制药工程专业计算机辅助药物设计课程的探索

摘要：随着我国教育改革的深入推进，我国制药工程专业计算机辅助药物设计课程也步入了探索的新阶段，计算机辅助药物设计是现代新药创制的前沿学科，是制药工程相关专业人才必须掌握的技术之一。在制药工程本科专业中开设计算机辅助药物分子设计课程，让学生尽早了解相关学科的内容，是高校培养专业人才、提高本科生科研水平的必然趋势。希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：计算机辅助药物设计;制药工程;教学改革

引言

生物制药工艺学是生物制药、微生物制药、海洋药物学、生物工程学与生物技术等专业的重要专业课，是从事各类生物药物的研究、生产和制剂工艺过程的一门综合性应用技术科学。通过学习本门课程应掌握各类生物药物制造的工艺技术基础理论、原理、工艺过程和制剂技术及其质量控制;各类生物药物的来源、结构、性质与临床用途。

1计算机辅助教学的优点

计算机辅助教学的优点主要表现在以下几个方面：有利于丰富教学内容无论是传统的文字材料，还是声音材料、图像材料，利用先进的计算机多媒体技术都可以进行文字、声音、图形、符号的有机结合，制作出精美的多媒体课件，这样制作出来的教学信息文、图、声、像并茂，有效地克服了传统声音材料、文字材料存在的单调乏味的不足，并且信息量大，解决了学时少、学生多、教学资源不足的问题，使教师在完成教学大纲所要求内容的同时，还有时间讲授新技术和新知识。生物制药工艺学是一门实用性较强的学科，例如，膜分离技术中的筒式过滤在生物药物的除菌过滤时应用较多，因此讲述时将筒式滤器的装置图采用幻灯片展示，并详细地介绍滤膜的检查、使用注意点，使学生对制剂的除菌过滤过程有了感性认识。在课件的制作过程中要特别注意如下几点：从教学规律出发，以提供教学质量为最终目的，注意从学生的角度去审视所制作的课件界面，使课件能优化教学过程，能做到恰当地将教学内容化繁为简，化难为易，化抽象为具体，化艰涩为通俗;以教育心理学为指导，在激发学生的兴趣和学习动机方面下功夫。对图形所摆的位置、文字、线条、属性，表格的多少以及出现的先后顺序等作出详细的研究，使多媒体课件的界面设计适合于课堂教学。

2计算机辅助药物分子设计课程教学改革

2.1优选课程教材，优化教学内容

计算机辅助药物分子设计课程教学改革之一是优选课程教材，优化教学内容。计算机辅助药物设计是近些年来新兴发展的学科，目前已有较多相关书籍出版，侧重内容各有不同，选择适合本校制药工程学生的教材是保证教学质量的前提。课程教研组偏重于选择药物实例设计较多以及计算模拟操作较详细的教材，例如魏冬青等主编的《计算机辅助药物设计》、张亮仁主编的《常用计算机辅助药物设计软件教程》和郭宗儒编著的《药物分子设计》。这些教材不仅详细介绍了计算机辅助药物设计的基本原理和思路，更重要的是列举了药物设计的经典案例以及计算机模拟软件的详细操作方法，非常符合制药工程专业以实践为主的教学特点。教学内容选取实际生产应用中最常用的计算机辅助药物设计方法，省略繁琐的数学计算过程，注重讲解不同设计目的适用的设计方法和应用实例，例如注重药效团模型、定量结构活性关系、大分子结构预测和分子对接等，以实现与制药工程专业有机契合。

2.2紧跟学科发展，提高学习兴趣

计算机辅助药物分子设计课程教学改革之二是紧跟学科发展，提高学习兴趣。计算机是近年来发展最为快速的科技产物之一，药物设计亦从盲目药物设计进入合理药物设计的崭新时代，致使计算机辅助药物设计学科飞速发展。在教学过程中，尽可能多地选择最新的药物设计案例以及最新的模拟软件引入课堂，带领学生紧跟学科发展。教师在课堂上通过软件将书本上抽象的生物分子以色彩鲜明的三维立体结构展示出来，同时引导学生独立对三维结构的模型、颜色和大小等进行简单修改，激发他们对课程学习的积极性。实时更新教学内容，运用新式教学方法，激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力和综合素质。

2.3制订清单，结合风险等级完善管理制度和操作程序

计算机辅助药物分子设计课程教学改革之三是制订清单，结合风险等级完善管理制度和操作程序。企业应建立包含药品生产质量管理过程涉及的所有计算机化系统的清单，清单应根据风险评估的结果，对所涉及的计算机化系统进行分级。如何对系统分级，国内目前没有非常明确的法规要求。部分企业参考GAMP5的方法进行了系统分级，根据计算机系统定制化程度及故障、缺陷的风险等级，对计算机软件分级。为了贯彻药品数据归属至人的要求，企业应在计算机化系统清单的基础上，梳理出不同计算机化系统需要的权限分级，授予每一级人员合理的权限，保证人员不越权操作，所有操作追溯性强，设定监督机制确保数据不被随意更改或删除。根据风险评估和企业的管理需求，尽量对风险高的计算机化系统配备审计追踪功能，并完善审计追踪的审查与管理，使审计追踪功能真正实现数据的溯源与过程控制的效用。

2.4课程考核方法的改革

计算机辅助药物分子设计课程教学改革之四是课程考核方法的改革。为全面衡量学生对计算机辅助药物分子设计这门课的掌握的程度和学习情况，我们对课程的考核形式、评价方式、考核权重等方面进行改革，制定课程总成绩评分体系，包括过程化考核和期末考试2个部分。过程化考核成绩占总成绩的50%，由3次实践性项目考核构成。第一次是分子建模考核，在课堂上要求学生们用软件构建蛋白质或药效团的三维结构，对选中结构进行骨架替换、缩放和移动等。使用菜单工具测量键长、键角和二面角，改变分子的显示模式和颜色，显示分子所带电性和表面性质等。第二次是分子对接操作考核，主要训练学生通过受体的特征以及受体和药物分子之间的相互作用方式来进行药物设计。学生通过计算服务器，模拟小分子配体—受体生物大分子的对接操作，并将对接后的最佳构象和对接模式用专业软件显示出来。第三次是根据具体设计案例进行讨论，教师首先就经典药物设计案例进行讲解，然后和学生就具体案例进行讨论。学生对案例中的关键问题及具体操作提出疑问，由教师集中解答，最后由学生讨论并汇报结果。期末考试占总成绩的50%，包括笔试和上机考试，各占总成绩的25%。笔试采用開卷形式，允许学生翻阅参考书，主要针对分子模拟的生物学基础、分子模拟基本算法、蛋白质结构模拟、药物设计的基本方法和信息系统等理论知识进行考察。上机考试围绕教学重点，将真实的药物数据和研究问题提供给学生，要求学生在120min内提交相关的设计结果和上机汇报。过程化考核和期末性考试的结合，改变了单纯知识化考核的评价模式，减少了成绩的随机性因素，能更好地反映学生将理论应用于实践的综合能力和操作水平。

结语

总结来说，之所以要验证制药设备的自动化系统，是为了使药品的生产制造设备能够达到法规的要求，从而提高所生产药品的安全品质。总结来说，之所以要验证制药设备的自动化系统，是为了使药品的生产制造设备能够达到法规的要求，从而提高所生产药品的安全品质。

参考文献

[1]程利平，黄新颖，王志.“计算机辅助药物分子设计”课程建设与实践[J].广州化工，2013，41（18）：189-190.

[2]乔艳，陈新焕，杨婉景，等.开展计算机辅助药物设计教学的尝试[J].教育教学论坛，2016（26）：203-204.

推荐访问:计算机辅助 制药 药物 探索 课程