Pymol軟件的應用圖化

來(lái)源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2022-11-25 10:00:04

計算機輔助藥物設計是藥物化學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支。該技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應用使其成為藥學(xué)研究人員必須掌握的技術(shù)之一。計算機輔助藥物設計課程是藥物化學(xué)系列課程之一容、方法和應用軟件更新快的藥物化學(xué)課程之一；課程內容主要涉及生物大分子和有機小分子的三維結構。如何生動(dòng)生動(dòng)地向學(xué)生展示內容是教學(xué)過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。為了充分調動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)主動(dòng)性，提高學(xué)生的興趣，培養學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，筆者在CADD課程教學(xué)過(guò)程中吸引了多種現代教育技術(shù)和教學(xué)方法，不斷推動(dòng)CADD課程教學(xué)創(chuàng )新。

本文主要介紹了作者在計算機輔助藥物設計課程教學(xué)中綜合應用多媒體、分子模擬軟件、屏幕錄制軟件、DVD視頻等現代教育技術(shù)的經(jīng)驗，總結了CADD教學(xué)過(guò)程中實(shí)施改革的經(jīng)驗。

一、探索計算機輔助藥物設計課程教學(xué)改革。

1.應用多種現代教育技術(shù)手段。

自2001年以來(lái)，作者所在的藥學(xué)院在本科生和碩士生中開(kāi)設了CADD課程。與其他課程一樣，其教學(xué)模式的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統到現代的過(guò)程。在課程的早期階段，采用了粉筆加掛圖的教學(xué)模式，主要是傳統的黑板書(shū)，復雜的內容用掛圖表達。后來(lái)，有了幻燈片，一些分子圖形可以用幻燈片放映，使學(xué)生對分子圖形有了相對的理解。到20世紀90年代末，隨著(zhù)計算機Microsoftofifcepowerpoint軟件在教學(xué)過(guò)程中得到廣泛應用，CADD課程教學(xué)模式進(jìn)入了計算機多媒體時(shí)代。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以很容易地在教室的大屏幕上解釋課件內容。其優(yōu)點(diǎn)是一些分子圖形的內容可以比較生動(dòng)的表達，但缺點(diǎn)是圖片仍然是死亡的形式，不能顯示計算機生物的動(dòng)態(tài)過(guò)程。為了解決這一問(wèn)題，充分挖掘現代教育技術(shù)的潛力，筆者在CADD課程教學(xué)中對教學(xué)方法進(jìn)行了改革。

除了常用的計算機、多媒體和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)外，現代教育技術(shù)還包括攝像機、DVD/VCD機和其他AV（音頻和視頻的總稱(chēng)）設備。在課堂教學(xué)過(guò)程中，筆者不斷探索將現代教育技術(shù)應用于計算機輔助藥物設計課程的方法，促進(jìn)新技術(shù)的引入，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高教學(xué)效果。挖掘現代教育技術(shù)潛力的具體做法包括以下幾個(gè)方面：

(1)Pymol軟件的應用圖化表達式PymordDelano編寫(xiě)，并由DelanoScintificlc軟件公司商業(yè)化。該軟件的應用可以向學(xué)生展示構建分子三維結構的方法，如用球棒、飄帶等。此外，Pymol還可以編輯和修改蛋白質(zhì)三維結構，研究蛋白質(zhì)與小分子相互作用的過(guò)程，以三維圖形的形式展示分子相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程，使原有的教學(xué)內容能夠直觀(guān)地呈現在學(xué)生面前。筆者在課程的各個(gè)方面都穿插了使用生動(dòng)的軟件來(lái)模擬分子三維結構，激發(fā)了學(xué)生的強烈興趣。因為大多數學(xué)生都是第一次接觸到這個(gè)小說(shuō)。因此，Pymol軟件的引入，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起到了改變教學(xué)刺激的作用，保持了學(xué)生的注意力。

（2）在今天的網(wǎng)絡(luò )工作中，CAD的課程內容有一定的局限性——只能介紹理論，相對抽象和無(wú)聊，不利于培養學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò )資源的不斷豐富，CADD課程的教學(xué)在時(shí)間和空間上都有了很大的擴展。在課程內容方面，作者介紹了大量與計算機輔助藥物設計相關(guān)的網(wǎng)站資源，包括各種網(wǎng)頁(yè)、數據庫和計算模擬軟件；學(xué)生利用這些資源完成作業(yè)，不斷擴大課堂知識，

（3）繪畫(huà)、聲音、繪畫(huà)和影子1對學(xué)生的影子觀(guān)察很感興趣。計算機輔助課程是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)六年制學(xué)生開(kāi)設的選修課。根據每個(gè)學(xué)生人數的不同，選修人數從數百人到六七十人不等。由于現場(chǎng)教師的限制，每個(gè)學(xué)生都不可能進(jìn)入工作站進(jìn)行現場(chǎng)操作。為了讓學(xué)生了解工作站的基本情況，筆者用相機錄制了介紹學(xué)院工作站的視頻文件，并用繪畫(huà)、聲音。

（4）Discoverystudio2.5分子模擬軟件和Camtaiaudiasio2.5分子模擬軟件如何將Studio2.5分子模擬軟件與Camtaiasiasiasio2.5分子模擬軟件和Camtaiasiasio2.5分子模擬軟件結合起來(lái)，在Studio2.5分子模擬軟件和Camtatudio2.5分子模擬軟件和Camtatudiasiasio2.5分子模擬軟件驗課，讓學(xué)生有機會(huì )在計算機輔助藥物設計站實(shí)驗室親自操作。然而，與普通實(shí)驗室不同，計算實(shí)驗室需要特殊的空間、大量的計算機和昂貴的藥物設計軟件。受空間和資金的限制，短期內往往難以建立符合要求的實(shí)驗室。此外，對于教師來(lái)說(shuō)，只有在系統培訓和長(cháng)期實(shí)踐的基礎上期實(shí)踐的基礎上才能進(jìn)行。如何讓學(xué)生在教師的指導下到工作站進(jìn)行實(shí)際操作，多年來(lái)一直困難為了在資金有限的情況下解決這個(gè)問(wèn)題，讓全班同學(xué)快速了解軟件的功能和操作，筆者在各種現代教學(xué)方法中進(jìn)行了多次探索，最終采取了Discoverystudio。

2.5分子模擬軟件與Camtasiasudio6.0相結合，筆者將多種屏幕錄制軟件與Camtasiasudio6.0相結合。由于Win-dows/Linux系統的分子模擬和計算軟件平臺具有多種功能，可以完成大多數課堂教學(xué)的計算內容，但操作相對復雜。由于學(xué)生人數眾多，空間和時(shí)間有限，即使教師將學(xué)生分成多組，一遍又一遍地演示和解釋也是不現實(shí)的。受網(wǎng)絡(luò )教育啟發(fā)，筆者采用屏幕錄制軟件將教師錄制在PC機上制作教學(xué)片的方法進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)。在專(zhuān)門(mén)的錄音室里，老師用Discoveyrstudio2.5軟件在自己的PC上演示教學(xué)內容的操作過(guò)程，同時(shí)使用Camtasiasudio6.0軟件的錄屏功能，清晰地錄制所有的操作步驟和講解內容。之后，處理這些錄制的視頻文件，制作不同主題的實(shí)驗教學(xué)電影，并在課堂上為學(xué)生播放。這種直觀(guān)的演示不僅大大節省了實(shí)驗室空間和時(shí)間問(wèn)題，減少了教師不必要的重復工作，使學(xué)生容易接受和理解，輕松愉快地學(xué)習。學(xué)生們在后來(lái)的問(wèn)卷調查中表示，他們對這部分內容非常感興趣，印象深刻。其效果可謂教學(xué)輕松，學(xué)習愉快。