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1 函數內容處理方式的新要求
《普通高中數學課程標準(實驗)》(以下簡稱課程標準)仍將函數的基礎知識安排在高中起始年級,但在內容要求和處理方式上都發生了比較大的變化。如何在繼承傳統教材優勢的基礎上,在展現函數概念的概括過程、揭示函數概念的本質、加強函數的應用以及適當使用信息技術幫助學生理解函數概念等問題上銳意創新,以突破函數概念這個難點,這是新教材的新要求。
2 函數學習背景的新要求
以往教材中,將函數作為一種特殊的映射,學生對于函數概念的理解建立在對映射概念理解的基礎上。學生既要面對同時出現的幾個抽象概念:對應、映射、函數,還要理清它們之間的關系。實踐表明,在高中學生的認知發展水平上,理解這些抽象概念及其相互之間的關系存在很大困難。新要求是從具體實例進入知識的學習,從函數的現實背景實例出發,加強概念的概括過程,這樣更加有利于學生建立函數概念、理解函數概念內涵。
3 函數思想方法應用的新要求
函數是刻畫現實世界變化規律的重要數學模型。因此,函數在現實世界中有著廣泛的應用。加強函數的應用,既突出函數模型的思想,又提供了更多的應用載體,使抽象的函數概念具體化。如新增加的“不同函數模型的增長”和“二分法”,前者通過比較函數模型的增長差異,使學生能夠更深刻地把握不同函數模型的特點,在面對簡單實際問題時,能根據它們的特點選擇或建立恰當的函數模型反映實際問題中變量間的依賴關系;后者充分體現了函數與方程之間的聯系,它是運用函數觀點解決方程近似解問題的方法之一,通過二分法的學習,能使學生加深對函數概念本質的理解,學會用函數的觀點看待和解決問題,逐漸形成在不同知識間建立聯系的意識。
4 函數概念理解的新要求
函數概念并非直接給出,而是從背景實例出發采用歸納式的教材組織形式引入。在分析典型實例的共同特征的基礎上概括出函數定義后,通過討論函數的表示、基本性質初步理解函數。它們分別是從函數的表現形式和變化規律兩個方面豐富對函數概念的認識。以三類基本初等函數為載體鞏固函數概念,在學習了函數定義、基本性質之后,從一般概念的討論進入到具體函數的學習。指數函數、對數函數和冪函數的概念及其性質都是一般函數概念及性質的具體化。以一類具體函數為載體,在一般函數概念的指導下對其性質進行研究,體現了“具體──抽象──具體”的過程,是函數概念理解的深化。從應用的角度再一次鞏固并提升對函數的理解。對一個概念真正理解的一個判斷標準就是看看是否可以運用概念解決問題。教材最后安排函數的應用,包括二分法、不同函數模型的增長差異以及建立函數模型解決實際問題,就是期望學生能在“用”的過程中提高對函數概念的理解。
5 函數概念難點突破的新要求
函數概念的理解貫穿了函數內容學習的始終,同時它也是教與學的一個難點,對于形成函數這樣抽象的概念,應該讓學生充分經歷概括的過程。教材選擇了三個有一定代表性的實例,先運用集合與對應的語言詳細地分析前兩個實例中變量間的依賴關系,給學生以如何分析函數關系的示范,然后要求學生仿照著自己給出第三個實例的分析,最后通過“思考”提出問題,引導學生概括三個實例的共同屬性,建立函數的概念。在這樣一個從具體(背景實例)到抽象(函數定義)的過程中,學生通過自己的思考從分析單個實例上升到概括一類實例具有的共同特征,更能理解概念內涵。
6 函數概念學習中使用信息技術的新要求
[關鍵詞]計算機文化基礎教學;重要性;概念圖
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.41.171
計算機文化基礎作為一門計算機基礎課,涉及了多媒體技術、文字處理、電子表格等基礎知識,從某種程度上而言,其就是學習計算機的入門課程,具有教學內容繁雜、枯燥的特點。在實際教學中,怎樣完善與提高教學成果成為人們亟需探討的課題。
1 計算機文化基礎教學的重要性
計算機文化基礎課程主要包括理論知識教學與上機實踐教學兩個部分,是計算機教學的主要構成環節。學習者通過對理論知識的學習,進行上機實踐,從而初步掌握計算機理論知識,熟練操作Windows 7操作系統、辦公室應用軟件MS-Office等,進一步解決實際中出現的問題,為后續學習提供可靠保障。與此同時,通過計算機文化基礎課程的學習,可以為其他課程的學習提供輔助技能和背景知識,讓學習者更加全面的理解與掌握各種信息,在實際工作中充分運用所得信息,從而達到預期的工作目標。由此可知,計算機文化基礎教學擔負著非常重要的使命,怎樣提高教學成效,為社會提供更好、更多、更全面的計算機人才,是計算機教育者的重要任務。
2 計算機文化基礎教學中概念圖的運用
2.1 概念圖概述
概念圖指的就是圍繞特定主題進行知識結構體系建設的視覺化表征,是對語義網絡的可視化表達,可以稱之為可視化語義網絡。在某種程度上而言,概念圖就是用可視化的形式體現學習者構建知識結構體系的方法與結果,可以充分展現知識結構體系的細微變化。概念圖理論基礎主要包括:認知同化理論、認知負荷理論、雙重儲存理論、建構主義學習理論、圖示理論。
概念圖作為一種有層次的語義網絡,和人類認知結構中的儲存方式、知識表征非常類似,為此,可以借助概念圖激發人類大腦潛能。因為概念圖基礎理論非常豐富,可以支持實踐教學的展開,具有很大的教學優勢,并且作為教學與學習的有效工具與策略,越來越成熟,發揮的作用越來越大。與此同時,概念圖也是一種有效的交流方法,能夠促進師生共同反思,對提高教學評價質量有著積極意義。
2.2 具體運用
2.2.1 展示與分析教學內容
在計算機文化基礎課堂教學中,主要就是將教學內容當成是教學載體,激發學習者的學習潛能,提高學習者的智力,有效增強學習者目前的計算機技能,實現預期的教學目標。為了達到以上目標,在課堂教學中,需要選擇適合的教學方法,向學習者傳授相關知識。通過在課堂教學中運用概念圖,能夠對教學內容展開全面的分析,并且篩選適合的教學內容,盡量輔助教師完成教學任務。通過概念圖的運用,可以對不同教學觀點予以直接展示,讓學習者更加容易接受,從而全面理解與掌握教學難點與重點,有效提高學習者的學習效率。同時,通過概念圖教學模式的展開,不僅可以將教學內容直接展現在學習者眼前,還可以向學習者傳授教學大綱中的知識,特別是當教學內容具有較強邏輯性時,概念圖不僅可以對單獨知識點予以展示,還可以對各知識點進行聯系,借助概念圖的形式予以展現,讓學習者更容易理解與掌握,最大限度地提高了學習者的計算機技能。除此之外,在計算機文化基礎課程教學中運用概念圖,不僅可以協助學習者構建知識結構體系,還可以充分發揮概念圖作為知識呈現、文本設計工具的作用,實現各知識點的有效銜接,為教學目標的達成提供可靠保障。
2.2.2 輔助教學設計
在計算機文化基礎課程教學中,不要只是照本宣科,必須結合實際教學內容展開相應的教學設計,符合學習者的認知水平,并且開展創造性教學,有效提高教學成果,增強學習者計算機素質。在計算機文化基礎教學中應用概念圖,主要就是利用概念圖整理和歸納教學思路,在教學設計階段,將教學理論、教學內容、教學經驗等有效的融入到實際教學當中,之后結合學習者的認知水平,明確知識和教學目標間的關系,進而對教學計劃與目標予以確定,然后制定有針對性、有條理、有步驟的教學設計方案,利用概念圖展現學習者已經掌握的知識與待掌握的知識,對每個知識點予以直觀體現,達到預期的教學目標。比如,在教學“Power Point 2010”這一內容的時候,教師可以根據實際教學內容和學習者的具體情況,利用概念圖展示Power Point 2010課件中的重點與難點,借助探究學習與合作學習模式的綜合運用,有效拓展教學內容,讓學習者展開全面的學習,從而激發學習者的學習興趣與熱情,調動學習者的學習積極性,挖掘學習者的學習潛力,開拓學習者的思維能力,拓展學習者的視野,進一步提高學習者的學習能力。所以,在計算機文化基礎教學中運用概念圖,可以有序組織教學內容,輔助教學設計,將一些較為復雜的教學內容簡單化,便于學習者理解與掌握。比如,在教學“文件夾與文件管理”這一內容的時候,借助概念圖展示文件夾和文件之間的關系,之后根據概念圖予以講解,充分體現知識內容,并且在上機實踐教學中,利用廣播教學體系將概念圖傳輸到學習者手中,協助其對教學內容展開全面理解,達到預期的教學目標。除此之外,在實際教學中運用概念圖,不僅可以充分體現教學重點與難點,還可以為學習者學習提供有效的方法與途徑,有效提高了教學成果與學習者的計算機素質。
2.2.3 教學評價運用
在計算機文化基礎教學評價中運用概念圖的時候,主要具有兩個優點:一是,通過對教學實例的設計與展示,可以讓學習者直觀的了解教學內容,并且對其展開全面的學習與理解;二是,通過層級結構的設計,可以讓學習者充分了解知識結構,之后根據自身現有的知識結構體系予以知識結構體系重構,有效提高了學習者的計算機綜合素質。由此可以看出,概念圖是一種評價教學的有效工具。運用概念圖進行教學評價的時候,可以用于教學的各個階段,例如,教師可以幫助學習者養成畫概念圖的習慣,在了解學習者心理狀態與學習進程的基礎上,合理設計教學內容,在實踐教學中改進教學模式,從而有效提高教學成效。與此同時,概念圖可以為教師和學習者提供可靠的考試成績,其不再只是一個抽象數字,而是區別于傳統試題測試,真實體現學習者狀況,幫助學習者認知自我的評價工具。在構建概念圖的時候,學習者可以清晰的認識到自身的不足,進而在以后的學習過程中予以不斷補充,為自身的全面發展奠定了堅實的基礎。除此之外,在繪制概念圖的時候,學習者可以借助各種色彩與圖形表達自身認知,利用計算機的媒體功能,創造更加生動、美麗的畫面,有效提高了自身的計算機素質。
4 結 論
綜上所述,計算機文化基礎課程作為一門理論與實踐并重的學科,在學習與工作中發揮著十分重要的作用,必須予以充分重視。在實際教學中,通過概念圖的運用,可以幫助教師充分展示教學內容,制訂合理的教學計劃,促使學習者進行全面的學習,從而有效提高學習者的計算機素質,取得良好的教學成果。
參考文獻:
1 體育課自主性學習及教學概念和教師在課堂中的作用
根據建構主義關于學習的概念,任何學習者都不會是空著腦袋走進體育課堂的。我們的學生在經歷了小學學校體育教育之后,在日常體育和家庭與父母生活中,以及經過各種電視、網絡、現埸等媒介的作用下,他們已經形成了一定的體育積累與運動經驗,建立了體育運動的初步概念與經驗。因此,當他們面對一項運動(游戲)時,通常的做法是基于自己本身相關的經驗,依靠他們的本身的認知能力(智能),形成對該運動問題的某種解釋,即重新開始運動構造,這是人們學習運動知識的規律。體育課學習的結果也表明,不同的學生的學習結果是不盡相同的。所以,要尊重他們的本身,引導學生從現有的知識經驗中整合出新的知識,才能使學生學有所獲,這樣的學習過程才是主動的,學生才是感興趣的。因此,學習過程,需要學生經過自己的努力進行知識再構,而且經過再構,由于基礎不同(包括知識和身體素質兩個方面基礎),每個學生經過學習整合,他們得出的結果是肯定不相同的,考核因此也就不能用同一的技術掌握結果作為量化標準來進行衡量,而應允許有不同的結果。同樣,學習過程的考察也因此顯得特別重要。因此,體育課教學不是體育技術的傳遞,而是體育知識與技能的不停轉換與整合過程。教師不應該只是簡單的體育知識、技術的呈現者,他應該是這種再構過程的組織者,他應該重視學生自己對各種現象的理解,傾聽他們現在的看法,洞察他們這些想法的過程及由來,以此為根據,引導學生來豐富或調整自己的理解。學生間的探討,在此過程中相互交流與質疑,了解彼此的想法,彼此作出某些調整,這是一個重要交流過程,因為由于經驗背景的差異,學習者對問題的理解常常各異,在學習者共同體中,這些差異本身在學習討論中就構成了一種寶貴的學習資源。作為教學組織者,必須把學生處于主體地位,利用他們已有的知識經驗,促進學習者之間主動進行知識的轉換與整合,利用個體差異進行學習交流,并在這個過程中了解別人對同一問題的不同看法,拓展自己的學習視野及方法來達到對一門體育運動知識的多方理解與掌握,這就是學生體育課自主性學習的主要過程與結果。
2 自主性教學的策略與實施要點
2.1 教師應積極轉換角色
教師由技術動作的示范者向課堂學習過程的組織者、指導者、評價者轉變。因此在制定教案時,應根據中學體育教育目的,制定課堂學習目標,在課堂目標中,由于課時所限,不應以單個運動技術或身體素質訓練提高為目的,而只是以嘗試單個運動技術或身體素質練習的方法與途徑為主要學習討論為目標。這種學習與討論,應以學習小組為單位進行組織,學生主動參與,教師引導及評價為主。這樣,課程的學習與教學延伸到了學生課外空間,學生在課外進行組內交流,而來到課堂上,則是組間交流,教師及組間討論、學習、評價為主。
2.2 營造自由、和諧的自主學習氛圍
包括擯棄統一的三段式教案及傳統僵硬的課堂隊列組織形式,不宜過度強調課的運動強度及密度這類概念。營造和諧的教學環境,使課堂上學生成為活動的主體。上課應分組站隊,讓學生和自已熟悉與喜歡的人或愛好相近的人組成小組,站在一起。教師根據此自由分組的結果,將學生分成若干學習小組,以便小組成員關系融洽,易于交流。實踐證明,寬松的課堂環境,和諧的組員關系,有利于學生學習主動性的發揮;學生在從事運動學習時,師生關系融洽,其學習情緒,心情愉快,積極主動,且學習過程持久,不易疲勞,學生能直接體會到學習與運動所帶來的樂趣,從而獲得良好的學習效果。
2.3 課堂運行以小組表現、主持為主
讓小組學生按照每次課的主要教學內容在每次課中有表現的機會,輪流在課堂內進行學習、練習與討論,教學組織措施中也以小組間游戲方法為主要措施。教師則以輔導、幫助、評價為主,并將學生的學習過程中主要的問題記于心中,在課的結束階段,組織學生討論與解決存在的問題則尤其重要。為提高學習的主動性與學生的責任感,老師應在課的后段部分集中的情況下讓每組給該組的課堂表現自評打分,等級為A\B\C\D\E(分別是優秀、良好、中等、及格和不及格),并將自評結果記于學習過程表現的評價體系中,作為學生學習考核的主要依據之一。
2.4 重視學習目標過程的控制與管理,引導并推動學生進行自主性學習,強調小組學習及交流模式
課前根據教學目標要求,布置好每次課的學習討論任務,各組獨立完成,課堂上則進行小組間的討論與交流。例如籃球三步上籃的教學,先布置各小組課前了解這個技術動作的概念與結構,然后上網查找相關的視頻,或其它學習源,進行初步的模仿,在課外進行初步的練習。上課后,由一小組同學演示與講解,并構想出小組的練習模式,包括技術動作講解,練習的方法,次數。這樣的過程要求,能激發出學生學習過程中小組課外體育的主動性,效果很好。因為它引導了課外體育的探索、發現,親身體驗學習過程,積極解決這個過程所遇到的各種各樣問題。在此過程中,學生除了獲得體育知識,提高操作、應用能力,他對從事運動的信心、情感、意識、動機、策略、能力以及對人的感激、幫助、寬容、合作、組織等綜合素質都將得到相應的提高,更有利于增強對自已和對社會的一份責任感。
2.5 可充分利用的自主教學手段日益豐富
加強師生間,各學習小組間的交流與合作,使教師與學生成為平等的學習討論者。要求學生及小組間在課外就課的專題進行研究、探討,并以課外作業的方式與教師進行交流。現代通訊手段及互聯網的高度發達(即時交流采用MSN、QQ,教學博客,電子郵件、視頻網站等),使得這種交流變為可行,教師需采用寫博客等方式辦教學網頁,供師生間學習交流指導之用。學習群體間以手機短信、飛信、網絡上建立QQ群,MSN等等,并以電子郵件的方式上交文字作業甚至視頻作業。
2.6 自主性學習的教學評價內容與標準,重過程輕結果
教師應明白課外體育自學過程才是學習的主流程,因此要制定相應的教學考試方法與標準。去年我校體育課程評價主要以結果評價為主:不同的素質考試結果各20%,這樣對學生的學習情況鑒定來說顯然是不夠的,也是不符合學生真正的學習狀態的,因為它只是對學生的身體素質的現狀進行甄別與判定,根據學校學生體育發展現狀,一個學生在短短的一個學期中或二學期的體育課學習中,受到運動埸地、運動設施及體育知識的限制,要想在運動技術與身體素質上得到較為顯著的發展是很難的,因此這種重結果的評價方法與標準對學生的學習過程是沒有促進的,反而對學習積極性是個打擊,對學生終身體育極為不利,只能造成學生考前突擊或教師考試標準降低、放水等問題,不能有效地監督及提高學習過程及學習質量。而目前標準的百分制的評分方法,過多地增加了學生相互對比的心理負擔,增加了學習焦慮程度,于學習過程也不利,應采用等級評價制,減輕不平等現象及學生的學習壓力。將評價指標主要指向學習過程中,包括小組的作業準備情況、學習討論的深度與廣度、學習投入及學習態度、課中小組間分工協調。教學考核等級分為A\B\C\D等級,即優秀、良好、及格與不及格,去除具體的量化考核指標。作者依此認為,過程考核是對學習過程的全程有效的監督與關懷,不考察學習過程,而只對期末考試一考定成績,是對學生學習的不負責任的做法,難以獲得好的學習效果。
3 自主教學面臨的問題與建議
[關鍵詞]中藥藥劑學中藥學專業教學改革應用型人才
[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2013)22-0110-02
本文就目前中醫藥院校中藥藥劑學課程教學改革中存在的問題,結合長春中醫藥大學中藥藥劑教研室理論與實踐教學的改革經驗,探索培養應用型中藥藥劑學人才的措施及途徑。
一、教輔手段——多媒體在中藥藥劑學教學中的應用優勢
(一)靜態信息動態化,有利于反映生產過程,能有效地突破教學難點
藥廠GMP車間對環境有嚴格的要求,學生很少有實地參觀考察的機會,而使用影像資料可以生動直觀地反映生產過程,輕松突破空間限制,讓學生獲得印象深刻的直觀認識。使用影像資料可生動直觀地再現生產過程中的各個環節,配以解說等能給學生以身臨其境般的感受,且邏輯性強,印象深刻。利用Flash動畫模擬制藥設備運行狀況,有利于講解制藥設備的工作原理。如講解壓片機的構造和原理時,用Flash動畫表現壓片過程中上沖、下沖的運動過程,讓學生對壓片的細節過程有一定認識,再用錄像展示壓片的全過程,可以激發學生學習的興趣,取得傳統教學方式不能達到的效果。
(二)抽象概念直觀化,有利于抽象知識的理解
中藥藥劑學授課中的一些概念特別是新劑型比較抽象,實踐教學中又不能涉及,學生缺乏直觀印象,往往難以理解,利用圖片則可形象展示其外觀或內部構造,有利于抽象概念的掌握。如利用實物照片展示納米乳劑的透明外觀及普通乳劑的白色濁液,進而指出納米乳劑因其質點粒徑小于可見光波長而使光線可透過形成透明外觀,可使學生留有深刻印象。再如用圖片展示微囊、脂質體等藥物載體的結構或其電鏡照片,形象而直觀,教學效果遠遠超出教師口述描繪。
(三)信息量大,可靈活調整,容易跟蹤學科前沿,形成對教材的補充
由于教材本身具有滯后性,又受篇幅所限,往往不能全面反映學科的研究動向。多媒體教學允許教師通過查閱文獻或結合自己的科研補充相關知識,拓展學生的視野。如靶向給藥中的受體途徑,近年來病理學的研究特別是腫瘤細胞病理學的研究發現了諸多的受體途徑,教材中均未涉及,在教學時間允許的情況下教師可向學生介紹,讓學生及時了解到這個領域的科研動向。
(四)可形成網絡課件,打破授課的時空限制,形成良好互動
目前很多高校已建設了網絡教學平臺,教師可將相關教學材料上傳至網絡,讓學生隨時隨地地復習相關知識,鞏固課堂教學效果。學生還可以在網絡平臺中自由發言,就自己的疑惑提出問題尋求教師幫助,或者就多媒體授課的效果進行評價,發表自己的意見,這一點對在課堂授課中不善于表達個人疑問的學生具有更重要的意義。教師亦可在網絡平臺上解答學生提出的疑問,或根據學生在網絡平臺提出的意見對授課進行適當調整,逐漸形成以學生為主體的學習方式。
二、教學內容與科研、生產實際、社會需求緊密結合
(一)教學內容與生產實際緊密結合
中藥藥劑學課程直接與生產實際相關連,實踐性強。為彌補欠缺生產實踐教學的現狀,在教學過程中教師可通過對布局合理、設備先進的藥品生產企業拍攝的常用中藥制藥設備工作運行以及常見劑型生產工藝過程的影像資料逐步補充到多媒體課件中,使學生對中藥制劑的生產有較為感性的認識,對理論課教學相對抽象、空洞的現象有較大改觀。
(二)教學內容與科學研究緊密結合
在中藥藥劑學課程教學過程中,可將教師的最新研究成果、本學科前沿知識、發展動態及時補充到教學內容中去。如本課程組成員承擔著國家支撐項目、省科技重大專項等多項科研課題的研究,在教學過程中,將在科研活動中的收獲、體會以及經驗教訓結合相應教學內容與學生交流,提高學生學習本課程的興趣以及基礎的科研素質的養成。針對本課程屬綜合性應用技術科學、發展較快的特點,指導學生利用網絡、圖書查閱相關資料,引導學生使用學校現有的學科數據庫資源,獲取相關信息,每學年與學生進行不少于2次面對面的交流。使學生能夠加深對本課程的認識,加強對學生主動學習、自我提高方面的能力培養。
(三)教學內容與社會需求緊密結合
注重學生實踐能力的培養:本課程授課對象有近80%的學生畢業后直接參加工作。在教學過程中教師應注意將掌握的本行業的相關信息、動態介紹給學生,對學生就業起一定的引導作用。
三、構建較為完善系統的實驗教學內容體系
在實驗教學中,按照學校人才培養方案及實驗教學大綱的要求,結合學科的特點,可對實驗教學內容進行改革。比如將實驗內容分為驗證性實驗和設計實驗兩部分,驗證性實驗著重對學生的基本功和基本技能進行訓練,強調統籌安排實驗內容和手技,達到合理安排、規范操作的效果;設計實驗突出綜合性、創新性。除中藥制劑工藝設計實驗以外的三個設計實驗著重培養學生對本學科知識的綜合運用能力;中藥制劑工藝設計實驗培養學生對所學知識的綜合運用能力以及創新意識。學生通過設計實驗訓練達到基本掌握能根據處方特點、要求以及臨床需要,進行中藥新制劑設計的基本方法;熟悉中藥制劑工藝條件、穩定性的考察和優選。
四、充實“綜合技能培訓”的內容
“綜合技能培訓”(中藥藥劑部分)主要是對中藥學類專業學生畢業實習前,對其進行中藥制劑生產常用生產設備的使用及調試、保養及注意事項等方面進行較為系統的培訓。培訓過程中主要針對與中藥生產企業聯系密切的特點,結合實例介紹中藥生產企業的生產工藝過程及管理程序、基本運營情況以及相應崗位的基本工作技巧等,并加強與學生的互動與交流,突出培訓的實效性,使學生對中藥生產企業管理運營有了一個初步了解。同時,對學生畢業前由于就業壓力帶來的迷茫甚至恐懼心理起到了一些緩解作用,增強了學生的自信心。
五、激發學生的學習興趣,貫徹“四問”教學法
教學方法方面,采用問題式、啟發式、質疑式、討論式相結合的“四問”教學法。在傳授知識的同時,不僅發展學生的智力,而且注重培養學生的能力。同時,在授課中還注意學生哲學思維的訓練,以提高學生的人文素養。
提出疑點式問題,激發學生主動思考。在上課時,適時質疑問題,激發學生思考問題的興趣,調動學生思維的積極性和創造性;設計導向式問題,促使學生主動探究。根據教學內容、教學進程,在較為關鍵之處,提出彼此相關的問題,連續提問,使學生主動參與教學過程,積極進行探究和總結;提出發散式問題,引導學生變換思維角度。在教學中變換思維角度,探求不同的解決問題途徑,開拓新思路,對激發學生的創造性思維非常重要;設計互逆式問題,啟發和訓練學生舉一反三、逆向思考,使學生不僅知其一,而且知其二,從而加深了學生對基礎知識的全面理解和掌握。
六、引入PBL教學法,并形成自己特色
我們在中藥學專業的部分學生中開展了題目為“浸出制劑制備工藝的設計”的PBL教學,先由主講教師制定出PBL教學法實施計劃,根據中藥藥劑學理論課講授的中藥制劑的浸提、分離、純化、濃縮的單元操作及浸出制劑的制備內容,每組由指導教師給學生提供處方,由學生查閱相關資料,完成設計方案,組織學生討論,最終制定出合理的制備方法。通過學習,使學生掌握了中藥浸出制劑制備工藝的設計過程,加深了對基礎理論知識的掌握、理解并與生產實踐相結合,提高了學生分析問題和解決問題的能力。授課教師通過組織學生座談,認真總結,不斷改進,增加了學生的學習興趣,提高了教師的教學效果,為今后的教學方法改革奠定了基礎。
七、結語
在培養具備創新科研能力的中藥學高水平人才的過程中,建立以培養學生的綜合能力為目標的教學模式已成為目前高等中醫藥院校中藥藥劑學教學改革的重中之重,任課教師在教學實踐中需要不斷積累經驗,研究并改進教學方法、教學內容,為中醫藥事業培養出更多優秀的實用型人才。
作者:賈艾玲等
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 儲曉琴等.中藥藥劑學的教學改革探索[J].藥學服務與研究,2012,12(5).
[2] 時軍等.中藥藥劑學啟發式教學的認識與實踐[J].安徽醫藥,2010,14(12).
[3] 王曉穎.中藥藥劑學教學中探討教改關鍵之教師因素[J].海峽藥學,2011,23(3).
【關鍵詞】多媒體教學;藥劑學;注意事項
中藥制藥技術的主要課程是中醫藥劑學。它是一門具有綜合性應用技術的學科,該課程具有實踐性、應用性、綜合性強、涉及面廣等特點,中醫藥劑學以中醫藥理論為指導,研究中醫藥藥劑的配制理論,生產技術,質量控制與合理應用,并且與中藥生產企業有著密切的聯系,為中藥制藥企業培養了大批實用性優秀人才。但是由于學校資源有限,中藥制藥的生產設備機器更新又快,使學生在學習上受到了很大的阻力,在加上沒有太多機會到工廠去實習參觀。學生對一些具體的制藥設備,和不同的藥劑生產過程產生疑惑,一些文字性比較強的話語對于學生們來說也不能充分理解,課堂教學變得枯燥,乏味,為了不使這種局面繼續下去,使學習變得生動有趣,從而調動學生的積極性,主動性,就必須改變傳統的教學方法,結合多媒體設備的應用,進一步增強學生的就業競爭力。
一、多媒體在高職院校藥劑學教學中的應用
(一)借助多媒體模擬藥劑生產過程
膠囊劑的自動填充是中醫藥劑學中最常見的一種技術原理,但是在傳統的教學過程中,都是通過文字,圖片等來說明膠囊的生產填充過程,對于學生來說,常常是聽得一頭霧水,不能理解,如果利用多媒體設備課件上課,把圖片連起來制作成一個個小的動畫影片,生動形象的展示膠囊填充的過程,這樣對于學生來說更能理解和掌握。這只是其中的一小部分,對于中醫藥劑學來說,許多劑型的制作原理和過程都可以運用多媒體設備技術,把原來的圖片,文字,視頻制作成生動形象的有聲課件,給學生強烈的視覺刺激,使學生更能直觀的學會劑型膠囊的制作過程,從而,在以后的運用中更加的了解其中的原理。
(二)使用多媒體強化知識掌握
在藥學專業中,中醫藥劑學內容包括幾十種劑型,而彼此之間又邏輯聯系不強,各種劑型差異又大,對于藥學專業的學生來說,這無疑又是一項巨大的挑戰。想要加深學生對原有知識的印象,提高學習效率,保證學習任務的完成,就必須利用多媒體技術來加深學生所學的內容,并且學生可以和多媒體直接交流,互相溝通,既能聽見又能看見,這種生動的的上課方式,實現了對學生的感官上的多重刺激,為學生提供了更多的學習機會,通過運用多媒體,把問題化簡,更能有效的完成教學任務
(三)使用多媒體拓展教學內容
隨著新輔料、新劑型、新工藝、新設備的不斷涌現,藥物制劑的理論發展也越來越迅速。因此教師們不僅要讓學生在原有的基本理論和基本概念得以掌握,還應該及時擴充內容,使學生及時了解最新研究動態,最新生產工藝,最前沿的理論,為此學生們可以通過多媒體設備來了解最新的技術和新知識,這樣既節約了時間,又可以使學生們對新事物產生印象,從而開拓了學生的視野
二、多媒體在高職院校藥劑學教學應用中需要注意的事項
(一)注意多媒體教學中的交流互動
雖然多媒體教學很新穎,能調動學生的積極性,使課堂變得生動有趣,但是對于教師來說,依舊是占主導位置,由于上課的內容大部分都在多媒體課件上,學生們過多的關注多媒體課件,這就需要教師對整堂課的內容了如指掌,偶爾提出一些小問題與學生之間進行溝通,使課堂不會變成只用課件,只用鼠標的方式,這樣既能準確的掌握上課進度,又能舉一反三使學生對課堂內容了解透徹。對于藥劑學專業的學生來說僅僅學會還是不夠的,會學會用才是最主要的。
(二)注意科學合理設計教學內容
運用多媒體課件教學,要做到以重點內容為核心,結合章節單元的知識點來合理安排。由于課件的制作需要大量的圖片,文本,聲音,視頻等來組成教學素材,所以在高職院校藥劑學教學中運用多媒體更應該做到條理分明,排版清楚。
(三)教師需要掌握多媒體節奏,突出重點
在運用多媒體教學設備中,作為教師必須對制作的課件內容有一個總體的充分了解,掌握上課節奏,對于所講述的內容難易程度進行取舍,使學生對所學內容有一個整體的思考,而不是全盤照抄,使得無法掌握所學內容的重點。同時也要根據學生的基礎程度和所學的問題的難易程度進行合理的研究,對教學中出現的重點進行詳細的講解和敘述,并且及時調整運用多媒體課件教學后所出現的教學問題,把教學過程變成藝術的體現。
三、總結
綜上所述,對于藥劑學專業的教學來說,運用多媒體課件上課,將原本枯燥,乏味的課本知識變成生動有趣的動畫知識,圖文并茂,對于學生來說這種上課方式顯得更加活潑,更加有吸引力。因此,多媒體在高職院校藥劑學中運用可以提升學生的學習主動性和積極性,并且對所學的內容的理解和記憶是有很大幫助的。由于目前社會形勢所推,這就對教師們提出了更高的要求,在課堂中,教師應不斷的進行探索,創新,改革,善于利用多媒體設備強大的拓展功能,使多媒體設備發揮出更大的科學性和實用性,令學生們能充分的借用多媒體設備學會更多的知識,并且要及時聽取其他教師和學生們的意見,觀摩其他教師的上課方式,揚長避短,這樣才能利用多媒體課件的強大功能創造出更好的教學成果。
參考文獻:
[1]竇金鳳,劉漢珍,張孝林,周國梁,秦梅頌.中藥藥劑學教學實踐與思考[J].廣州化工,2017,45(07):141-142+147.
[2]萬軍,徐瑤,楊陽,周霞.多媒體結合信息技術在藥劑學教學中的應用[J].西部中醫藥,2016,29(04):69-71.
近十余年來,我國制藥有關單位通過研究與開發,引進新的生產技術,提高產品質量和研制新品種,既生產出更好、更多的藥品,同時也為制藥企業的持續性發展打下良好的基礎。在這期間,作為反映制劑先進理論和工藝技術水平的綜合性應用學科藥劑學,其內容也有了較大變化。國內外新劑型、新制劑、新材料、新技術、新設備層出不窮。藥劑專業的領域不斷擴展,其分支學科如物理藥劑學、生物藥劑學、臨床藥劑學、工業藥劑學與制藥工程類的內容也在更新和充實。
藥品生產GMP是適應藥品生產管理需要而產生的一套系統的、科學的管理制度,是保證產品質量的最有效手段,已成為各國制藥企業共同遵循的基本原則。我國自上世紀80年代起開始實施GMP。GMP以生產高質量的藥品為目的,要求藥品不僅要符合質量標準,而且應對其生產和質量的全過程進行嚴密的監控,并采取完善和優化質量保證體系等措施。以此實現在管理上與國際接軌,使更多的質優產品進入國際市場,增進國際間藥品貿易。
雖然我國醫藥行業已取得明顯的進步,但同時也應看到國內制藥技術水平還較低,尤其是開發具有自主知識產權的新藥、研制新品種方面與世界先進水平相比還有較大差距。因此,不斷提高我國制劑水平的任務還相當繁重,特別體現在高素質藥品制劑技術人才培養上。然而長期以來,針對藥劑生產、科研技術方面的圖書有限,不能滿足藥學相關科技人員了解新信息,掌握新技術、新設備的需要。為此,讀者需要現代藥劑學科專著以達到培養創新型技術人才的目的。《新編藥物制劑技術》一書的出版正是適應這一形勢發展的需要。
全書共分八章,其特色如下。
1. 以制劑及各大劑型為主線,面向新世紀,重點介紹了常規制劑中片劑、膠囊劑、注射劑、眼用制劑、外用制劑和中藥制劑的基本概念、基礎理論知識和制備工藝,理論與實際相結合,應用與實例相結合,突出了藥物制劑與研究的實用性。有關制劑生產中新技術、新材料、新設備的應用及藥品質量控制等內容,基本反映了國內先進水平。例如:制備注射用無菌粉末、大容量注射劑、眼用制劑、外用制劑等,均是采用先進工藝技術;片劑包衣廣泛應用新型材料,更多的采用高效包衣(程控)設備。使用水分散體的包衣技術進展很快,水性包衣品種增多,工藝技術亦更加成熟,適用于片劑、丸劑,包括緩釋、控釋制劑包衣。對制劑加工技術如空氣凈化、滅菌、過濾等單元操作及新設備,包括藥物粉體制備技術,也進行了闡述。
2. 強調了藥品生產企業實施GMP的必要性。并介紹了加強GMP管理的措施。由于驗證是實施GMP的基礎工作之一,本書列舉實例,對驗證的規范化操作進行了說明。
3. 本書還討論了藥物創新,對一些熱點劑型如藥物的經皮給藥新劑型、眼用制劑新劑型等制備新技術,聯系生產實踐進行了適當介紹;對緩釋、控釋制劑,結合實例進行了闡述;為落實國家制定的“中醫藥創新發展規劃綱要”,本書還對中藥制劑制備、質控新技術等作了較全面的敘述。
4. 對藥品生產管理與制劑技術相關的法律、法規作了簡介。
書中配有多幅新插圖,圖文并茂,利于讀者加深對知識的理解。
本書選用了200余個處方實例,力求聯系實際,吸取國內外制劑工藝、研究方面的先進內容,內容充實、新穎,實踐性強,能較全面反映現代藥劑學學科知識,可供從事教學、生產、質檢、研究、監督管理的各類專業人員等參考使用。也適合于職業院校藥物制劑專業及相關藥學專業學生的學習和實踐。
關鍵詞:化學制藥技術專業; 藥劑學; 教學內容; 教學方法
《藥劑學》是化學制藥專業的主干課程,它是研究藥物配制理論、生產技術以及質量控制等內容的綜合性應用技術科學。綜合和應用,是藥劑學最重要的外在特征,同時藥劑學具有學習內容多而分散,記憶性、背誦性強的特點,難以系統掌握,為了改變這種局面,我們課程組展開了對該課程的全面建設工作,尤其是教學方法與手段的研究與改革。在對學生進行課程滿意度調查的基礎上,我們在教學方法上改變了以教師講課為中心的傳統教學模式,采用以“學生為主體、教師為主導”的因材施教的模式,在教師理清教學主線的前提下,課堂教學側重講練結合、討論啟發,鼓勵學生獨立思考,激發學習的主動性,培養學生的創新意識和良好的個性,取得了良好的教學效果。在此,談一下自己的教法與體會,與同行交流共勉。
1 教學內容
《藥劑學》是一門實踐性較強的主干專業課程,本課程的教學能對學生掌握藥學領域的基本知識與技能起到主導作用。學生通過藥劑學課程的學習后,能夠掌握藥物劑型和制劑的制備、生產及質量控制等方面的理論和技能,為日后從事藥劑的生產、銷售、管理和臨床合理用藥奠定基礎。我們對課程內容的選擇圍繞著藥劑學的基本任務來進行,主要包括藥劑基本理論、藥劑劑型的處方及生產工藝、藥物新制劑、藥品調劑與藥學服務等4個方面。
1.1 藥劑學基本理論基本理論的研究對提高藥劑的生產技術水平,制備安全、有效、穩定、質量可控、順應性好的制劑十分重要,對完善和豐富藥劑生產工藝、開發新劑型、新制劑和新型給藥系統及提高產品質量都有重要的指導意義。雖然高職的主要培養對象是高技能人才,但是使學生具備一定的基礎理論知識,如溶解理論、常見藥劑輔料特性、藥物制劑的穩定性理論等,還是十分必要的,沒有理論指導的技能就猶如空中樓閣,缺乏發展的后勁。
1.2 傳統劑型的處方及生產工藝方法、原理和技術成熟的、目前相關工作崗位常用的符合《中國藥典》規范的藥劑劑型的處方及生產工藝應該是我們課程的重點,教學時間占課程學時的一半以上。常見劑型包括:溶液劑、栓劑、糖漿劑、片劑、注射劑、膠囊劑、氣霧劑等。對這些劑型的學習內容主要包括:①劑型的定義、特點、分類、質量要求等,這是一種劑型有別于其它劑型的特征;②制備流程、處方和工藝,這是學習的核心,也是我們組織教學的主線。
1.3 藥物新制劑高效、長效、速效、低毒、緩釋、控釋、定位和靶向釋放等各種新劑型與新制劑始終是藥劑學的中心工作,也是體現高職課程先進性的地方。課程主要介紹比較成熟的新劑型的制備方法、生產過程、質量監控及相關理論,以典型實例貫穿實際生產操作全過程,以生產或實驗室操作過程順序組織課堂教學。我們講解的藥物新制劑主要包括:緩控釋制劑、靶向制劑、透皮給藥系統等。
1.4 藥品調劑與藥學服務藥品調劑與藥學服務是藥房的重要工作,也是藥劑工作者必須要熟悉的內容。該部分的學習有利于學生日后在藥品流通行業的工作。
2 教學方法
2.1 流程教學法藥劑學具有知識點多而分散,敘述性和記憶性強的特點,傳統的教學方法沒有清晰明確的引導性思路,內容之間缺少必然的聯系。采用流程教學法可以將藥劑學的主要內容整合進藥物劑型的制備或應用流程中,使學生對藥劑學的內容有清晰的思路,沿著劑型的制備流程,非常容易掌握各種劑型的學習內容,學習藥劑學不再是死背硬記,提高了課程教學的系統性、趣味性,便于學生對相關內容的掌握[1]。如對中藥劑型這一章的學習,我們將內容歸納到以下流程中,對本章所有知識點的學習都圍繞著這張流程圖來進行,提高了學習效率。
2.2 啟發式課堂教學以“學為主體、教為主導、發展智能”為原則,在教師指導下,充分調動學生學習的主動性,激發學生的興趣,師生互動教學,訓練學生獨立思考、解決問題的能力。如在對藥劑質量要求的講解過程中,抓住“安全、有效、穩定”的原則,啟發學生探究如何才能使片劑、注射劑、輸液劑等實現以上目標?對個生產環節如何控制?對生產環境有哪些要求?需要哪些質量控制指標?使學生在能夠帶著問題聽課,積極思考,提高了學習效率。
2.3 講練結合式的課堂教學 改變“滿堂灌”的傳統教學方法,采用“講-練-講”結合的方式進行課堂教學,即教師講習后,出一些靈活性高且能體現課堂重點知識點的習題由學生自己練習后,教師再總結,這樣可以起到事半功倍的效果。如在注射劑這一章關于調節等滲的計算方法講解后,讓學生自己動手用不同的方法(如冰點下降數據法和氯化鈉等滲當量法)計算同一道題,結果數值有差異,再提出問題:用冰點下降數據法和氯化鈉等滲當量法計算同一道題的結果為什么不同?同學馬上就會仔細地翻閱書本,找到答案:原來冰點下降數據法計算出的是100 ml該溶液需加入等滲調節劑的量,而氯化鈉等滲當量法則是實際溶液所需加入的氯化鈉的量,自然有區別。此后教師再對調節等滲的幾種計算方法進行總結,加深學生對該知識點的理解。
2.4 運用現代教育技術手段授課多媒體教學是我國高校普遍采用的一種現代化教學手段,它具有信息量大、直觀、圖聲俱全等優點,本課程教學過程中,教師制作了全程的多媒體課件,充分利用藥劑學教學素材包括文本、圖像、視屏、動畫等,并在使用過程不斷完善和補充,直觀生動、圖文并茂的教學方法使學生易于了解和掌握抽象的理論概念和課程難點[2]。如在片劑講解中我們通過動畫影片展現壓片的全過程;通過網絡將藥劑學的發展動態和企業狀況介紹給同學,推薦課程國內外相關網站;通過網絡實現與學生的交流與互動,激發學生的學習熱情,培養學生的創新思維和能力。
2.5 改革課程作業與考試方式從促進素質教育的指導思想出發,改變常規的作業與考試方式[3]。課程作業除了傳統的書面題目外,還經常布置藥劑學文獻檢閱與綜述題目,提高學生自主學習的能力。采用了綜合考核的方式,如以期末開卷考試為基礎,綜合實驗能力的考核、綜述能力(歸納報告)、平時測試和課堂討論、課堂出席等情況綜合給分,引導學生平時加強學習、注重活學活用,防止期末突擊應付考試。
教學內容及教學方法的改革是藥劑學課程建設的核心內容,只有從社會、崗位、學生的需求出發,合理的設計、調整、改革教學內容,采用靈活多樣的合適的教學方式,才能真正提高藥劑學教學質量。
參考文獻:
[1]龍曉英. 流程藥劑學[M].北京:中國醫藥科技出版社, 2003:9.
靶向制劑的概念起源于諾貝爾醫學獎獲得者德國科學家PaulEhrlich提出的“神奇子彈”(magicbul-let),近二十年來,脂質體阿霉素等藥物載體制劑的上市,把腫瘤的藥物治療帶入了“分子靶向藥物”時代。藥劑學也從傳統的工業藥劑學,發展到了新型的分子藥劑學領域。通常根據靶向制劑在體內的靶標不同,將靶向方式分為:一級靶向(作用于特定器官和組織)、二級靶向(作用于特定細胞)和三級靶向(作用于細胞內特定部位和細胞器)。三級靶向主要是新型分子藥劑學的研究領域,細胞生物學(Cellbi-ology)的學科基礎有助于分子藥劑學的深入發展。線粒體是真核細胞中由雙層高度特化的單位膜圍成的細胞器。主要功能是通過氧化磷酸化作用合成ATP,為細胞各種生理活動提供能量,是細胞生長的能量工廠。已有學者研究以線粒體為靶點的新型藥物傳遞系統,通過作用于細胞內的線粒體,促進癌細胞的凋亡及壞死,起到靶向治療腫瘤的目的[8]。干細胞(Stemcells)是一類具有自我復制能力的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞。腫瘤干細胞對腫瘤的存活、增殖、轉移及復發有著重要作用。從本質上講,腫瘤干細胞通過自我更新和無限增殖維持著腫瘤細胞群的生命力,腫瘤干細胞的運動和遷徙能力又使腫瘤細胞的轉移成為可能。已報道通過脂質體及其靶向修飾技術,可以靶向傳遞抗癌藥物至腫瘤干細胞[9]。細胞內涵體逃逸(osomalescape)是一些藥物發揮效應的必經過程。采用制劑技術來加強這些藥物的內涵體逃逸是藥劑學前沿的研究熱點。如在RNA傳遞實際應用中,必須克服遞送后RNA被內涵體包埋這一問題。一些研究運用內涵體溶解肽、化學內涵體溶解劑和光誘導內涵體逃逸的策略來解決這一問題[10]。此外,將細胞穿透肽(CPP)-藥物復合物靶向遞送到特定器官、腫瘤、病毒感染細胞的方法對于實際治療應用也是必要的。近年來在這方面已有很大進展,尤其是通過非共價結合形成藥物CPP復合物[11]。納米技術已經在藥劑新技術中具有重要位置。由此產生的納米藥物具有增加難溶性藥物溶解度、吸收和生物利用度的優勢。新型的納米材料已經用于改善疾病的診斷和治療,通過有效傳遞藥物、生物大分子和成像劑到靶部位的細胞。這種診斷性和治療性的藥物也叫納米藥物(Nanomedicine)。這需要部位特異性的細胞傳遞以及隨后亞細胞的定位。探究納米藥物進入細胞的路徑對于納米藥物的開發十分重要。納米藥物可以通過很多通路進入細胞,但目前并未完全清楚。納米藥物可以通過網格蛋白介導、小窩蛋白介導、內涵體通路、溶酶體通路或巨胞飲方式進入細胞[12]。
2材料學
與藥劑學相關的材料學(Materials)包括藥用高分子材料學、晶體材料學、生物材料學等。以高分子聚合物為基礎的聚合物前藥已經有二十年以上的發展歷史,高分子聚合物以聚乙二醇、N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚谷氨酸等最為常用[13]。聚合物前藥用于腫瘤治療主要基于腫瘤部位的EPR效應(加強穿透和滯留效應),一般認為分子量大于20000的聚合物EPR效應最為明顯。聚合物前藥載藥量也從5%~10%發展到30%以上,聚合物前藥在溶液中可以形成0~20nm左右的納米粒子,因此該類藥物也是納米藥物的一種。聚合物前藥通常以酯鍵、酰胺鍵、二硫鍵等相連,此外,也出現了溫度敏感、pH敏感、酶敏感的連接鍵類型。這些類型進一步豐富聚合物前藥的發展方向和內容。目前,該類藥物還沒有上市品種,最接近上市的是聚谷氨酸-紫杉醇前藥,進入了Ⅲ期臨床。很多聚合物前藥因為藥效降低及非靶器官的副作用終止于Ⅱ期臨床[14-15]。這類藥物還需進行大量和深入的研究才有可能在商品化上有所突破。難溶性藥物增溶及生物利用度的改善一直是藥劑學研究的熱點。難溶性藥物絕大多數是晶體藥物,藥物溶解需要克服晶格能,從規律排列的點陣中解脫出來。無定型藥物(Amorphous)可以增加難溶性藥物溶解度和溶出度,主要是由于其中藥物的無序排列,需要克服更少能力即能溶解。但無定型狀態是不穩定的,在溶液中,溶解的藥物趨向于結晶(Crystalli-zation),在溶液中可以形成超飽和的狀態(Supersatu-rablestate)[16]。無定型形式也是藥物多晶型中的一種。晶體材料學的學科理論有助于認識和理解無定型藥物的特征,指導無定型藥物的設計。對超飽和狀態對結晶規律的深刻認識有助于無定型藥物的設計。很多研究發現[17],采用羥丙基甲基纖維素(HPMC)可以擴展超飽和狀態,并可以抑制結晶的產生及生長。聚合物的類型和濃度在抑制超飽和狀態下的藥物結晶程度是不同的。結晶類型也分表面結晶、大塊結晶、邊緣結晶等。普渡大學的Taylor教授課題組[17]和威斯康星大學的YuLian教授課題組[18]是兩個知名的課題組,在此領域進行了深入和細致的研究。生物材料已經廣泛用作藥物傳遞系統的載體材料。生物材料學理論基礎有助于設計具有體內靶向性的藥物控釋系統。生物材料用于人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料,即用于取代、修復活組織的天然或人造材料,其作用藥物不可替代。生物材料能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能,而不能恢復缺陷部位。藥物緩釋支架(DES)就是很有代表性的生物材料[19]。給金屬裸支架穿上一層化療藥物的“外衣”,如紫杉醇、絲裂霉素等,可以降低再狹窄的發生,稱之為藥物緩釋支架。緩釋支架是一種嶄新的藥物控制釋放系統,給組織、器官損傷的治療帶來了新的希望,也有很多此類的基礎研究[20]。美國食品與藥品監督管理局(FDA)于2003年批準了DES應用于臨床冠狀動脈治療之中,至今已應用非常廣泛,歐美國家、新加坡、日本等藥物支架的使用率在30%以內,在我國一些大醫院,藥物支架的使用率達到60%~90%,個別醫院甚至高達100%。
3分子影像學
分子影像學(Molecularimaging)是隨著分子生物學的發展而逐漸出現并發展起來的,影像技術最早是分子生物學的研究方法之一,隨著技術手段的逐漸完備和多樣化,形成了自身的科學規律,進而成為分子生物學的一個分支學科。分子影像學是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態下分子水平變化,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。在診斷方面,通過對腫瘤發生過程中的關鍵標記分子進行成像,可在活體內直接觀察到疾病起因、發生、發展等一系列的病理生理變化和特征,而不僅僅顯示疾病末期的解剖改變。在藥物治療方面,觀察藥物作用過程中一些關鍵的標記分子有沒有改變,即可推論這種治療有無效用;在藥物開發方面,通過設計特異性探針,直接在體內顯示藥物治療靶點的分子改變,通過建立高能量的影像學分析系統,可大大加快藥物的篩選和開發[21]。藥劑學中,新型藥物傳遞系統的體內靶向性研究、體外攝取研究、細胞定位、細胞內吞機制研究等領域常運用分子影像學的手段。人們選擇有熒光吸收的藥物(如阿霉素或柔紅霉素)作為模型分子,對其載藥系統的細胞水平吸收與定位進行深入研究[8]。靶向釋藥系統的靶向性驗證通常采用近紅外染料或放射性核素,利用活體成像技術進行組織分布研究[22],這種研究大大縮短了研究周期,使體內過程更加直觀和生動,這也是分子影像技術用于藥劑學研發的成功體現。
[關鍵詞] 多成分;吸收代謝;液質聯用
Intestinal absorption and metabolism of Puerariae Lobatae
Radix decoction by in situ closed-loop method
MA Xiao-yun1, LIU Yang1, YANG Rui-rui1, LUO Zhi-qiang1, LU Li-na1,
ZHAO Hai-yu2, ZHAO Hui-hui1*
(1. Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100102, China;
2. Institute of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700, China)
[Abstract] Biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica (CMMBCS) emphasizes characteristic of the multi-component environment based on the drug solubility and permeability. In this study, the in situ closed-loop method combined with LC-MS technique was utilized to study the intestinal absorption and metabolism of Puerariae Lobatae Radix decoction (PLRD), providing selection basis for intestinal permeability components in CMMBCS. A total of 36 components were identified from PLRD. Among them, 17 components could be detected in the plasma sample, indicating that 17 components could be absorbed into blood, so these 17 components could be used as intestinal permeability evaluation components in CMMBCS. The other 19 components were not detected in the plasma sample, suggesting that they may not be absorbed or metabolized by the gut wall enzymes.
[Key words] multi-component drug; absorption and metabolism; LC-MS
口服中藥的多成分在進入體循環前,需要經歷復雜的生物轉化過程。腸吸收屏障網絡作為機體的第一重保護系統的同時,也是限制藥物吸收的主要因素。首先腸黏膜上皮細胞及表面覆蓋的黏液物對藥物極性及大小的選擇性構成了吸收的第一道物理屏障[1];其次胃腸道中的酸堿消化液、消化酶等往往會引起某些不穩定成分的降解;而腸上皮細胞的代謝酶及腸道外排轉運蛋白的存在可能會極大地影響藥物吸收[2]。
生物藥劑學分類系統(biopharmaceutics classification system,BCS)的概念于1995年提出[3],用于判斷藥物在口服吸收時是否出現生物利用度的問題,并對藥物制劑體內外相關性作出合理性預測,自提出以來,受到廣泛關注與重視[4]。體內環境的復雜性導致生物藥劑學分類屬性變化機制的多樣性,對此近年來有學者就胃腸液pH、緩沖能力、腔體積等的影響因素提出對Ⅱ,Ⅳ類藥物的次級分類(酸性、堿性、中性)[5],更為科學地闡明了體內溶解度預測方法學的機制。中藥生物藥劑學分類系統[6]在BCS基礎上,強調中藥的多成分環境特點,然而因物理屏障、代謝酶及外排轉運蛋白等的存在,并不是中藥中所有成分均能被吸收,已有研究表明腸壁代謝影響中藥多成分吸收[7-8]。研究腸壁對中藥多成分的影響有助于厘清引起多成分滲透性變化的作用機制,進而明確評價多成分滲透性的方法選擇依據。
葛根為豆科植物野葛Pueraria lobata (Wild.)Ohwi的干燥根。研究表明葛根中異黃酮類成分具有廣泛的藥理作用[9]。目前對葛根的吸收代謝研究多見于單個成分[10-11],未見其整體多成分腸吸收的評價報道。本研究運用在體封閉腸環法結合液質聯用技術,定性分析成分結構,同時檢測入血成分,明確其吸收情況,為葛根中復雜多成分滲透性評價方法選擇提供依據。
1 材料
1.1 儀器
Thermo UHPLC-LTQ-Orbitrap MS/MS液質聯用儀(美國賽默飛世爾科技有限公司),包括Ultimate 3000高效液相色V儀,自動進樣器,DAD檢測器,柱溫箱,二元泵和LTQ Orbitrap質譜;Xcalibur,Metworks和 Mass Frontier 7.0數據采集和處理系統;BT 25S賽多利斯分析天平[賽多利斯科學儀器(北京)有限公司];RE-52AA旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠);電熱恒溫水浴鍋(DZKW-4,北京中興偉業儀器有限公司);QL-901漩渦混合機(其林貝爾儀器制造公司);1-15PK離心機(德國Sigma公司);蠕動泵(BT-100-1F,保定蘭格恒流泵有限公司)。
1.2 藥品與試劑
對照品:鷹嘴豆芽素A(批號MUST-16030604)、染料木苷(批號MUST-13080501)均購自成都曼思特生物科技有限公司,染料木素(批號G106672);大豆苷元(批號G109561)購于上海晶純生化科技股份有限公司;葛根素(批號20130310)、大豆苷(批號20130728)購于上海源葉生物科技有限公司,所有對照品純度均≥98%。葛根片購自于北京同仁堂藥店,藥材經北京中醫藥大學張貴君教授鑒定,為豆科植物野葛P. lobata的干燥根,甲醇、乙腈(色譜純,Fisher公司),娃哈哈純凈水(杭州娃哈哈集團有限公司),其余試劑均為市售分析純。
1.3 動物
SD大鼠,雄性,體重280~330 g,斯貝福(北京)實驗技術有限公司提供,許可證號SCXK(京) 2011-0004,動物飼養于北京中醫藥大學實驗動物部標準屏障環境內,實驗前適應性喂養大鼠1周以上,自由飲食,明暗節律12 h/12 h。
2 方法
2.1 溶液制備
2.1.1 對照品溶液的制備 分別精密稱取適量的鷹嘴豆芽素A、染料木苷、染料木素、大豆苷元、大豆苷、葛根素對照品于置于10 mL量瓶中,70%甲醇溶解稀釋至質量濃度約為10 mg?L-1的對照品溶液。
2.1.2 供試品溶液的制備 稱取葛根25 g,混合,加12倍量蒸餾水煎煮1 h,趁熱過濾,藥渣加入10倍蒸餾水再煎煮1 h,趁熱過濾,合并2次濾液,濾液濃縮至1 g?mL-1,作為樣品儲備液,4 ℃保存備用。
2.1.3 樣品分析 精密量取上述葛根提取液適量于10 mL的量瓶中,甲醇稀釋成質量濃度為10 g?L-1的藥液。取適量的藥液于離心管中,12 000 r?min-1高速離心后UHPLC-MS進樣分析。
2.2 動物手術
封閉腸環實驗 6只SD大鼠禁食12 h,自由飲水,分為2組,4只為供血組,1只為實驗組,腹腔注射10%的水合氯醛麻醉,供血組腹主動脈取血,血液混合置于肝素化離心管置于37 ℃水浴鍋中保溫,用于實驗組大鼠血液供給與空白血取樣。固定實驗組大鼠于加熱鼠板上,頸靜脈插管用于輸血;沿其腹縫線打腹腔約3~4 cm,選取空腸腸系膜靜脈插管用于收集血液;結扎腸系膜上腔靜脈總管,截取空腸腸段10 cm,用溫熱的生理鹽水沖洗干凈,注入1 g?mL-1藥液5 mL,結扎。通過蠕動泵維持血液供給與采集,采集30 mL。
2.3 血液樣品處理及分析
含藥血液及空白血4 000 r?min-1離心10 min,取上清液,加入3倍量甲醇,渦旋2 min,4 000 r?min-1離心10 min,取上清液,40 ℃氮吹至干,300 μL甲醇復溶,12 000 r?min-1離心10 min,UHPLC-MS進樣分析。
2.4 色譜條件
Thermo Bos Hypersil C18(2.1 mm×150 mm,2.4 μm)色譜柱;流動相:A相0.1%甲酸水,B相乙腈;梯度洗脫(0~15 min,3%~25% B;15~22 min,25%~40% B;22~30 min,40%~90% B;30~32 min,90% B);流速0.3 mL?min-1;柱溫35 ℃,進樣量3 μL。
2.5 質譜條件
采用電噴霧電離離子源(ESI),正負離子分別檢測,噴霧氣壓344.74 kPa,干燥氣(N2)流速5 L?min-1,干燥氣溫度330 ℃,氣化室溫度350 ℃,毛細管電壓4 kV,電暈放電電流4.0 μA,破碎電壓(Fragmentor)100 V,掃描范圍m/z 100~1 000。
3 結果
3.1 葛根水提液中多成分液質聯用分析
采用2.4項下的色譜條件能夠對混合對照品及葛根水煎液中的成分實現較好的分離,見圖1,2,對質譜圖進行分析,結果表明葛根水煎液中主要為以大豆苷元及其甲基化羥基化物為基本結構的異黃酮類成分。通過精確化合物相對分子質量信息偏差在5×10-6以內計算其可能的元素組成,根據二級碎片信息、文獻報道數據、保留時間及對照品對照推測并鑒定出葛根水提液中36個化學成分,結果見表1。
化合物1一級質譜分子離子峰為m/z 595 [M+H]+。二級質譜中存在m/z 433[M+H-C6H11O5]+,313[M+H-C6H11O5-C4H8O4]+等碎片離子,結合文獻[12]報道,推測該化合物3′-hydroxy-4′-O-β-D-glucosylpurerarin。
化合物2,4,7,12,30一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 579[M+H]+,化合物4二級質譜中存在碎片峰m/z 417[M+H-C6H11O5]+,255[M+H-C6H11O5-C6H11O5]+,結合文獻[12]報道,推測該化合物為daidzein7,4′-O-diglucoside;化合物30二級質譜中存在m/z 447[M+H-C5H8O4]+,285[M+H-C5H8O4-C6H11O5]+,結合文獻[12]報道,推測該化合物為5,7-dihydroxy-4′-methyloxyisoflavone 7-O-[apiofuranosyl-(16)] glucopyranoside;化合物2,7二級質譜中存在m/z 417[M+H-C6H11O5]+,297[M+H-C6H11O5-C4H8O4]+,且二者碎片信息基本一致,結合文獻[12]報道,推測兩化合物為puerarin-4′-O-glucoside或puerarin-7-O-glucoside,化合物12二級質譜中存在m/z 447[M+H-C5H8O4]+,327[M+H-C5H8O4-C4H8O4]+,結合文獻[12]報道,推測該化合物為4′,7-dihydroxy-3′-methoxyisoflavone 8-C-[β-D-apiofuranosyl-(16)]-glucopyranoside。
化合物3一級質譜分子離子峰為m/z 711 [M+H]+,二級質譜中存在m/z 579[M+H-C5H8O4]+,417[M+H-C5H8O4-C6H10O5]+,297[M+H-C5H8O4-C6H10O5-C4H8O4]+,結合文獻[12]報道,推測該化合物為mirificin4′-O-glucoside。
化合物5,17一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 433[M+H]+,化合物5二質譜中存在m/z 313[M+H-C4H8O4]+,結合文獻[12]報道,推測該化合物為3′-hydroxypuerarin,化合物17二級質譜中存在m/z 271[M+H-C6H10O5]+,且保留時間、質譜數據與染料木苷對照品一致,故該化合物為genistin。
化合物6,15一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 565[M+H]+,且兩者二級質譜中均存在m/z 433[M+H-C5H8O4]+,313[M+H-C5H8O4-
C4H8O4]+,結合文獻[12,14-15]報道及其相對保留
時間,推斷6,15化合物分別為3′-hydroxy-daidzein 8-C-apiosyl(16)glucoside,genistein8-C-apiofuranosyl(16)glucoside。
化合物8,13一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 413[M+H]+,其中化合物8二級質譜中存在m/z 297[M+H-C4H8O4]+,且保留時間、質譜數據與葛根素對照品一致,故該化合物為puerarin,葛根素的質譜裂解途徑見圖3;化合物13二級質譜中存在m/z 255[M+H-C6H10O5]+,且保留時間、質譜數據與大豆苷對照品一致,故該化合物為daidzin。
化合物9,11一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 549 [M+H]+,二級質譜中均存在m/z 417[M+H-C5H8O4]+,297[M+H-C5H8O4-C4H8O4]+,且二者碎片信息基本一致,結合文獻[12-13]報道,推測2化合物為mirificin或puerarinxyloside。
化合物10,14,31一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 447[M+H]+,其中化合物10二級質譜中存在m/z 327[M+H-C4H8O4]+,結合文獻[14]報道,推測該化合物為3′-methoxypuerarin,化合物14,32二級質譜中均存在m/z 285[M+H-C6H10O5]+,但化合物14的m/z 285[M+H-C6H10O5]+碎片峰經RDA裂解產生m/z 137的碎片峰,而化合物32的m/z 285[M+H-C6H10O5]+碎片峰經RDA裂解產生m/z 152的碎片峰,結合文獻[12]報道,推測化合物14為3′-methoxydaidzin,化合物31為5-mydroxyononin。
化合物16一級質譜分子離子峰為m/z 463[M+H]+,二級質譜中存在m/z 445[M+H-H2O]+,427[M+H-H2O-CO]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為tectoridin。
化合物18一級質譜分子離子峰為m/z 475[M+H]+,二級質譜中存在m/z 313[M+H-C6H10O5]+,219[M+H-C6H10O5-C6H6O]+,結合文獻[12-13]報道及分子結構特征,推測其為pueroside C或pueroside D。
化合物19,20一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 563[M+H]+,二級質譜中均存在431 m/z[M+H-C5H8O4]+,311[M+H-C5H8O4-C4H8O4]+,二者碎片信息基本一致,結合文獻[12-13]報道,推測兩化合物為formononetin 8-C-[β-D-apiofuranosyl-(16)]-β-D-glucopyranoside或formononetin 8-C-[β-D-xylopyranosyl-(16)]-β-D-glucopyranoside。
化合物21一級質譜分子離子峰為m/z 503[M+H]+,二級質譜中存在m/z 255 [M+H-C9H12O8]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為6″-O-malonyldaidzin。
化合物22一級質譜分子離子峰為m/z 459[M+H]+,二級質譜中存在m/z 255 [M+H-C8H12O6]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為6″-O-acetyldaidzin。
化合物23一級質譜分子離子峰為m/z 475[M+H]+,二級質譜中存在m/z 313[M+H-C6H10O5]+,219[M+H-C6H10O5-C6H6O]+,結合文獻[12-13]報道及分子結構特征,推測該化合物為pueroside C或pueroside D。
化合物24一級質譜分子離子峰為m/z 431[M+H]+,且二級質譜中均存在m/z 269[M+H-C6H10O5]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為ononin。
化合物25一級質譜分子離子峰為m/z 255[M+H]+,且二級質譜中存在m/z 227[M+H-H2O]+,199[M+H-H2O-CO]+,137[M+H-C8H6O]+,保留時間、質譜數據與大豆苷元對照品一致,故該化合物為daidzein。
化合物26,29,36一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 285[M+H]+,化合物26二級質譜中存在m/z 137 [M+H-C9H8O2]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為3′-methoxydaidzein;化合物29,36二級質譜均存在m/z 152 [M+H-C8H6O]+,化合物36質譜數據、保留時間與鷹嘴豆素A對照品一致,故化合物36為biochanin A,根據異黃酮化合物結構及裂解特征,推測化合物29為6,8-hydroxy-formononetin。
化合物27,32一級質譜具有相同的分子離子峰m/z 271[M+H]+,化合物27二級質譜存在m/z 137 [M+H-C8H6O2]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為3′-hydroxydaidzein,而化合物32二級質譜存在m/z 152 [M+H-C8H6O]+的分子峰,且保留時間、質譜數據與染料木素對照品一致,故化合物32為genistein。
化合物28一級質譜分子離子峰為m/z 461[M+H]+,二級質譜存在m/z 299[M+H-C6H10O5]+,結合文獻[12]報道,推測該化合物為8-methoxyononin。
化合物分33一級質譜分子離子峰為m/z 355[M+H]+,二級質譜存在m/z 337[M+H-H2O]+,229[M+H-H2O-C6H4O2] +,結合文獻[12]報道,推測該化合物為hydroxytuberosone。
化合物34一級質譜分子離子峰為m/z 269[M+H]+,二級質譜產生m/z 254[M+H-CH3]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為formononetin。
化合物35一級質譜分子離子峰為m/z 321[M+H]+,二級質譜產生m/z 279[M+H-C3H6]+,251[M+H-C3H6-H2O]+,結合文獻[13]報道,推測該化合物為corylin。
3.2 葛根水提液多成分吸收代謝研究
繼續運用液質聯用技術對葛根多成分在腸壁的吸收和代謝情況進行了研究,結果見表1,由表可知,葛根水提液36個成分中,17個成分可在血漿樣品中檢測到,表明其可以原型吸收入血;另外有19個成分未在血漿樣品中檢測到,表明其可能未吸收或與腸壁酶結合,發生代謝;此外在血漿樣品中檢測到一個代謝產物daidzin-4′-O-β-sulfate,其可能由大豆苷元或苷經腸壁酶代謝轉化而來。
4 討論
本實驗通過對葛根水提液及血漿樣品的檢測,明確了葛根水提液多成分信息及其腸吸收情況,其中17個成分可以原型吸收入血,可初步用于中藥生物藥劑學分類系統腸滲透性定量評價研究;19個成分未能在血漿樣品中檢測到,印證了腸壁環境對中藥多成分吸收產生的極大影響,故研究腸壁酶及轉運蛋白對中藥多成分的影響,有助于厘清中藥多成分生物藥劑學分類系統分類變化的機制。而對其代謝情況進行分析,只找到了1個代謝產物daidzin-4′-O-β-sulfate,同時由表1可知,葛根水提液中,除化合物33和35外,所檢測到的成分多為異黃酮類成分,其化學結構相似,且已有研究表明不同異黃酮類成分之間通過體內代謝可以發生轉化[16],故推測血漿樣品中未檢測到的成分除不吸收或微量以致無法測定外,還極有可能經腸壁代謝轉化為可吸收成分。下一步通過對不吸收成分和已吸收單體化合物的體外代謝實驗研究則可進一步厘清葛根中多成分代謝關系,充分闡明多成分環境中代謝對吸收的影響,為多成分腸滲透性評價定量研究奠定基礎。
另一方面,中藥發揮藥效是其多成分對應多靶點、多途徑的綜合作用結果[17]。這些成分在到達體循環前的代謝變化及產生的代謝產物決定了其產生療效與否,因此多成分吸收代謝是中藥科學研究的重點。徐風等[18]提出中藥藥效物質的“疊加作用”,其中指出進入體內的中藥多成分及其代謝物可能因為具有相同的藥效基團而作用于同一靶點產生疊加效應,這就又使多成分吸收代謝研究顯得尤為重要。
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