“固-激-增-強-育”式《藥物化學》教學創新探索與實踐*

門吉英，王立敏，趙林秀

(中北大學 化學與化工學院，國家級實驗教學示范中心，山西 太原 030054)

“藥物化學”課程作為制藥工程專業基礎課程，在整個培養方案的課程設置中起到承上啟下的重要作用，是制藥工程專業學生由基礎課學習轉向專業課程的樞紐課程。“藥物化學”是一門發現與發明新藥，闡明藥物結構特征、理化性質，研究藥物分子與機體細胞之間相互作用規律的綜合性學科[1]。藥物化學圍繞五大系統、六類治療目標學習，涉及藥物多、內容繁雜、瑣碎。但隨著培養方案改革，學時由64縮減到48學時，教師必須在有限的學時內完成教學內容，這勢必會加速教學節奏，從而增加學生學習強度和學習難度。藥物化學教學中存在的問題主要有：學生的學習自發動力不足；學習缺乏積極性；學習內容只限制于書本，而與工程實踐結合不夠；“一卷定結果”導致很多學生考前突擊，不扎實；即使學會了知識不會應用；學生的“三觀”不明確。

2020年開始，我們依托全國高等教師教學創新大賽，堅持以立德樹人為根本任務，落實“以本為本、四個回歸”的要求，對“藥物化學”課程徹底進行教學改革創新。隨著成果導向教育(OBE)理念的輸入和學習[2]，以激發學生學習的興趣為切入點，課程思政為靈魂，引入“案例分析”以解決實際問題以推動學生學習的主動性，“卡片式”學習全程貫徹，以提升全體學生的學習效果，結合科研項目以促進學生創新能力，并能挑戰自我。主要從課程內容重構與教學環境創設、教學方法創新、教學實踐與評價和教學創新四個方面進行改革。

1 課程內容重構與教學環境創設

1.1 教學目標明確

教學大綱是課程教學的指導性文件，是教學活動的基石，而教學目標是教學大綱的指路燈，能夠指明教學的方向。根據對藥物化學在教學方案中的地位及教學大綱進行分析討論，確定藥物化學知識、能力和育人三維度教學目標。

1.2 課程內容重構

傳統“藥物化學”課程包括十二章，包括中樞、外周神經系統藥物、循環系統藥物、消化系統藥物、抗腫瘤藥物、抗生素、合成抗菌藥、非甾體抗炎藥、降血糖藥、藥物的發現與發明及藥物代謝等。教師將課程內容重構為60個重點藥物，將藥物的代謝與新藥研究的基本原理與方法融入重點藥物的學習中，使學生學習思路清晰、有的放矢、松弛有度。

1.3 教學環境創設

采用線上-線下混合式教學代替單一的線下教學。線上教學內容由授課教師依托學習通創建，包括教學相關的PPT，教學視頻，知識拓展，分組討論、在線作業、隨堂測試、學生搶答、組間互評，課程討論、頭腦風暴等區域和環節。針對部分重難點，鏈接中國大學慕課、嗶哩嗶哩，大學生自學網等以促進“快點學”轉變成“我要學”。線下以精彩導入、學生主體、課堂互動、角色互換等形式激發學生學習的興趣、主動性，案例分析、科教互融、任務驅動等方式培養學生利用知識的能力。

2 教學方法的創新

我們基于以往的藥物化學教學經驗和思考，對課程教學方法進行總結、凝練和升華，在整個教學活動中體現“兩性一度”，通過精心的課程設計以培養學生解決問題的能力，5個創新點貫穿于“藥物化學”教學過程中，具體設計見圖1。

2.1 卡片學習固基礎

鑒于藥物化學課程的特點，藥物多，內容繁雜，零散，全課程主要包括60個重點藥物的現狀，為了便于隨時學習、記憶、理解，要求同學們用卡片學習的方法鞏固基礎知識。每一種藥物一張卡片，以藥物結構為中心，發射學習其理化性質、發現、合成、代謝、臨床應用和構效關系等。卡片大小為便于裝入口袋為宜，如圖2(左)是以藥物結構為中心的7大學習內容，圖2(右)是同學制作的學習卡片。

圖1 《藥物化學》課程教學方法設計

圖2 藥物化學重點藥物以結構為中心的發射式學習(左)和學習卡片(右)

2.2 案例分析激興趣

美國教育專家勞倫斯認為，“案例是對一個復雜情境的記錄，一個好的案例是把部分真實生活引入課堂從而可使教師和全班學生對之進行分析和學習的工具，它使課堂討論一直圍繞只有真實生活中才存在的棘手問題來進行。”而對案例的分析過程就是學生將內化的知識外用的過程。案例教學創設問題情境，引導學生探究，分析討論，案例拓展，培養學生橫向、縱向等創新思維能力。如擬膽堿藥學習中的案例：一名男性農作物噴藥工，在夏秋季節為了防止害蟲吃莊稼，為農場中的作物進行大面積噴藥，但是經過一段時間后，該噴藥工出現了視力模糊、肌肉震顫無法控制，胃腸道與大小便失禁等癥狀。提出問題：① 分析該男子出現上述癥狀的原因是什么？建議應該如何處理？② 有機磷農藥為什么是不可逆的乙酰膽堿酯酶抑制劑？③ 而可逆的乙酰膽堿酯酶抑制劑的作用機理如何？這是實際中的問題，同學們通過小組討論，探究出現癥狀的原因，并尋找解決問題的方法，刨根問底，既調動了學生的情感、想象、洞察力、又培養了學生的團隊協作精神，還激發了學生學習興趣[3]，因此，案例分析教學下的高效課堂既符合當前我國高等教育改革和素質教育的發展需要，又使藥物化學課堂教學更加高效，促進學生全面平衡發展。

2.3 任務驅動增水平

任務驅動教學是以建構主義學習理論為基礎，其最本質的特點是“以任務為主線，以教師為主導，以學生為主體”的教學活動[4]，在任務驅動下，對學習資源、解決問題的方法進行探索。“藥物化學”學習內容主要包括基礎知識和高階能力的培養，其中高階能力培養部分以任務下發的形式進行[5]，操作過程如圖3。教師下發任務，各小組集體分析，小組內進行資料查閱、討論、總結；總結結果可以進行組間討論，若是有問題可以及時反饋給教師，進行師生探討；然后總結得出藥物設計或優化的機理及最佳方案。研究結果不僅僅限于研究報告及PPT等，教師鼓勵學生有多種形式展示，最大限度在多維度肯定學生，最后確定各組得出最佳的藥物設計與開發方案。在整個任務完成過程中，教師要著重引導學生反思，以思促學，以學促行，以培養學生自發學習的習慣。

2.4 科教融合強工科

科教融合是大學的核心理念，是培養拔尖創新人才的重要保障[6]。科教融合要把科研平臺變為人才培養的平臺，把科研活動變成培養獨創精神和批判性思維的載體。科研的過程是學生不斷學習、創造的過程，也是促進學生成長的一種教學方式[7]。要在科研活動中培養學生的學術志趣和學術誠信，實現為學和為人的統一，為學生的未來發展奠定堅實的基礎。將科研項目融入教學中，教-研相長，以培養學生的創新能力和對問題的挑戰[8]。如國家自然科學基金項目“采用表面分子印跡技術構建手性藥物透皮釋藥系統”課題與手性藥物的設計與開發相結合，選擇性釋放優性對映異構體左旋氨氯地平，如圖4所示，左旋氨氯地平是右旋異構體活性的1000倍，且右旋體會釋放過量的一氧化氮引起外周性水腫。科研項目中采用左旋氨氯地平印跡膜構建氨氯地平選擇性釋放左旋氨氯地平，而屏蔽右旋氨氯地平釋放進入體內，提高了藥物的生物利用度，避免了嚴重的毒副作用。讓學生參與進入科研項目中，教師指導學生查閱文獻，并組織分組討論，將課本中的內容運用于實踐中，再將實踐中遇到的問題在課本中尋找可能的解決方案。運用科研激發學生的學習興趣，學生能夠主動查閱資料、培養科研思維、提高動手能力、解決研究中的問題。教學運用于科研中，科研反哺教學，使科教相容，協調發展。

圖3 小組討論教學模式

圖4 科研項目的構建思路(手性藥物的選擇性釋放)

2.5 課程思政育新人

在價值傳播中凝聚知識底蘊，在知識傳播中強調價值引領是育人的基本實現形式，也是課程思政應遵循的核心理念[9]。激活藥物化學課程中蘊含的特色思政教育元素，促使隱性的德育內容顯性化[10，11]，采用系統化、精準性和融入式三個方面進行藥物化學課程思政實施體系的構建。培養具有民族情懷、愛國主義、良好職業道德的制藥人；培養學生具有敢為天下的創新精神，遇到問題不低頭，永不言棄；引導學生關愛生命，珍愛生命。表1為部分課程內容、教學設計。

3 教學實踐與評價

在線上線下融合教學中，評價要一直貫穿課前、課中和課后，美國著名教育評價專家斯塔弗爾比姆[12]認為，“評價最重要的意圖不是為了證明，而是為了改進”。貫穿始終的評價不僅能及時反應學生學習效果，反饋給學生分析總結，擇善而從；還能激發學生學習動機和學習興趣，不斷促進學生深度學習、高效學習和有效學習的教育價值追求。

在2021～2022第一學期和2022～2023第一學期針對19040241-2和20040241-2班級，采用卡片學習、案例分析、任務驅動、科教融合、課程思政等方法進行創新教學，教學環節滿意度達到98.65%，學習資源完成度達到97.53%，線上互動參與度97.82%，明顯促進教學效果。

第一節授課教師已經將課程評價方式告知學生，到課率不計入成績，但是學生出勤率達到99%，說明學生對該課程感興趣，表明教師的創新性教學方法得到同學們的認可。 采用合理地教學評價，教學效果良好。

3.1 線上測試

線上測試主要是發布客觀題，考察學生對基礎知識掌握的程度，每個知識模塊學習完畢，發布一次作業，共發布13次，包括單選題、多選題、配比題、連線題、判斷題，總計842個，學生平均成績為89.62。

表1 部分課程內容與思政元素設計

3.2 分組討論

小組合作是發揮學生各自最大的潛能、又能通過討論激發靈感火花的最佳學習形式。藥物化學教學過程中，采用問題驅動教學法(PBL)，教師給出某一知識點的相關4～6個問題，問題的設置難易結合，同學們自由分組，進行討論學習，根據每組的討論過程、結果及記錄由教師進行評分。就像亞里士多德的名言：“思維是從疑問和驚奇開始的，常有疑點，常有問題，才能常有思考，常有創新。” 確實，同學們在小組討論過程中表現積極，在組長的組織和帶領下，思維活躍，各抒見解，學生平均成績達到90分。

3.3 課后作業

知識的完美掌握是預習-學習-檢驗-再學習的一個閉環，而課后檢驗在整個過程中尤為重要，因此根據課程目標及時布置課后作業，檢驗學生學習效果。課后作業內容包括對知識點的考查及案例分析，既有基礎知識的檢驗，又有能力的考查，檢驗學生能否將所學知識靈活運用。且教師及時批改作業，反饋給學生，學生通過再學習消化模糊不清的內容。

3.4 大型作業

針對藥物開發與設計采用大型作業來考核，同學們通過查閱資料、團隊協作，小組討論來完成。大型作業主要考查學生的綜合應用能力，將所學知識外化成一個作品，藥物設計大型作業設置一個(采用小組匯報的形式，評價方式有組組互評和教師評價組成)，平均成績為85分。

3.5 期中期末思維導圖

根據艾賓浩斯遺忘曲線，及時的復習總結能夠彌補大腦對知識的丟失，思維導圖可以將零散的知識系統化的同時增強知識的記憶和串聯，運用大腦皮層對圖像、數字、邏輯、顏色、空間的感知，激發大腦皮層的想象力和創造力。藥物化學課程中要求學生認真完成期中和期末兩次思維導圖。

3.6 期末考試

注重過程性評價的同時，學期末對所學知識的綜合應用同樣重要，一改以往的題型和考核方式，更加注重知識應用能力的考核，命題的原則最大限度體現工程概念和工程實例、體現設計理念、工程分析能力和方案設計能力。過程舊試題是對知識記憶的考查，而新題目是通過構建工程場景，讓學生分析和解決場景中的問題。例如：考試試題的改進見表2。

表2 糖皮質激素知識考試的新舊題目對比

4 教學成效

4.1 學生反饋良好

2021—2022學年學期末教師請學生匿名表達對教師的教學評價，從同學們的反饋來看，大多數同學對這樣的課程設計非常滿意，當然也有學生提出課后作業有點多，這正是體現本科教育改革指導思想“要讓大學生忙起來，跳一跳才能夠得著。”

2020級學生楊堯說：磨難壓不垮、奮起正當時。不論是古時候嘗百草的神農，還是如今為國捐出青春以及生命的制藥人，總有一種力量激勵我們前行，總有一種精神讓我們淚流滿面，我們后人帶著前人的經驗教訓砥礪前行，該盡其所能、竭盡全力去付出。

4.2 畢業生得到肯定

藥物化學作為專業基礎課，就像一扇門，引領同學們進入制藥工程的領域，而課程思政就如一道光，為學生們指明了方向，成為德才兼備的制藥人。“藥物化學”精心的課程設計和用心的課程思政融入，使同學們學習牢固、做事踏實。每年都有往屆畢業生代表單位來校進行校招，說明用人單位對我們得畢業生的認可和極大肯定。

5 教學反思

將“卡片學習固基礎、案例分析激興趣、任務驅動增水平、科教融合強工科、課程思政育新人”35字教學創新方法應用于藥物化學中，確實激發了學生學習的興趣，也提高了學生對知識的應用能力，同時構建了全課程育人的“大思政”格局。

然而，線上-線下混合式教學應該更加靈活，且必須做到不增加學生負擔的同時能夠順利完成。且同學們觀看視頻的時候經常獨自觀看，遇到問題不能及時解決而給學生造成挫敗感，另外，學生學習缺乏情感互動，導致學生學習時走神等問題。這些就要求教師要在線上知識的課前設置苦下功夫，既能提高學生學習的興趣，又能及時解決學生遇到的問題，而且要提高學生線上學習的體驗感，使學生愿學、勤學、善學。

教學是一個持續改進的過程，藥物化學教師團隊將不斷努力，改革創新以培養具有扎實基礎、創新視野、敢于探索、勇于挑戰的新時代制藥人。