“科教结合”理念引导的药剂学实验改革——脂质体的制备.pdf

2023 年第2 期 高等药学教育研究 p.27 投稿日期：投稿日期：2022-03-28 课题项目：课题项目：郑州大学 2020 年度教育教学改革研究与实践项目（2020ZZUJXLX140）作者简介：作者简介：朱玲（1975-），女(汉族)，河南郑州人，硕士，副教授，从事双一流高校背景下药学创新型人才培养研究，E-mail ；*通信作者通信作者：侯琳(1984-)，女(汉族)，河南郑州人，博士，教授，从事一流课程药物制剂学的建设与教研研究，E-mail houlin_。文章编号：2617-6084(2023)02-0027-05“科教结合”理念引导的药剂学实验改革“科教结合”理念引导的药剂学实验改革脂质体的制备脂质体的制备 朱 玲，张振中，侯 琳*（郑州大学 药学院，河南 郑州 450001）摘摘 要：要：药剂学实验是培养具备创新能力、实践能力和创业精神等核心能力高素质药学人才的基础。运用“多元化”的教学组织形式和弹性、灵活的教学设计，引入“全程化”科技创新平台贯穿整个实践教学体系，以“脂质体的制备”为代表进行初步实验改革。该实验结合新型药物递送系统的相关内容与技术，引入科研实践中的基本理念，通过科研反哺教学，引导学生自主运用科研思维来学习专业知识与实验技能，实现从“记忆型、模仿型”向“思考型、创新型”转变。关键词：关键词：科教结合；药剂实验；创新能力；脂质体制备 中图分类号：中图分类号：G642.0；R94 文献标志码：文献标志码：A 药剂学是以药物制剂为中心，研究其基本理论、处方设计、制备工艺、质量控制和合理应用的综合性应用学科。因此，药剂学实验课在培养学生综合专业能力、构建药学知识整体框架方面，起到举足轻重的作用，成为药学主干课程之一。同时，也是培养具备创新能力、实践能力和创业精神等核心能力高素质药学人才的基础。现阶段，药剂学实验教学多为验证性实验，类型单一、重复性操作多，虽然便于学生加深理论知识的掌握和理解，但不利于培养学生的自主学习能力和创新意识。为了充分利用现有资源，提高实验教学质量，更好发挥药剂学在药物研究和应用领域的支柱作用，郑州大学药学院结合“科研反哺教学”理念，依据药剂学实验已有内容，把科研思维引入教学中，实现了脂质体的制备工艺优化、形态学初步表征及测定、释放行为考察和贮存评估等知识的融合，构建了以学生为主体的教学形态，优化了本科教学的课程标准和课程设计，最终实现了教与学的双赢。1 更新验证性实验为综合设计性实验更新验证性实验为综合设计性实验 1.1 改革前实验内容改革前实验内容 1.1.1 乙醇注入法制备脂质体（验证性实验）【处方】盐酸小檗碱水溶液（1.0 mgmL-1）20 mL，大豆磷脂 400 mg，胆固醇 100 mg，无水乙醇 2.0 mL。【制备】取盐酸小檗碱水溶液（1.0 mgmL-1）20 mL，置于 100 mL 烧杯中，4550 水浴保温待用。称取处方量的磷脂和胆固醇，置于烧杯中，加入无水乙醇 2 mL，4550 水浴中，搅拌使溶解。在搅拌下，将乙醇溶液缓慢滴于盐酸小檗碱溶液中，滴加完毕后，继续搅拌 1.52 h，补28 高等药学教育研究 2023 年 加蒸馏水至 30 mL，即得载药脂质体，用 0.8 m 微孔滤膜过滤两遍。1.1.2 脂质体形态学初步表征及粒径测定 显微镜下油镜（1000 倍）观察所制得脂质体的形态；并将制剂适当稀释混匀，采用激光散射法，借助 Nano-ZS90 激光纳米粒度分析仪，测定脂质体的平均粒径和多分散系数。1.2 改革后实验内容改革后实验内容 1.2.1 薄膜分散法制备盐酸小檗碱脂质体（新增综合设计性实验）【提示】薄膜分散法是制备脂质体最经典的方法之一。该方法是将磷脂材料溶解在适当有机溶剂中，经过旋转蒸发除去有机溶剂而形成磷脂膜，最后经水化即可得到脂质体。但这样的脂质体往往粒径较大而且分布不均匀。为了改善这一缺陷，在磷脂膜水化时常常采取探头超声、微射流、高压均质、加压挤出等手段来使脂质体粒径分布更加均匀。【目的】查阅文献，了解盐酸小檗碱的理化性质，明确其是否适合采用薄膜分散法制备脂质体，并自主设计处方及优化制备工艺。【制备】提供脂质体制备相关材料（如磷脂、胆固醇、聚山梨酯 80 等）、旋转蒸发仪、探式超声仪等设备。【讨论】比较注入法和薄膜分散法制得盐酸小檗碱脂质体的差异，讨论脂质体形成的因素，分析两种方法的实验方案有哪些方面有待改进。1.2.2 脂质体形态学初步表征及粒径测定 显微镜下油镜（1000 倍）观察所制得脂质体的形态；并将制剂适当稀释混匀，采用激光散射法，借助 Nano-ZS90 激光纳米粒度分析仪，测定脂质体的平均粒径和多分散系数。1.2.3 载药脂质体的释放行为考察（新增）脂质体是一种新型药物载体，能将药物分子包裹在其中，从而实现靶向、缓释等递药效果。为评价所制得盐酸小檗碱脂质体的缓释效果，结合片剂溶出度实验内容，评价载药脂质体的释放行为。1.2.4 脂质体的贮存（新增）脂质体混悬液在贮存期间易发生聚集、融合及药物渗漏，且主要成分磷脂易氧化、水解，难以满足药物制剂稳定性的要求，使其应用受到很大限制。因此，考察脂质体的贮存条件和稳定性维持的工艺至关重要。制成冻干脂质体可显著降低磷脂和药物的水解及氧化速度，同时，冻干保护剂也保持了脂质体膜结构的完整性。目前，冷冻干燥法已成为较为有前途的改善脂质体制剂长期稳定性的方法之一。2 实验项目实施的综合性和设计性分析实验项目实施的综合性和设计性分析 教师在课前向学生介绍和分析不同制剂中的辅料及其作用。并在此基础上，要求学生对经典验证性处方（盐酸小檗碱脂质体制备）做出处方分析，将基本剂型制备要点及所用辅料掌握之后，给第 2 期 朱 玲等：“科教结合”理念引导的药剂学实验改革脂质体的制备 29 学生充分发挥自己创新能力的空间，在老师引导下设计合理实验方案。鉴于注入法制备脂质体时，温度、搅拌速度、滴加速度等因素均会影响实验结果，而薄膜分散法制备脂质体的关键在于溶剂、旋转蒸发温度和速度、成膜条件以及水化工艺等，故针对学生所得到的不同制剂现象和结果，采用分组讨论和启发式教学模式不断优化制备工艺流程。每组学生均发言提出本组的设计方案，讨论各方案的问题和不足，在教师指导下修正试验方案，最终完成实验报告。在实验进行中，教师仅仅提出所需制备制剂的具体要求，在已经掌握基本实验知识和技能的基础上，要求学生查阅文献并结合书本知识自行设计处方，例如通过薄膜分散法同样制备出盐酸小檗碱脂质体。在该实验中，首先让学生明确脂质体制备的必要组分膜材，然后探索实验中所需辅料和主要的剂量，最后与实验讲义中处方示例制备的脂质体比较。学生分组讨论设计处方，可充分发挥学生的独立工作能力，调动学生的学习积极性，使知识更形象生动，增加教师与学生在实验课堂上的互动。在巩固理论课学习内容的同时，提高了学生综合知识应用能力。药学多学科综合性实验是跨学科、多技能的综合实验操作训练。以新药研发为思路的程序性实验可将药学各学科之间联系起来1，使学生从多学科角度对自己制备的剂型进行分析评价。本实验改革有机地将脂质体形态学评价、释放行为分析及贮存工艺优化结合起来，提高了学生分析问题和解决问题的能力，开阔了学生的视野。3 线上线下混合教学线上线下混合教学 由于课时限制，带教老师常会在实验中心老师协助下提前完成大量预实验及前期准备工作，比如试剂的配置、仪器的调试等，故导致学生错失一些重要试剂配置和仪器使用的学习机会。因此，线上实验教学成为提高学生参与度、提前熟悉整体制备流程、拉近师生距离以及网络答疑的重要手段。结合线下实验课程，可使学生有目的性、任务性和有兴趣的进行实验操作2-3。现阶段，线上教学平台多种多样，如雨课堂、钉钉等。教师也在不断融合大量多媒体技术知识，追踪最新文献及信息报道，如：脂质体制备的工艺优化、在疫苗中的应用等，为提高线下教学便利性和学生学习积极性奠定基础。4 实验改革的收益实验改革的收益 经过“脂质体的制备”实验改革后，实现了“基础训练、综合设计、探索研究”三位一体的教学理念。首先，摒弃传统教学中以“老师为主体”的单纯课程讲授、灌输和学生被动接受的模式。改革后的实验要求学生首先根据已有处方，通过注入法制备出盐酸小檗碱脂质体。这样，更好地巩固了学生的理论知识，利于学生掌握药物制剂工作实践所必需的基础知识和基本技能。在学生已掌握脂质体基本制备技术的基础上，要求其查阅相关文献，自己设计处方并进行工艺优化，将验证性实验升级为综合设计性实验，使得学生由被动接受知识转变为主动学习的过程4。同时，增强了学生探究30 高等药学教育研究 2023 年 实验操作的积极性，学生的创新能力、综合协调能力、团队合作能力等都得到了锻炼。其次，打破了教学与科研的壁垒，有助于教学与科研相互促进。带教老师采用混合式教学模式，使学生身临其境参与到实验的全过程中，从前期准备、预实验到后期实验设计、实验方案实施，都有全方位的了解与探索。在改革后的实验教学过程中，通过要求学生查阅文献、制定具体实验方案、完成整体实验过程、分析和讨论实验结果、加强与老师的沟通讨论，都能够不断提高其分析和解决问题的能力，并逐步具备科学研究思维及实践创新能力。也因实验方法、手段、处方工艺的多样性和结果未知性，为学生提供了较广阔的思考空间和创新空间，更加有利于激发学生的求知欲和好奇心，帮助他们开拓了视野，并锻炼了学生敢于挑战和勇于面对实验成功与失败的能力，真正提高了学生的综合素质和心理素质5-6。同时，鉴于药物制剂的工业生产和临床应用特性，要求学生对所制备制剂通过显微镜、粒径仪、溶出试验等将不同学科的药学知识、技能和先进仪器加以综合利用，可以更好地将所学知识用于实践，真正做到学以致用。此外，实验改革后，更多的强调教师引导学生就自己获得的数据进行分析，合理推测实验各环节存在的问题，允许实验失败，但需对实验操作细节重新审视，可以重复部分实验步骤，将再次获得的实验结果与前次进行比对。此过程有利于强化学生观察能力、自主学习并获取信息的能力、独立分析并解决问题的能力、创造性思维和沟通合作的团队精神7。通过向学生发放药剂学实验脂质体的制备改革调查表，从教学内容设计、课前预习、实验教学、实验报告、能力提升等方面进行分析8-9。该表对郑州大学药学院 2018 级药学、药物制剂专业本科生发出 210 份，收回 195 份，调查结果见表 1。Table 1 Pharmacy experimentquestionnaire of liposome preparation reform 表表 1 药剂学实验药剂学实验脂质体的制备改革调查表脂质体的制备改革调查表 评价内容 评判等级 A(n,%)B(n,%)C(n,%)D(n,%)教学内容设计 科学合理，学生接受度高 77（39.5）83（42.6）25（12.8）10（5.1）内容丰富，创新性强 86（44.0）83（42.6）22（11.3）4（2.1）课前预习 熟悉实验内容，预习效果好 83（42.6）73（37.4）19（9.7）20（10.3）互动多，能提出问题 81（41.6）71（36.4）43（22.0）0（0）实验教学 教学目的明确 79（40.5）73（37.4）20（10.3）23（11.8）实验操作过程清晰准确 74（38.0）64（32.8）30（15.4）27（13.8）实验报告 书写认真，语言表达规范 83（42.6）73（37.4）21（10.8）18（9.2）能使用文献检索完成讨论 83（42.6）58（29.7）31（15.9）23（11.8）能力提升 科研论文写作能力提高 86（44.1）70（35.9）28（14.4）11（5.6）主动学习，解决问题能力提高 81（41.5）79（40.5）23（11.8）12（6.2）学习成就感强 87（44.6）86（44.1）17（8.7）5（2.6）注：A-非常满意，B-满意，C-基本满意，D-不满意。调查结果显示，此实验经过改革后，学生对“教学内容设计”项下的“科学合理，学生接受度高”和“内容丰富，创新性强”两项的“非常满意”与“满意”评分均值高达 84.4%，表明了经过改革后的实验显著提升了学生自主学习的积极性。学生依据文献资料在课前就清晰明确了实验目的、第 2 期 朱 玲等：“科教结合”理念引导的药剂学实验改革脂质体的制备 31 拟进行的方案与具体操作过程，课后再对实验结果进行对比分析，预演了科研实践中的简单流程，实现了“科教融合”。5 结语结语 此实验改革强化了通过“教研相长”培养高等药学教育人才的理念。探索在市场需求下，依托综合性院校雄厚的教学科研实力，遵循素质本位教育的内涵。在改革实行过程中，培养学生的自主学习能力和创新意识，从真正意义上保证实验教学的质量。同时，强化了学生实际动手能力与理论基础知识的交融。这不仅符合新形势下药学学科的飞速发展，也符合国家提出的人才强国战略对高素质药学专业人才的需要，为高等药学实践教学更好更快的发展进行了大胆的尝试。参考文献：参考文献：1 胡容峰,高松,尹刚,等.科教融合下创新型人才培养的药剂学案例教学改革J.药学教育,2021,37(6):56-59.2 姚情.基于线上线下结合的药剂学实验教学探索与反思J.广东化工,2021,48(4):188-189.3 谭承佳,马家骅.“教师主导+学生主体”的药剂学精准教学模式探究J.广东化工,2021,48(13):287-288.4 吕佳佳,高杰.“科教融合”视角下药剂学综合实验改革J.山东化工,2021,50(23):214-216.5 邓艳萍,沈龙华,余祥彬,等.以“创新能力教育”为导向的药物制剂专业实践教学体系的构建J.药学教育,2019,35(4):64-68.6 胡燕,肖新才,葛月宾,等.基于创新人才培养的药剂学实验教学改革J.科技视界,2017(7):77-78.7 郭琦,傅强.药物分析实验教学培养学生研究创新能力初探 J.药学教育,2019,35(4):69-71.8 张慧娟,侯琳,朱玲.全程科研化在药物分析实验课教学中的应用J.科教导刊（下旬刊）,2020(30):110-111.9 马晓星,刘畅,简白羽,等.构建药剂学综合实验全程“三段式讨论”教学模式J.药学教育,2018,34(3):20-23.Reform of pharmaceutical experiment based on the“integration of science and education”-A case study of preparation of Liposome ZHU Ling,ZHANG Zhenzhong,HOU Lin*(School of Pharmacy,Zhengzhou University,Zhengzhou 450000,China)Abstract:Pharmaceutical experiment is the foundation of cultivating high-quality pharmaceutical talents with core abilities,such as innovative ability,practical ability and entrepreneurship.This essay aims to introduce“whole process”scientific and technological platform to the practical teaching system by using the“diversified”teaching form and flexible design.The experiment of“preparation of liposome”is used as the representative to carry out this reform.This experiment combines the relevant knowledge and technologies of new drug delivery system,and introduces the basic concept of research.Taking advantages of scientific research to assist teaching,we guide students to learn professional knowledge and experimental skills by scientific thinking.Therefore,this reform can help students achieve transformation from“memory and imitation style”to“thinking and innovation style”.Keywords:integration of science and education;pharmaceutics experiment;innovative ability;preparation of liposome