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物理化学教学中的实践与思考

1结合药学专业需求,优化教学内容

药学专业学生通过学习物理化学课程可以更好的理解和掌握后续专业课程,物理化学的许多理论在药学实践中都有所应用,但是,现有的大部分物理化学教材,仍然是以解决化学化工问题的角度来讲述物理化学的理论,部分教材即使对药学相关方面有所涉及也仅仅是以知识拓展或习题的形式展开,学生对物理化学和药学的关系感受不深,导致学生无法学以致用。因此,我们在物理化学教学内容方面做了许多改动:热力学基本定律是化学热力学的基础[3],但其中复杂的数学推导过程导致学生望而生畏,为此,在教学中,我们只要求学生理解基本原理,了解公式的意义,掌握基本公式的应用即可。但是,对于在药学专业中有所应用的几个重要的概念,我们则特别加以强调,比如,熵函数是热力学的基本函数,在药学领域,也经常使用熵函数表征药物结构特性,确定合成条件,分析药物代谢机理,辅助药物剂型设计等,而传统教学中仍沿用了化学专业的讲授思路,没有体现出其在药学专业中的特殊意义,因此,在教学中,我们简单的通过卡诺循环引入熵函数之后,便从统计热力学开始,以微观的角度,从熵函数的物理意义出发,介绍熵函数,并进一步的通过学习掌握熵函数的应用。

化学平衡和相平衡是热力学的基本应用,学生通常会在学习这部分内容的时候意识到物理化学和药学的密切联系,作为教师,应该有意识的引导和帮助学生建立和掌握这种联系,为此,在教学中,我们通常选择以现实中存在的药物合成反应为例子,向学生讲解相关公式的应用,而在相平衡中,我们在理论教学的同时,还会向学生解释冷冻干燥技术、超临界二氧化碳萃取、水蒸气蒸馏等相关药物提取技术,特别是在学习二元相图时,我们会引导学生思考,低共熔点的存在,对于药物剂型设计有何影响,如何利用和避免这种影响,并向学生展示其具体应用。相比化学热力学,化学动力学与药学的关系更加明显[4],其基本理论在药物稳定性、药物体内代谢等方面具有显而易见的应用,在教学中,我们强化了这种联系,通过设计习题,以具体药物的代谢速率、药物贮存期预测等相关案例为载体,让学生亲自动手应用动力学理论,解决专业问题,这一方面有利于学生对于物理化学基本知识的掌握,也有利于学生后续相关课程的学习,采用这种以专业需求为导向的教学方法,能够明显的提高教学效果。同样的,在讲授表面化学、胶体化学部分内容时,我们也以满足专业需求为出发点调整了相关教学内容。根据我校药学专业培养计划,在讲授这部分内容时,学生已经开始了药剂学课程的学习,部分知识学生其实已经有所了解,比如表面张力、表面活性剂等内容,为避免重复,在授课时,我们更加侧重于在理论的高度去分析、解释相关的内容,这样会更加有助于学生对已学知识的理解与掌握。

2结合学生实际,改革教学方法

教学过程是一个师生之间互动的过程,目的是使学生掌握所传授的知识,然而,不同学生的学习基础不同,对知识的理解、领悟能力也有所差别,因此需要教师根据学生的实际情况,灵活的把握教学内容和教学方法。笔者所在学校为地方本科院校,学生数理基础较差,抽象思维能力不足,对公式繁多、逻辑性强的物理化学课程有明显的畏难情绪,有较多的学生认识不到物理化学与药学专业的联系,因此学习兴趣和积极性不高,同时,学校有大专和本科两个不同层次,不同层次的学生知识基础和学习能力有所差别,对于物理化学课程的要求也有所不同,这些具体的现状,既是我们在教学中所面临的困难,也是我们把握教学内容和教学方法的重要依据。

针对这些现状,我们灵活选择教学方法;提高教学效果。比如:采用案例分析法、问题引入法等教学方法,通过展示具体的药学或生活实践案例,引出其背后隐藏的物理化学原理,通过理论联系实际,启发学生思考,加强学生对于理论知识的掌握。比如,在讲解动力学部分时,分析药物在人体内的吸收、代谢过程,分析其动力学特性对于药物剂型设计的影响。活用讲授法这一基础教学方法,对教学内容有所取舍,以适应学生实际情况和专业需求。对于物理化学繁多的公式,讲授时可以弱化公式的推导过程,对于专科生则可以完全取消公式推导的讲解,转而强调公式的应用条件,并通过习题的方式,帮助学生掌握其具体应用。熟练和合理使用多媒体技术。多媒体技术的出现,让教学过程变得更加灵活有效,方便快捷,通过图像、视频,学生可以对知识有更加直观的体会。比如,在学习固体的润湿这部分内容时,通过展示大量丰富的相关图像和视频,比如,原油泄漏环境中的海鸟、“魔法砂”的神奇现象、荷叶上的水滴等,教师可以灵活的让学生理解教学内容,并用理论对这些现象进行分析,既有利于知识的掌握,又活跃了课堂氛围。

3以应用为导向,重视实验教学

物理化学实验是物理化学教学中的非常重要的一部分内容,其教学目的在于使学生掌握实验操作技能和数据处理能力,学会利用物理化学理论解决药学专业问题,培养学生理论联系实际的应用能力和解决未知问题的创新能力和探索精神。为实现教学目标,在教学中,我们主要作了如下努力:注重实验操作细节,加强基本功的训练。在实验教学中,我们发现,许多本该在其他课程中掌握的基本操作,学生掌握的并不够牢固,比如分光光度计的使用,滴定操作,甚至某些专科学生配制特定浓度溶液都无法独立完成,这些问题不仅会影响到物理化学实验的完成,还会对学生后续专业实验造成很大的影响。因此,在教学中,除了集中讲解、演示之外,实验教学人员还全程对学生进行观察,一旦发现学生有操作问题,则立即对其进行讲解和指导,直到确认其掌握为止。针对药学专业需求开设物理化学实验。

物理化学是药学专业的专业基础课程,为药学专业提供理论基础,同样的,物理化学实验也是联系物理化学和药学的重要的纽带和桥梁,通过合理设计实验,可以有效的帮助学生理解物理化学知识在药学中的重要应用,因此,在教学中我们对实验内容进行了改变,精选了几个与药学关系密切的实验,如“维生素C稳定性的研究”、“水蒸气蒸馏提取中药挥发油”等,增设综合性和设计性实验,培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生理论联系实际的能力,提高学生的创新能力和动手能力。广泛使用计算机进行实验测试和数据处理。与其他化学实验不同,物理化学实验需要处理的数据量大,对学生数据处理能力的要求较高。传统的坐标纸绘图的数据处理手段既增加了学生的工作量,结果也不够直观,因此,在教学中我们提倡学生采用Excel或origin数据处理软件来处理数据,绘制图表,并进行线性回归拟合等数学处理,这样既有利于帮助学生掌握实验原理和数据处理方法,又有利于学生采用计算机软件处理数据的能力,为今后专业实验和后续毕业论文的撰写打下了坚实的基础。结语:在药学专业物理化学教学实践中,采用前述的教学改革措施,将药学专业需求融入到物理化学教学中去,有助于帮助学生更好的掌握物理化学理论知识,有助于建立物理化学与药学的紧密联系,有助于学生更好的利用物理化学原理学习和掌握专业知识,为以后的学习和工作打下坚实的基础。

作者:王传岭 于敏 单位:嘉应学院 医学院


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