整合药学“中枢神经系统药物”药理学教学的创新与实践

整合医学是一种新的医学模式[1]。整合药学是在整合医学的基础上提出的一种新的药学学科发展模式[2]。药学院围绕创新型药物研发人才培养目标，以创新实践能力为导向，通过整合教学资源，强化学科交叉、课程融合及器官系统整合，优化教学模块，构建了适合创新型药学人才培养的整合药学课程体系和培养模式[3]。笔者在药学专业中设置了“整合药学”教学改革班，成立了“中枢神经系统药物”“呼吸系统药物”［4]等课程团队。同时，在课程中融人了PBL教学、线上线下相结合教学和思政元素，有助于教学相长，提高教学质量。本文主要介绍了“中枢神经系统药物”的药理学教学创新和具体实践。一、“中枢神经系统药物”整合教学的设计方案“中枢神经系统药物”教学选取了几种代表性疾病，从疾病介绍开始，依次讲授疾病发病机制、治疗药物的研究与发现、代表性药物的设计与合成、治疗疾病中药的研究与发现、治疗疾病生物药的研究与发现、疾病模型构建与药物活性评价、代表性药物的药理与毒理机制、代表性药物的成药性分析与评价、代表性药物的剂型设计与评价、代表性药物的质量标准研究等课程内容。教学小组由不同学科中具有丰富的相关教学经验的教师组成，最后选定失眠症、癫痫、帕金森病、阿尔茨海默病、精神失常以及疼痛等六种神经系统疾病作为着重讲授的内容。然后，教学小组教师共同制定教学目标，商定教学方案、设计教学内容、编撰新的教学相关资料，同时小组教师根据整合药学的教学要求，共同讨论和制定“中枢神经系统药物”课程的设计方案。“中枢神经系统药物”的课程设计大概分为以下几部分。(1)以中枢神经系统概论为基础，对整个中枢神经系统进行概述，使学生对中枢神经系统有整体认识。(②)着重讲述神经系统代表性疾病，此部分为重点内容。例如失眠症，首先讲授失眠症发病机制、疾病模型构建和药物活性评价，然后围绕代表性药物一一地西泮展开授课，依次讲授地西泮的研究与发现、失眠症中药研究与发现、生物药的研究与发现、药理和毒理机制、地西泮微球或胶束的设计和评价以及质量标准控制研究。由此可见，可以围绕一个神经系统疾病和其代表性治疗药物，将药理学、中药学、生物制药学、药物化学、药剂学和药物分析学中与神经系统疾病相关的内容整合起来，使学生全面学习新药研发的各个重要环节，为创新型药学人才的培养打下基础。(3)开设“中枢神经系统药物”实验课程。实验课是理论课的重要补充，笔者围绕治疗精神分裂症的代表性药物一氯丙嗪设计了一系列实验课。“中枢神经系统药物”实验课的设计与理论课相似，依次讲授氯丙嗪的合成和结构表征、氯丙嗪对体温的调节实验、氯丙嗪微球的制备和评价以及氯丙嗪的HPLC分析。通过实验培养学生的新药研发全局观和创新思维能力。另外，课程还融入了PBL教学、线上线下相结合的教学和思政元素，以探索新的教学方法和学习途径，同时培养学生的思想道德品质。二、中枢神经系统药理学整合理论教学的实践药理学是一门桥梁学科，其两端分别连接了基础和临床。从某种意义上来说，药理学具有交叉学科的性质。中枢神经系统药理学在药理学中占有基础性地位，是药理学教学中十分重要的内容。中枢神经系统药理学教学是以中枢神经系统解剖学、生理学、病理学、神经生物学、神经内科学为基础的，其教学内容涵盖很广泛，内容较多。不但如此，由于中枢神经系统本身的复杂性，以及现代科学研究尚不够深入、许多问题尚不清楚，教学中存在不少教学难点，学生经常感到学习上存在困难，理解上经常出现偏差和混淆，而出现这种情况一部分是因为学生的知识熟悉程度和融会贯通不足。因此，笔者在中枢神经系统药理学教学中，注意整合涵盖不同学科的相关知识。例如，在《疼痛》一章中，传统药理学书籍受篇幅限制，一般对疼痛的发生及信号转导通路介绍较粗浅，笔者在整合教学过程中，会把神经科学和神经生物学中疼痛相关的知识，如伤害性刺激激活外周痛觉感受器、痛觉感受器将信号传递到脊髓背角神经元、脊髓背角神经元将痛觉信号传递到丘脑和大脑皮层加工成痛觉信号，以及从中脑导水管周围灰质到脊髓背角的痛觉信号的下行传导通路等，讲清楚，课件中的配图也主要选用国外权威药理学教材的精美图片，以保证课件质量。由于吗啡的作用位置在痛觉信号通路的不同环节，而学生已经掌握疼痛的信号传导通路，那么对吗啡的作用部位和机制就比较容易理解。此外，还会介绍一些疼痛常用概念，如痛阈、痛觉过敏、痛觉超敏等，丰富学生关于疼痛的知识和认识。还有在《中枢神经退行性疾病》一章中，传统药理学教材对疾病的发现、成因和机制等方面的介绍有限，因此在授课时，笔者会参考一些英文文献和书籍，详细讲解神经退行性疾病相关背景、发病原因和发病机制的现代认识。譬如在阿尔茨海默病一节，通过讲授1906年AloisAlzheimer报道第一个阿尔茨海默病患者AugustD.的临床症状，到1998年科学家再次对该病人大脑样本进行免疫组化分析，介绍阿尔茨海默病的百年发展史，把相对枯燥的知识变成活生生的临床案例，极大地提高了学生学习的兴趣和积极性;同时，通过选取讲解英文文献中疾病发病假说的知识，使学生认识到这类疾病发病的复杂性，也认识到发现一个有治疗作用药物的困难性，从而知晓神经退行性疾病在临床上缺乏有效的药物治疗手段。此外，在讲解治疗药物时，列举如治疗阿尔茨海默病的乙酰胆碱酯酶抑制剂或NMDA受体拮抗剂时，学生对于为什么选用这些靶点缺乏整体认知，通过讲解英文文献中治疗阿尔茨海默病的药物靶点，包括分泌酶抑制剂、NMDA受体调控剂、单克隆抗体的免疫治疗、抗Tau治疗、抗炎症治疗和乙酰胆碱酯酶抑制剂等，让学生明白治疗阿尔茨海默病药物的靶点策略，对整体药物的研究背景有所把握。三、“中枢神经系统药物”药理学整合教学中新的教学方法改革实践笔者在“中枢神经系统药物”课程中融入了PBL教学、线上线下相结合的教学和思政元素。首先，引人了PBL教学法。基于问题的学习(problembasedlearning，PBL)教学法是一种以问题为导向、学生自学讨论为主的教学方法，由1969年美国神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学创立，是一种强调设计学习情境的学习方法[5]。根据Barrows的模型，PBL大致包括组织小组、开始一个新问题、后续行动、活动汇报、问题后的反思等几个基本环节[6]。笔者以本系主编的《案例药理学》教材为蓝本，组织学生进行了几次PBL翻转课堂讨论。翻转课堂就是让学生作为主讲人在讲台上讲课，教师在台下听。教师先给出一个问题，并将学生分组，每组学生围绕所学的知识点先进行充分的讨论，然后派一名学生代表上台汇报，教师进行点评和提问，学生进行反思和回答。教师的主要职责是提出问题、协调各组的汇报时间和对各组的讲解进行提问和点评。这种新型的课程教学模式充分调动了学生的积极性，提高了参与度，让学生作为主体主动进行学习、讨论和备课，同时与教师进行互动学习，极大地提高了学习效率，体现了整合药学教学改革的优点。其次，笔者采用了线上线下相结合的教学方式。除了线下教室授课之外，笔者还建立了多种线上课程，譬如微课、MOOC等线上教学资源，充分利用现代科技，方便学生随时随地学习。微课是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，在简短的时间内(5\\~10分钟)记录教师在课程内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的教与学活动全过程[7]。MOOC是近年来开放教育领域出现的一种新的课程模式，具有开放性、大规模、自组织和社会性等特点8。笔者建立了围绕许多知识点的药理学线上微课视频，还在中国大学MOOC平台建立了药理学课程。上课时将MOOC生成的二维码发给学生，便于学生完成线上课程。最后，笔者在教学中融人了思政元素。譬如在《疼痛》一章中，在介绍阿片受体发现过程时，重点介绍了我国学者邹冈和张昌绍在20世纪60年代发现吗啡镇痛作用部位在中枢第三脑室周围灰质的研究历史，以增强学生的民族自信心和荣誉感，鼓励学生积极承担建设科技强国的使命担当。总之，通过以上新的教学模式，整合了多种教学方法，极大地提高了学生学习的主动性和积极性，获得了较好的教学效果。四、中枢神经系统药理学整合实验教学的实践由于中枢神经系统疾病十分复杂，上述几种中枢神经疾病不少还缺乏可靠的病理模型，因此，中枢神经系统相关实验难度较大，有些实验周期较长，譬如中枢神经退行性疾病动物模型建成一般在6个月以上，还有些实验仪器设备要求较高，无法满足许多学生同时进行学习，加之实验课时有限，进行上述中枢神经系统疾病相关实验可行性很低。为了让学生对中枢系统神经疾病的实验有直观的认识，笔者利用现有的网络资源引入了两节虚拟实验课，即“水迷宫技术检测小鼠空间学习记忆实例”和“抗抑郁药的药效学评价”，这两个实验分别对应阿尔茨海默病和抑郁症，学生可登录学校虚拟实验教学平台先观看视频，再进行虚拟实验操作。视频由兄弟院校相关教学团队录制，视频中会介绍阿尔茨海默病和抑郁症的背景知识，以及本次实验中用到的疾病模型的原理等。学生掌握了这些知识后，再进行虚拟实验操作，对动物进行分组、给药等，最后还会有一些问题需要学生回答完成，学生可以自行在可以连接网络的教室或其他学习场所观看视频、完成实验操作和回答问题。虚拟实验课程完成后，系统会根据每名学生的观看和完成程度打分，学生可截图保存作为完成证明提交给教师，教师根据该文件进行打分。通过这两个实验，学生对书本上的阿尔茨海默病和抑郁症有了更直观的认识，有利于掌握书中所学知识。通过虚拟课程设置，满足了中枢神经药理学实验的教学要求，让学生对复杂的中枢神经系统疾病实验有所体会。同时，笔者还围绕氯丙嗪这个药物开设了氯丙嗪体温调节实验。氯丙嗪可抑制下丘脑体温调节中枢，使机体体温随环境温度变化而升降，氯丙嗪不仅能降低发热体温，还能降低正常体温。在实验中设置室温和冰箱两种环境温度，在给予动物氯丙嗪和不给予动物氯丙嗪两种情况下，分别用肛温温度计测量动物的体温。通过实验，学生对药理学书中氯丙嗪调节体温的叙述认识更加深刻。总之，通过虚拟实验和实操实验，让学生对中枢神经系统疾病相关实验有所认识，培养了学生实际分析和解决问题的能力。综上所述，整合药学“中枢神经系统药物”的药理学教学和传统药理学教学有诸多不同之处。在整合、交叉的背景下，这种新的教学模式是一种有益的教学改革尝试，提高了学生的学习积极性、对知识的整体把握和分析解决问题的能力。但是整合药学也存在一些问题，需要进一步改进。譬如，整合药学中药理学按器官系统分模块，不同模块之间有时缺乏有机融合；在同一模块中，不同学科之间知识点的连贯性不强，有时会出现内容重复讲授的情况；有些内容，如疾病模型和药效学评价，没有现成的教材可以参考，只能通过教师查找文献资料进行讲授。这些问题部分可以通过编写整合药学教材进行解决，但各个学科之间知识点的融合统一还需要一个过程。从学生层面来看，整合药理学只选取中枢神经系统部分内容进行讲授，由于课时有限，如《疼痛》一章主要讲授了代表性药物吗啡，别的镇痛药就没有时间介绍，课堂讲授内容不全，有考研打算的学生需要课下自行学习别的内容，可能会产生一定的消极情绪。这些问题只能通过优化和完善整合药学的各个环节进行解决。无论如何，通过“中枢神经系统药物”药理学教学的改革实践，笔者认识到整合药学教学改革是培养新药创新研发的应用型人才的新路径。结语《礼记·学记》中提出教学相长的教学理念，教与学之间既对立又统一。这也适用于整合药学“中枢神经系统药物”的教学。整合药学教学对教师的教学水