藥物制劑專業物理化學教學改革的幾點建議

隋春紅　崔桂花　韓麗琴　董順福　王程

摘要：針對藥物制劑專業的物理化學改革，應該提倡教學內容的“少而精”；教學內容要注重理論對專業的指導作用；采用數據處理軟件，優化物理化學實驗；考核方式上適當增加平時成績和實驗成績的比例，強調課堂的知識積累。改革后的物理化學課程使原本單調的理論知識變得更具有吸引力，可以更好為藥物制劑的專業服務。

關鍵詞：物理化學 藥物制劑 教學內容 教學方法

物理化學是學生在具備了高等數學、普通物理、無機化學、分析化學等基礎理論課后，一門必修的理論基礎課，是藥學院藥物制專業的一門主干基礎理論課程。現代物理化學是研究物質體系的化學行為的原理、規律和方法的學科，物理化學作為化學學科的一個重要分支，它所研究的內容主要包括三大塊：（1）化學的反應方向和限度問題，（2）化學反應的速率和機理問題，（3）物質的結構和性能之間的關系問題。特別是有關相平衡、化學動力學、膠體化學以及表面化學的知識，為后續專業課程如藥劑學、藥理學、藥物化學和藥物動力學等專業課程的學習提供理論指導和方法。因此物理化學在藥物制劑專業的基礎課和專業課之間起到了橋梁和紐帶的作用。

一、藥物制劑專業學生在學習物理化學課程存在的主要問題

吉林醫藥學院（我校）自2004年藥物制劑專業招生以來，經過了十多年的物理化學教學工作，我們的實踐經驗表明在藥物制劑專業的課堂上，針對物理化學的教學模式主要存在以下四方面的弊端。首先，教學內容上強調面面俱到，沒有注重精華素材的重點講解，忽視了物理化學與藥物制劑專業知識的聯系與銜接。其次，學生基礎參差不齊，基礎相對較差的學生失去了學習物理化學的興趣，從而導致對后續專業課的學習不夠深入。再次，實驗數據處理過于復雜繁瑣，理論教學與實驗內容存在脫節現象。最后，在考核方式上側重對理論知識的考核，弱化學生的平時表現和實驗操作成績。這些缺點，制約了學生綜合素質的提高，脫離了高校對藥物制劑專業人才的培養要求，限制了本學科的發展，因此，對于物理化學的教學改革勢在必行。

二、物理化學教學改革的初步探索

1.提倡知識的“少而精”、注重與專業課的聯系

正確的教育思想是課堂教學的靈魂，在教學活動中盡量減少與專業課程聯系不大的知識的講解，而應該側重構建物理化學與藥劑學相關的理論框架。物理化學所包括的公式較多而且公式推導繁瑣，可以有針對性地對相關內容進行刪減；無機化學中講過的知識點也可以略講，以學生自主學習為主。例如，針對多組分系統熱力學的這一章節，在無機化學中已經對稀溶液的四個依數性（蒸汽壓下降、沸點升高、凝固點降低和滲透壓）做了比較詳細的講解，只要安排幾道習題鞏固相關的知識，就能夠使同學們比較容易地掌握這部分內容；而應該把剩余的時間分配給新的知識-化學勢，因為它是后續課程的基礎，對藥物的配伍、新材料和納米藥物機理的研究起著重要的指導作用。采用少而精的教學方法，可以使教師更加靈活地合理分配學時，對于與藥物制劑專業結合密切的重點內容如果講授得越深入，那么學生對知識的理解就越透徹，他們在解決實際問題的時候才能夠舉一反三、觸類旁通。再比如，化學動力學這一章節一共包含二十多項教學內容，講授者應選擇與藥物制劑專業有緊密聯系的知識點進行詳細地講解。其中涉及反應級數的知識點很多，但只有對簡單級數反應掌握的比較熟練，同學們在解決其他復雜反應的時候才會更有信心。而且一級反應是必須重點講解的知識點，許多熱分解反應、分子重排反應、藥物在生物體內的吸收、分布、代謝和排泄過程，常常被看作一級反應或者準一級反應來處理。表面現象是自然界中隨處可見的現象，特別是從藥物的合成、提取、分析、制劑的準備、制劑的性質、藥物在體內的作用和代謝均與表面現象有關。而表面活性劑及其重要作用是藥劑專業應該重點掌握的內容，它們對藥物制劑的生產工藝及藥劑的質量都具有重要的指導作用。

2.重視理論聯系實際，激發學生學習興趣

美國心理學家和教育家布盧姆說過：“學習的最大動力，是對學習材料的興趣。”物理化學的原理枯燥難懂，單單講授物理化學中書本的知識，而缺少與實際生活的聯系，或者授課者忽視了物理化學與專業知識的聯系，學生們學習的興趣就不大。然而針對晦澀難懂的理論要點既要講清楚又要講透徹，因此為了激發學生的學習興趣，務必要注重理論聯系實際，通過物理化學知識的學習來解決本專業或者生活中常見的問題。比如，應用熱力學第一定律和第二定律是學好熱力學的基礎，講授者可以通過解釋人體能量的新陳代謝作用幫助學生理解內能與熱量和功之間的關系；熱力學第二定律引入熵的概念，對于孤立體系可以利用熵增加原理來判斷自發過程，實際上如果一個健康的生物體應該保持deS<0，diS>0的條件，才能夠維持生命的延續。表面上看這與熵增加原理存在相互矛盾的地方，但實際上生物體屬于一個熱力學開放體系，處于非平衡態，以攝取食物并加以分解為代價而成長，使生物體從無序進入有序的耗散狀態，這與熱力學學第二定律理論并不沖突。對于分歧較大的問題和較難的知識點，可以通過小組討論的方式，結合教師的最終講解，確定正確的理論觀點，使同學們加深對知識點的理解。為了激發學生的學習興趣，我們教研室也嘗試著通過學生主動參與科研課題的研究工作，幫助學生建立科研小組，讓他們在了解科學前沿的基礎上，通過主動學習與科研課題相關的知識來增加對物理化學的興趣。例如我們科研小組通過測定不同復合材料對廢水中的染料或者重金屬離子的吸附能力，對材料的最大吸附量、吸附等溫線和熱力學曲線等相關數據進行研究、分析和處理。要想對實驗結果做出比較合理地解釋，這就要求科研小組成員有主動學習的能力，能夠較好地掌握吸附等溫線以及熱力學函數的相關知識。通過理論與實踐的聯系，不僅培養了學生對學習物理化學的興趣，同時也提高了學生的動手能力、邏輯思維能力和解決實際問題的能力。

3.引入計算機軟件處理技術，優化物理化學實驗

物理化學實驗通常會產生大量的實驗數據，最常見的方法就是通過計算器處理非常復雜的實驗數據，然后將處理過的數據用坐標紙作圖，通過描點法確定線性或非線性關系。這種簡單的處理數據的方法受人為因素影響很大、重現性很差、浪費時間、獲得的實驗結果與理論值存在很大的偏差。采用傳統的數據處理方法使同學們產生很大的挫敗感，容易使學生失去對物理化學的學習熱情，因此在物理化學實驗課中引入計算機數據處理軟件顯得尤為重要。相對Excel、Powerpoint和Matlab等數據處理軟件，Origin具有功能強大、快速、靈活、使用方便等特點，在學術科研領域有著廣泛的應用。例如，物理化學實驗中的B-Z振蕩反應中求算振蕩反應的表觀活化能實驗：首先測定在一定的溫度條件下反應所用的振蕩時間t振，再根據阿倫尼烏斯方程ln（1/t）=-（E/RT）+lnA（式中E為表觀活化能，R=8.314J/Kmol，T為熱力學溫度，A為經驗常數），分別以1/T為橫坐標和ln（1/t振）為縱坐標，最后將獲得的具體數值輸入到Origin軟件里，選中數據在Plot菜單中選scatter選項得到散點圖，點擊Analysis菜單選擇FitLinear，就會得到經過計算機擬合后的直線。軟件會給出擬合直線的斜率、截距及相關系數，然后從已知直線的斜率求算出反應的表觀活化能E振=52.92kJ/mol，相關系數為R=0.9993。在物理化學實驗教學中也要注意與藥劑專業知識的聯系，例如將蔗糖水解速率常數測定的實驗改為同樣符合一級降解動力學的硫酸鏈霉素水解速率常數的測定，利用相似的教學方法也可以完成對硫酸鏈霉素水解反應速率常數的測定，以ln（αt-α∞]）對時間t作圖，可得一條擬合的直線，通過計算機直接得出的斜率求算藥物的半衰期。以上實例說明：將計算機數據處理軟件引入物理化學實驗課堂，簡化了數據處理過程，得出的實驗結果更具有科學性，這不僅能夠提高學生學習的主動性和積極性，同時也能夠激發他們的學習興趣，為今后從事論文的書寫和科研實踐打下良好的基礎。

4.改革考核方式，注重能力培養

良好的課程考核方式能積極、有效地引導學生形成良好的學習習慣，激發學生的學習興趣。傳統的知識記憶性考試在一定程度上制約了學生的創新思維，使學生對知識的學習缺乏主動性；加之物理化學的公式較多，計算題的難度較大，學生往往會具有畏難情緒和挫敗感。因此，單純以終結性考試為主要形式的考核方式，并不能夠全面反映學生對物理化學課程的學習質量，只有對考核方式進行革新，才能讓教育評價真正發揮導向功能。考核成績由平時成績、實驗成績和理論成績三部分組成，針對藥物制劑專業物理化學課程的考核方式，應緊密圍繞該專業特點，針對與專業知識有重要聯系的章節進行平時成績的考核，要求學生獨立完成，把成績計入總分，其比例可占總成績10%-20%。物理化學實驗成績主要由出勤率、實驗操作技能、實驗報告的書寫和實驗臺面的整潔程度來全面評定，每次實驗結束后都要進行綜合評價，直接給出本次實驗分數。實驗分數的透明化使他們不僅對每次成績具有知情權，也使他們認識到自身的不足，督促他們在后續的實驗中繼續改進和提高，物理化學實驗成績占總成績的20%～40%。期末采取閉卷考試形式，命題時應盡量減少套用公式的題目，避免與專業知識的脫節，適當增加一些與藥物制劑相關的知識點，這樣可以有助于提高學生綜合解決問題的能力，避免學生搞臨時突擊學習而不注重知識積累現象的發生。

三、結語

物理化學教學改革必須從根本上改變“重理論、輕實踐”和“重結果、輕過程”的單一而陳舊的教學模式。藥物制劑專業的物理化學課程建設只有從培養目標出發，以提高學生的專業技能為根本，結合藥物制劑的專業特點進行教學改革，才能夠培養出適應行業需要的高素質復合型專業人才。為此需要加強物理化學教學與藥物制劑專業相關知識點的聯系，提倡“少而精”的教授方法；在實踐中強調科學技能與先進技術的結合，激發學生的學習興趣；考核方式上采用能全面反映學生綜合素質的評價體系。建立物理化學課程與藥物制劑專業融合的教學模式是一個長期的教學實踐過程，需要廣大教師在日常教學中堅持、改進和不斷完善。

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