陜西西安 710032
在當前全球新軍事變革不斷深化并加速發展的大背景下,培養懂應用、會創新的高素質軍事藥學人才是保障部隊訓練效果和提升軍事藥學水平的重要保障。軍醫大學是培養高等軍事醫學人才的搖籃,課程教學是高等院校實現培養目標的基本形式。因此,在新時期需要根據客觀條件,通過課程教學的創新,實現培養高素質軍事藥學人才的教學目標。
藥劑學是研究藥物制劑的基本理論、處方設計、制備工藝、質量控制及合理應用的綜合性應用技術科學[1]。藥劑學的核心任務是規模生產出安全、有效、穩定、質量可控、方便使用、經濟的藥物制劑。從學科內容可以看出藥劑學是一門涉及面廣、專業性高、實踐性強的綜合應用技術學科[2]。作為藥學專業和藥物制劑專業的主干課程,藥劑學在整個教學體系中具有重要的地位。近年來,隨著高分子材料學和納米生物醫學等相關學科領域的飛速發展,新型遞藥系統研究日新月異,藥劑學所覆蓋的知識面更加寬廣[3],這對于老師和學生提出了更高的要求。此外,教學內容與質量直接影響學生畢業后從事藥學相關工作的能力。近年來學員進入工作崗位后普遍反映“學非所用,用非所學”,對當前教學內容的設置和教學方式的實施均提出了質疑。在這一背景下,對藥劑學課程教學進行改革,從部隊實際需求出發,改進教學內容,提升教學水平和教學質量已經迫在眉睫。在軍醫大學轉型發展的教學實踐過程中,空軍軍醫大學藥學系藥劑學與藥事管理學教研室(以下簡稱“我教研室”)不斷對藥劑學課程的教學進行探索,優化教學內容,創新教學模式,改善教學條件,堅定教學思想。本文旨在對近年來承擔藥劑學課程的中存在的問題進行分析,對所取得的經驗進行總結,為藥劑學課程的教學實踐提供新的思路。
藥劑學的理論教學主要包括三大部分內容[4],分別存在以下問題:①藥物制劑的基本理論,主要包括固體性質、物態、晶型、藥物分子的理化性質、不均勻分散體系、溶解擴散理論、微粉學、流變學和切邊學、熱力學和化學反應動力學等,理論部分內容比較枯燥、也可以分支為物理藥劑學,涉及眾多物理化學原理,對劑型設計具有指導作用,但要求學員具有較好的物理化學基礎;②藥物制劑的基本劑型,主要包括各種傳統劑型的概念、特點、制備工藝、質量要求等,基本劑型部分與臨床實際結合比較緊密,學生興趣高,但是化工單元操作,如粉碎、蒸發、分離、滅菌、分裝等模塊學生普遍沒有接觸過,對涉及到的具體生產空間及工藝步驟等沒有概念,難以理解;③藥物制劑新技術與新劑型,主要包括制劑新技術、緩控釋制劑、靶向制劑、透皮制劑的制備技術和藥物制劑的設計等,該部分由于涉及高分子材料學、生物物理學、分子生物學等多學科知識,具有前沿性,本科學員的知識儲備難以使其較好理解這部分內容。總體來說,藥劑學具有較強的理論性和實踐性,內容繁多,教學過程面臨嚴峻挑戰。
基于以上問題,在教學過程中應首先對教學內容進行優化探索。首先,摒棄了基本理論與制劑各論中知識的割裂教學,在教材編寫過程中,將基本理論和劑型各論知識相結合[5]。例如,將表面活性劑、微粒分散體系、流變學基礎等內容加入到液體制劑一章中,將粉體學基礎加入到散劑一章中,將制備模塊中的制粒技術加入到顆粒劑一章中。總體來說,在介紹具體應用之前先對其相關的理論知識進行講解,然后緊接著介紹理論知識的應用及意義,這樣將理論知識和知識的實際應用相結合,加深了學生對于理論知識的理解,同時避免了傳統教學順序中學生對于枯燥理論知識的遺忘。其次,新型遞藥系統是目前藥劑學前沿研究中的主流領域,我教研室在新型遞藥系統方面具有多年研究積累。具有納米乳劑的中試生產經驗,同時構建了多種具有微環境響應特性的主動靶向遞藥系統,在國際權威期刊發表了多篇論文。因此,在靶向遞藥系統部分和制劑新技術教學部分,以我教研室的主要研究成果為基礎,結合國際最新的研究動態,在教學內容設置上注重前沿知識的傳遞和新型遞藥系統構建思路的講解,以培養學生的創新思維。同時,為了避免學員感覺前沿知識與實際應用脫節,在教學中我們還以新藥創制中的新劑型為著手點,在教學過程中滲透新型制劑的研發思路和應用特點。例如引入全球首款siRNA 藥物Onpattro(Patisiran)的劑型介紹,向同學們解釋Onpattro 是一種脂質復合物注射液,其基本原理在于將siRNA 包裹在脂質納米顆粒(LNP)中,靜脈輸注后藥物直接遞送至肝臟細胞內,沉默hAT TR mRNA 的表達,而這一方案中的關鍵技術就是在LNP-siRNA 系統中摻入了一種經過優化的離子化陽離子脂質(DLIN-MC3-DMA,簡稱“MC3”),這個脂質的選擇原則為合適的解離常數(pKa)。此外,引入全球首款3D 打印藥物左乙拉西坦速溶片,由于其內部具有豐富的孔洞和極高的內表面積,故能在短時間內迅速被少量的水融化,適合于吞咽性障礙的患者服用。同時也向學員介紹全球首款電子藥片Abilify MyCite,它能夠收集患者服藥時間、服藥劑量等信息,還能監測患者的心率、睡眠情況、記步等功能,并將這些信息發送給醫生。通過這些已經在臨床獲批的新型制劑的介紹,使學員能夠了解到制藥工業中最新的研究進展,了解臨床需求,進一步認識基礎知識和實際應用之間的關系,以應用為導向培養其創新能力。
高等院校中常用的教學模式,主要包括講授式和研討式。軍醫大學學員不僅要進行文化課學習,還要進行軍事課程學習和體能訓練,而總體課時有限,講授式教學模式能充分發揮教師的主導作用,由教師控制整個課堂、掌握教學進度,授課效率高,符合中國學生學習特點,因此是目前藥劑學課程教學的主要模式,在以往的教學過程中取得了一定效果[6]。但講授式教學主要強調教師單方面的知識輸出,學生思維容易受到教師教學經驗的限制,師生之間互動少,如果在運用時不能喚起學生的注意和興趣,又不能啟發學生的思維和想象,極易形成注入式教學,這對于培養具有獨立思考能力和創新能力的人才來說是非常不利的[7]。研討式教學能夠促進學生自主思考能力,但對學時要求較多,對學生能力要求較高,難以在本科教育中實現[8]。從教育心理學的角度來講,讓·皮亞杰(Jean Piaget,1896~1980 年)的發生認識論強調,學生是認知行為的主體,新的知識必須與學生的經驗和思維產生聯系,并內化到學生原有的知識體系中;教師是教學行為的主導,在知識建構活動中發揮設計者、組織者、參與者、指導者和評估者的作用,其傳授的知識要與學生的認知結構相適應[9-10]。因此,教師教學的目的就是將知識內化到學生的知識結構中,而通過革新的教學模式實現這一目的則是需要在教學過程中不斷探索和完善的。
近幾年,我教研室根據藥劑學課程知識結構的特點,將基于案例教學法和微課教學法的翻轉課堂融合在講授式的教學過程中,經過多年實踐,取得了良好的教學效果。案例教學法是指通過典型案例的分析研討進行教學的方法[11]。實施案例教學法的關鍵在于通過展示案例,帶領學生分析案例所涉及的基礎知識、探討案例背后的原理問題、結合學科知識研究案例問題的解決方案[12]。為了達到具體章節的教學目標,本科教學中所使用的教學案例一般內容具體,知識點明確。因此,在實施案例教學時,通常采用短時間翻轉課堂的教學模式,在課前將案例發給學員,使其課前應用所學知識對案例進行剖析。課堂上先請學員以組為單位,分別進行講解,最后教師再進行點評和分析,對知識點進行梳理。這種案例教學與翻轉課堂結合的方法能夠增加師生互動,幫助教師發現學員知識掌握的盲點,而且真實案例能夠激發學生解決問題的興趣,使其了解實際臨床和生產中存在的問題,將理論與實踐應用相結合,提高其分析解決問題的能力。具體的例如將“欣弗”事件安排在滅菌無菌制劑一章中進行講解,將其與滅菌參數、熱原檢查和無菌檢查等知識點進行對應。將“苯妥英鈉片劑”事件安排在片劑的輔料一節中進行講解,將其與藥用輔料的種類、作用及藥物制劑處方的組成等知識點進行對應[13]。需要注意的是,在案例教學法實施過程中,教師應對學員的分析結果進行適時的引導和總結,培養起自主思維能力,但要避免討論偏離教學主題。
微課是目前蓬勃發展的新型教學模式[14],我教研室前期攝制了“噴霧劑”“靶向制劑”“注射劑”等章節的微課視頻,利用所攝制的微課視頻,在課程內容架構適合的教學中實施翻轉課堂,課前先請同學觀看視頻、課上進行提問和小組討論、最后老師進行總結和點撥。通過微課與翻轉課堂的結合,優化了藥劑學教學的活動設計,強化學生對“藥物劑型概念-特點-制備方法”的內在聯系和知識內化,在課堂討論中有效解決了學生對于知識難點和重點的掌握,并實現了從注重知識傳授向注重能力素質培養方式的轉變,增強了學生的自主思維能力,更好地實現了因材施教。需要注意的是,所應用的微課視頻要具有啟發性和引導性,知識點明確,內容具體。
實驗課是藥劑學教學的一個重要環節,涉及劑型設計、制劑處方及工藝優化、不同制劑車間設計、制藥設備及其工作原理、藥物制劑生產及其質量評價等,實踐性非常強,實驗課的學習具有鞏固和夯實理論基礎的作用,同時也可以對理論課教學內容進一步擴展和延伸,有助于提高學生的實踐操作技能,培養學生的創新能力和嚴謹的科學態度。軍醫大學由于藥學專業學生數量較少,受場地、硬件設備、制劑原輔料、時間等方面限制無法全部在真實實驗室開展,建設整套的制劑設備實驗室不現實也容易造成資源浪費,因此一般只限定于設置孤立的、經典的驗證性實驗,限制了學生對于實驗內容的思考和興趣;而一般的參觀見習又難以實現對軍用藥品制備的學習,不利于提高學員的實踐能力。因此,根據培養目標,結合現有條件下教育教學方式的演變和學習者的特點,與時俱進,革新藥劑學實驗課程的教學條件,對于提高學員的實踐能力具有重要的意義。
虛擬仿真實驗技術是指以計算機網絡為核心,通過多媒體技術模擬真實的實驗環境,學生可利用虛擬實驗教學平臺進行人機交互,從而在模擬的真實環境中完成實驗項目,國家2013 年已開始進行在全國范圍內開展“國家級虛擬仿真實驗教學中心”的認定工作,我校口腔醫學虛擬仿真實驗教學中心被認定為國家級虛擬仿真實驗教學中心,虛擬仿真實驗技術目前也已經在醫藥院校逐步被推廣應用[15-16]。虛擬仿真實驗平臺能夠能夠彌補現有實驗條件的不足,是實驗教學的一個必要的有益補充,也是未來實驗室建設的重要發展方向。從教育心理學層面來講,建構主義認為知識是學習者在一定的情境即社會文化背景下,通過師生間的協作加以獲得的,這提示我們教學活動應該將學生置于一種學習情境中[17-18]。而虛擬仿真實驗教學平臺則恰好為能夠提供一種與實際生產或實驗過程高度相似的情境,全方位展示實際生產或實驗過程中的各個環節,塑造多層次、多維度的學習情境,為學生自主學習創設“身臨其境”的學習環境。學生通過在虛擬仿真的情景中進行學習,最終完成對學習內容的“意義建構”。因此,我教研室建立了藥品生產虛擬仿真教學實驗室。所建設的藥品生產虛擬仿真教學實驗室主要包括片劑生產虛擬仿真教學實驗單元、注射劑生產虛擬仿真教學實驗單元和緩釋和控釋制劑制備虛擬仿真單元。對每一單元的學習內容分為實驗理論學習、實驗基礎操作學習、實驗操作、實驗結果分析等四部分。這就要求每一單元在學習前,通過微課視頻或知識點的PPT 瀏覽,對實驗理論進行學習;學習后對實驗中涉及到的相關基礎操作進行學習,例如在片劑和注射劑做操單元中涉及到的溶液配制、紫外分光光度計的使用等;完成操作單元相關的實驗基礎操作學習后,就可以進入實驗模塊,進行實驗的操作;實驗結束后通過相關知識點的測定和結果分析顯示學員的實驗操作成績。同時,在虛擬仿真系統中,我們設計了一些儀器模塊,例如壓片機、噴霧干燥機、高效液相色譜等大型儀器,對這些儀器的構造和具體操作進行演示。總之通過全方位展示制劑車間設計、設備結構及工作原理,以及劑型設計、制劑生產以及質量評價方法,使不易掌握的劑型設計、制劑處方及工藝優化、制劑生產、設備結構及工作原理、藥物制劑質量評價方法,以及不易口頭表述清楚的粉碎、制粒、整粒、壓片、包衣等過程,變得一目了然,起到事半功倍的效果。從而有效補充真實實驗教學的不足,使學員全面掌握藥品生產過程和特點,提高學員適崗能力;并通過仿真實驗室的建立,實現虛實結合的藥品生產及質量控制綜合教學體系,提高學員實踐能力和人才培養質量。
習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調,要堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人[19]。“課堂思政”是一種新的育人理念,是指將各類課程融入思想政治教育,與思想政治理論課同向同行,形成協同效應,把“立德樹人”作為教育的根本任務[20]。軍醫大學作為培養我國軍事醫學人才的搖籃,學員大多都是剛剛進入軍校不久的年輕人,心理發育尚未完全成熟,往往以自我為中心,自控能力差、心理脆弱、依賴性強、看待問題不夠全面。作為教師,更應從培養和幫助學員樹立正確的人生觀、價值觀出發,牢固樹立學員姓軍為兵、獻身國防、保障打贏的思想。同時針對青年學員渴望成才、善于思考的特點,結合課堂知識點的教學,通過課堂思政工作幫同學們端正學習動機、激發同學在軍事藥學領域不斷探索的決心的勇氣。
課堂思政是在具體專業課或專業基礎課的教學過程中根據教學內容將相關的思想政治教育內容引入,比起思政課堂的教學雖然不夠專業,但是比較形象生動,容易引發學生共鳴。學生的思想政治教育,并不僅僅是思想政治課程老師的責任,而是所有老師共同的責任。因此,在藥劑學課程中引入課堂思政不僅僅是一項任務,更是每一位教師需要進行深入思考的教學內容。藥劑學與人民健康密切相關,軍事藥學事業與軍隊備戰打贏密切相關。因此,在教學過程中通過相關知識點引發思想政治教育,容易在情感上引發學生的共鳴。例如,在講授硝酸甘油舌下片時,我們會向學員介紹從事NO 供體型藥物研究的彭司勛院士,彭院士在建國之初,沖破美國重重阻礙、冒著生命危險回國報效,這種時刻以國家為先的精神值得所有人學習。又如,在講授青蒿素注射劑時,必然會提到諾貝爾獎獲得者屠呦呦研究員,在當今浮躁的社會環境中,屠呦呦研究員在艱難時刻仍然秉持科學理想,堅持奮斗的科研精神鼓勵我們不忘初心。在講授各種劑型時,必須向學員們解釋我國是制藥大國,但僅僅是在藥物中間體和原料藥方面具有優勢,在制劑生產中由于受到輔料質量和制劑工藝等因素的限制,大多制劑無法進入國際市場,無法形成高端藥品,只能通過利潤較低的原料藥和中間體來獲取利潤。鼓勵學員們努力提升我國的制劑產業水平,提高我國藥物制劑的質量,讓我們的老百姓吃上便宜又療效好的藥物制劑。此外,也要通過近年來我國在生物技術藥物和仿制藥研發方面的飛速發展,為學員樹立信心,勉勵同學們繼續努力,未來可期。
綜上所述,針對目前軍醫大學藥劑學課程教學中存在的問題,以培養高素質人才為導向,筆者所在教研室在藥劑學教學過程中進行了有益的思考和探索,并從教學內容、教學模式和教學條件及教學思想上提出了新的改進思路和方法。堅持以教材為主,進行知識優化,增加創新性和應用性知識的講授;堅持講授式為主,輔以案例式和基于微課的翻轉課堂教學;虛實結合提高實驗教學條件;課程教學中加入思政教育。初步實踐已顯示出良好的教學效果。