生物药剂学与药物动力学实验教学改革探索

基金项目：　徐州医科大学药学院临床药学国家一流专业建设专项研究课题（ＬＣＹＸ２０２０２１，ＬＣＹＸ２０２００２）
作者简介：　杨婷婷，女，１９８６－０９生，博士，讲师，Ｅ ｍａｉｌ：ｔｔｙ＠ｘｚｈｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ收稿日期：　２０２０－１１－２１
生物药剂学与药物动力学实验教学改革探索
杨婷婷１，鲁　茜１，周雪妍１，郭　琳１，王仲建２，李成林１，汪建云１，印晓星１△　（１徐州医科大学药学院临床药理学
教研室，
　徐州　２２１００４；　２徐州医科大学药学院江苏省新药研究与临床药学重点实验室；　△通讯作者）摘要：　加强实践教学和突出能力培养是科研创新型人才教育的重点，而实验教学是医学院校培养药学生动手操作技能的关键教学步骤。

生物药剂学与药物动力学是药学相关本科教学的重要专业课之一。

根据该课程的特征和徐州医科大学药学学科的自身特点，对该课程的实验教学从教学内容、教学模式和教学体系三个方面进行分析与研究，并进行一系列相应的实验教学改革探索与实践，以探索该课程的实验教学在药学科研创新型人才培养过程中的具体实施方案，为更好地培养科研创新型药学人才提供一定的理论指导和教学方法。

关键词：　生物药剂学与药物动力学；　实验教学；　科研创新
中图分类号：　Ｒ９　文献标志码：　Ａ　文章编号：　２０９５－１４５０（２０２１）０２－０１０１－０４　ＤＯＩ：１０．１３７５４／ｊ．ｉｓｓｎ２０９５－１４５０．２０２１．０２．１０
Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍｏｆｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓａｎｄｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｓ
ＹＡＮＧＴｉｎｇｔｉｎｇ，ＬＵＱｉａｎ，ＺＨＯＵＸｕｅｙａｎ，ＧＵＯＬｉｎ，ＷＡＮＧＺｈｏｎｇｊｉａｎ，ＬＩＣｈｅｎｇｌｉｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎｙｕｎ，ＹＩＮＸｉａｏｘｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｌｉｎｉｃａｌＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，ＸｕｚｈｏｕＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｐｒａｃｔｉｃａｌｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇａｂｉｌｉｔｙａｒｅｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｓｏｆｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｅｄｕｃａｔｉｏｎ．Ｆｏｒｍｅｄｉｃａｌｃｏｌｌｅｇｅｓｏｒｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｉｓｃｒｕｃｉａｌｔｏｔｒａｉｎｐｈａｒｍａｃｙｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｍａｓｔｅｒｔｈｅｏｐｅｒａ ｔｉｏｎｓｋｉｌｌｓ．Ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓａｎｄｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｓｉｓｏｎｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｕｒｓｅｆｏｒｓｔｕｄｉｅｓｉｎｐｈａｒｍａｃｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｉｓｃｏｕｒｓｅａｎｄｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｐｈａｒｍａｃｙｓｕｂｊｅｃｔ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｏｆｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓａｎｄｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｆｒｏｍｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ：ｔｅａｃｈｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｌｅ ｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｔａｌｅｎｔｓ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｌｏ ｒａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｏｆｔｈｉｓｃｏｕｒｓｅ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇｓｏｍｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｂｅｔｔｅｒｔｒａｉｎｉｎｇｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｔａｌｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓａｎｄｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｓ；　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇ；　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
当前，全球医药科技虽然突飞猛进的发展，但是随着全球经济发展、环境污染加剧、人类生活方式改变等，人类健康面临着新的、更为严峻的考验，人们对创新型药物的需要也更加迫切；随之而来的是对
创新型、高层次药学人才需求的逐步增加［１］。

党的
十九大报告提出，创新是建设现代化经济体系的战略支撑，同时也提出中国到２０３５年跻身创新型国家
前列的战略目标［
２］。

高等学校在创新型人才的培养中发挥着关键作用，而大学生是创新思想和创新科技的主力军。

其中，医学院校的药学是培养临床
应用型和科技创新型药学人才的关键之一［３］。

科
研与教学是高等教育的两大重要职能，二者相辅相成；即，高水平的科研能提升教学质量和提高人才培
养的水平，而高水平的教学又为科研奠定坚实的理论基础。

其中，相关实验教学则担负着培养大学生
基础科研技能的重要任务［４］。

较强的实践性和综
合性是药学学科的主要特征，同时该学科又是一门非常注重实践操作的学科，药学相关实验室更是医学院校培养药学类专业人才实践能力的重要场
所［５］。

因此，需加强医学院校药学生实验课教学，
以重点培养本科药学生的实验动手能力，形成初步科研思维。

生物药剂学与药物动力学是一门与病理生理学、药理学、药剂学、药物分析学和临床药学等学科
密切相关的学科［
６］。

该课程是药学与医学重要的桥梁课程，更是药物研发与临床药学服务的理论基
础与技术指导［７］。

目前，在新药筛选及生物等效性评价、药物制剂研发以及临床治疗药物监测等方面，生物药剂学与药物动力学发挥着越来越重要的作用［８］。

生物药剂学与药物动力学是本校药学院药学、临床药学和药物制剂等本科专业的重要课程之一，其本科教学由理论课和实验课两部分组成。

该课程的理论教学是让学生掌握基本概念与原理，其实验教学则侧重于培养学生动手能力、独立思考及解决问题的能力。

本文就当前国内高校生物药剂学与药物动力学实验教学的普遍状况，再结合本校实验教学的实践经验，从培养科研创新型药学人才的角度出发，深入探究如何优化实验教学内容和方法，促进和提高该课程的本科实验教学效果。

１　密切结合理论教学，合理规划教学内容
理论教学为实验教学打下坚实的理论基石，而实验教学又能加强并深化理论教学的实际应用，二者的密切结合至关重要［９］。

本校药学院生物药剂学与药物动力学课程选用印晓星教授和杨帆教授主编的《生物药剂学与药物动力学（案例版）》为教学教材。

该课程的理论教学以实际临床案例为主要出发点，教学内容由生物药剂学与药物动力学两部分组成［１０］。

由于生物药剂学部分的内容与药理学课程内容有一定的重复性，再加上该课程的课时有限，这部分的理论教学主要以复习为主，相对应的实验教学则基本安排在药理学和药剂学两门专业课程的实验课堂进行。

药物动力学部分主要是利用数理分析的原理与手段，研究药物在机体内的动态变化过程，其中涉及大量模型的构建和繁琐公式的推导与计算，所以该部分的理论教学呈现模型抽象、公式难懂、内容和步骤繁琐等特点［１１］。

基于上述现实情况，该课程的实验教学则主要围绕药物动力学部分展开，以期用更加直观和形象的授课方式让学生了解并掌握诸如给药、取样、样品处理、标准曲线制作、样品分析检测、数理统计和专业软件使用等药学专业相关的科研基本实验技能。

在药物动力学部分的实验教学中，我们设置了四个阶段性实验，分别是：验证性实验、综合性实验、设计性实验及临床相关实验。

例如，理论课堂讲授药物动力学概述和单房室模型时，我们安排了药物动力学单隔室模型的摸拟实验和ＤＡＳ软件的应用两项实验教学。

通过这两项验证性实验的授课，学生能从实际实验操作中掌房室模型这一概念。

综合性实验不仅是提高学生独立动手能力、分析解决问题能力和综合创新能力的重要教学途径，还能逐步培养药学生的科学思维和创新意识。

例如，理论教学讲解口服药物吸收章节时，我们组织了大鼠在体小肠吸收实验，其目的是向学生介绍药物在体小肠吸收的研究方法，同时通过实例操作让学生掌握药物吸收速度常数（ｋａ）以及每小时吸收率的计算方法；在理论课讲授药物代谢相互作用时，我们设置了药物的蛋白结合和竞争作用的实验教学内容，其目的是从实例出发，让学生了解药物相关作用和合理用药等概念。

设计性实验的教学目的是培养并锻炼学生的独立思考、知识的综合运用及创新能力。

围绕着设计性实验，我们主要安排了磺胺噻唑钠的组织分布实验和对乙酰氨基酚的药动学参数及生物利用度的测定的实验教学。

设计性实验要求学生在完成理论教学及拟定实验题目之后，通过自主查阅相关文献、设计实验方案、动手做实验、数理统计及结果讨论分析等，最后以一篇科技论文的形式提交实验报告。

这种设计性实验的教学模式不仅能使学生接触到药物动力学的科技前沿，同时能让学生了解科研工作的基本内容，而后激发出对科研工作的热情。

药学研究的宗旨是为临床服务，包括临床个体化给药、临床给药方案设计、临床治疗药物监测和新药临床评价等内容，而这些研究均与药物动力学密切相关。

徐州医科大学作为一所医药类高校，丰富的临床资源是其独特的优势。

生物药剂学与药物动力学理论教学中两个章节与药物临床研究密切相关，分别是关于生物利用度与生物等效性和药物动力学在临床药学中的应用。

为此，我们设置了核黄素片剂的人体生物利用度实验的研究，并组织学生前往徐州医科大学附属医院进行临床用药见习，学习内容包括：旁听伦理答辩会，观摩参与健康受试者体检、筛选、采血、高效液相色谱串联质谱仪（ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ）血药浓度检测以及使用专业软件对药物动力学参数进行拟合等，以期让学生熟悉新药Ⅰ期临床试验的内容、临床治疗药物监测的操作流程及临床实际应用价值。

紧扣理论教学，我们这种渐进式的实验教学不仅能训练学生基本的实验技能，还能使学生的实验主体性逐步得到提高。

２　密切结合科学研究，严谨设置教学模式
科学研究的基本任务是探索和认识未知世界，是一项集合对已有知识的调查与整理、验证、讨论及推理分析的科学领域的检索和应用［１２］。

生命科学相关研究的一般程序包括：研究课题的选择、研究背景的检索与整理、研究内容的设计与实施、研究结果的整理分析、研究结果的总结与讨论。

然而，以往的实验教学模式是将详细的实验方案作为实验课讲义分发到学生手中，包括实验目的、原理、操作步骤、实验现象等。

与此同时，与实验相关的试剂配置和实验装置安装也由相关实验授课教师提早准备完毕，学生只需照搬讲义进行实验操作、对照公式进行数据处理并书写实验报告。

在这种实验教学模式下，将出现学生学习兴趣和积极主动性难以调动、其思维不活跃且局限、对实验数据及结果不敏感等现象［１３］。

基于国内部分医药院校在生物药剂学与药物动力学实验教学中存在的上述不足，我们就该课程的实验教学模式进行了相应的改革。

①要求学生课前预习实验内容的同时，授课教师在实验课开始阶段，即讲授实验原理、目的与注意事项时，多以提问相关理论问题为主要授课方式，这将增加教师与学生之间的实验课堂互动，减少从头到尾一直由教师讲授带来的学生对实验课积极性与兴趣感均不高的现象，同时还调动了学生对实验课的兴趣和对实验结果的好奇心。

②在学生进行分小组实验操作时，我们要求每一个实验小组选出一名小组长，其主要职责是具体统筹安排每一位小组组员所承担的实验内容。

这样不仅能调动每一位同学做实验的积极性和责任感，避免了群体内相互推卸责任导致实验失败的不良现象，同时还培养了学生团结协作的能力，为学生今后从事科研工作打下坚实的基础。

③实验数据计算统计时，要求学生有一定的实验数据敏感性和判断力。

比如，开展磺胺噻唑钠的组织分布实验时，某组织部分的药时曲线呈波浪式，这时需要提醒学生特别关注那些异常的、违背生理病理学的实验数据，而非不假思索地在实验报告册上誊写自己所得实验数据。

与此同时，还要求学生对这些非正常实验数据进行分析讨论，逐步排查以找到问题症结所在，最后通过改变实验相关操作和条件以解决问题。

④当实验操作过程中出现意外或者问题时，要求学生一定要第一时间向相关授课教师反映情况，在找到问题症结后，授课教师不仅要从心理层面疏导由于实验失败给学生带来的挫败感，同时鼓励学生针对具体问题症结做出重新实验的尝试。

⑤当全部小组都拿到自己小组的实验数据后，授课教师组织全班学生进行实验大讨论和总结。

具体实施如下，首先以小组为顺序，每组学生介绍该组实验操作过程中出现的问题，如：药物稀释、动物给药、样品收集和分析检测等。

其次，鼓励学生上台在黑板上分享本小组的实验数据，对具体的数据进行相关分析，并发表各自的看法。

⑥学生的实验报告要求严格按照学术论文的形式书写并上交，并且在下一次实验课上课前预留一定的时间对上次实验报告进行整体点评。

该部分实验教学模式的改革将从增加学生实验和科研兴趣，提升学生实验动手能力、发现问题和解决问题能力、心理承受压力的能力，塑造团队合作精神培养严格规范的科技论文书写能力等角度开展，助力于培育科研创新型药学人才。

３　构建教研相长的实践教学体系
科研创新能力的提升是高校师资队伍建设和优秀人才培养的核心，这就要求高校教师要不断学习并更新自己的专业知识，包括：跟踪最新科研热点、查阅最新科研论文以及参加相关科研论坛等［１４］。

鉴于此，我们在生物药剂学与药物动力学实验教学中加入了这些科研因素，以提高课堂的教学时效性，同时也让课堂教学与科技前沿能紧密结合起来。

徐州医科大学药学院拥有省级重点实验平台，即江苏省新药研究与临床药学重点实验室和省工程实验中心等创新平台，同时承担多项国家级及省级的自然科学研究项目。

在各类项目的实施过程中，我们已经建立了设备条件精良的科研实验室，拥有包括但不限于液相色谱－三重四级杆质谱联用仪、液相色谱－四级杆／飞行时间质谱联用仪、气相色谱质谱联用仪、高效液相色谱串联质谱仪等多种与生物药剂学与药物动力学实验密切相关的先进仪器设备。

基于实验教学－科研参与的教学理念，我们从以下三点对该课程实验教学体系进行改革。

①经由实验课对科研产生浓厚兴趣的同学，鼓励他们在专业教师的指导带教下，申请大学生创新创业训练项目（简称大创项目），每一个项目４－６
人，可由药学、临床药学和临床医学等多个交叉专业的学生组成。

首先，在拟定研究项目题目后，项目组成员进行相关文献调研和申请标书的书写；其次，在申请项目立项后，组员利用课余时间、周末和寒暑假时间进入省重点实验室进行专业的科研学习和训练；最后，大创项目以发表科技论文的形式结题并撰写相关的结题报告。

②对本科生设置一定数量的开放实验，由有在研科研项目且科研基础扎实的中青年教师进行指导。

对科研感兴趣且愿意挑战自我的学生，可利用寒暑假时间参与实验室硕士、博士课题，从文献检索调研、专业实验技能锻炼、科研思维培养、数据分析与专业软件使用和学术期刊论文书写等方面进行科研的基础学习与训练。

③积极鼓励学生参加科研相关会议，诸如，课题组定期的组会、学校科技处组织的学术报告和专业质谱公司组织的技术培训会议等。

此外，我们充分发挥所在学科在临床药学人才培养的品牌优势与示范效应，与台湾佳生科技顾问有限公司资源共享，优势互补，联合组建了徐州佳生医药科技有限公司（现更名为南京立顺康达医药科技有限公司），依托徐州医科大学附属医院的资质、场地与临床资源，建立了包括符合国内及国际质量标准的临床生物等效性技术服务平台（徐州医科大学附属医院东院）、生物分析实验室（国际ＧＬＰ实验室）以及中国指标性Ⅰ期临床研究中心，开展新药生物利用度和生物等效性研究［１５］。

目前，我们已经在生物等效性临床试验方案设计、数据管理、统计分析以及临床执行等方面共同培养本科生和研究生，使学生直接参与新药研发的具体过程，学习新药临床药物动力学在新药研发中的工作流程及重要作用，为学生今后从事药学相关研究工作奠定了科研基础。

综上，我校通过结合理论教学合理规划教学内容、结合科学研究严谨设置教学模式、构建教研相长的实践教学体系等措施，对生物药剂学与药物动力学实验教学进行全面的改革。

通过独立且规范性的实验，提升我校药学生的独立思考能力、动手能力、发现问题和解决问题的能力，形成初步科研思维，为学生今后从事药学科研创新工作奠定基础。

与此同时，这些改革举措也将使本校药学生从学校课堂、科研实验室走入医药企业、医院，全方位、多层面地理解该课程在临床研究和新药研发中的作用与功能，进一步将课堂教学知识与实际应用相结合，充分发挥医药高等院校培养应用型和创新型药学人才的作用，为满足科学创新型人才培养需求提供保障。

不仅如此，这些教学改革举措还极大调动了药学生的科研兴趣和实验积极性，培养了他们主动学习和团队协助能力，有效激发了学生独立思考、敢想敢为和勇于创新的能力，达到了实验教学培养药学生综合素质和科研创新能力的目的，进一步能够为药理学、药剂学、临床药学和药物代谢动力学等专业的研究生培养输送优质本科生生源，最终培养科研创新型高水平药学专业人才，使他们在新药研发和药学服务等工作中发挥重要作用。

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