浅谈中药专业物理化学教学内容改革

赵小军
[摘 要]物理化学是中医药类院校中药专业的重要基础课。根据教学实践,从课程讲授重点、培养学生兴趣、理论与实际结合以及加强实验技能等各方面对中医药类院校中药专业物理化学教学内容的改革进行了初步的探讨。
[关键词]教学改革;课程结合;实验技能
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)06-0019-02
物理化学是中医药类院校中药专业的重要基础课,与其他几门基础化学课相比,其难度要大得多。对中药专业的学生而言,物理化学课的难度体现在如下几点:1.概念比较抽象,如焓、熵、化学势、吉布斯自由能、表面张力等;2.公式多并且公式使用的限制条件多,如PVγ=常数的使用必须满足封闭体系理想气体绝热可逆过程的条件,缺一不可;3.数理知识要求比较高,如有些公式的推导涉及高阶偏微分。目前,中医药类院校的教学计划与综合性大学的化学专业相比[1],很多内容都进行了压缩。现阶段我校物理化学课共计80学时,除去实验部分所占用的学时外,物理化学的理论课部分实际只剩50学时左右。为此,笔者对我校物理化学课的教学从中药专业的角度进行改革提出一些看法,供大家参考。
一、合理选择教学内容以突出重点
目前,市场上针对中医药类的教材不少,我们结合学校实际情况采用了由人民卫生出版社出版李三鸣主编的《物理化学》教材。由于课时较少,有了好的教材后合理选择教学内容就显得尤为重要。物理化学的学习逻辑性强,有些知识点承前启后,不可或缺。因此,在对教材某些内容进行删减时,要保证整门课程内容的前后连贯。在药学学科中,有关新药设计、药物合成中路线选择、工艺条件确定、反应速率与机理确定等都需要化学热力学和动力学基础[2],因此,化学热力学和动力学的基本内容必须讲授。但在某些补充内容以及应用上,可以结合中药专业特点进行合理取舍。如非平衡态热力学知识较抽象,与所授内容连贯性不强,也很少用到,可以作为学生的阅读材料而不讲授。又如相平衡内容的学习,单组分体系中水的相图对中药专业的学生很有用,应作为讲授重点;二组分体系相图根据课程需要可以适当取舍,而三组分体系相图应用很少,可以全部删去。对于表面化学的内容在药学领域的应用非常广泛,从药物的分离、提取、合成、制剂的制备、药物在体内的代谢等都与表面化学有关,这部分内容应重点讲授。
二、结合课程特点以高效学习
考虑到物理化学理论课的难度,教师在授课时除了要多采用启发式教学,让学生带着问题听课外,还要根据课程特点多动脑筋。比如物理化学的许多概念都是成对出现,符合哲学上对立统一的特点,如体系与环境、理想气体与实际气体、阴极和阳极、电泳与电渗等,教师在讲授这些概念时要相辅相成,不可割裂开来,这样有助于学生对这些概念的理解和记忆。由于物理化学课的课时数较少,尽管删去了不少内容,但教师仍然觉得时间紧、任务重。因此,教师可以考虑和前置课程——无机化学相结合来讲授。我校中药专业无机化学课程在大学一年级第一学期就已学完。该课程有些知识点包含了物理化学的内容。尤其是在一些公式的基本运算上有所重复。为了节约课时,这些内容可以少讲。但讲课时需要强调,有些内容看起来重复但在两门课程的侧重点不同。如对于标准平衡常数的学习,考虑到学生知识储备不够,无机化学课程只要求学生能记住标准平衡常数公式的表示,这在后续四大平衡的学习中会用到。而在物理化学课程中,学生已经学习了化学势的概念,根据公式推导能够理解为什么标准平衡常数是温度的函数,并且能利用該常数去解决化学反应自发进行的方向和限度问题。又如电化学中能斯特方程的学习亦是如此,两门课程都包含该公式的应用和基本运算,物理化学课程中这部分内容可以少讲甚至不讲,但要帮助学生结合公式推导从本质上去理解该方程。总之,要使学生清楚虽然有些内容在这两门课程中有所重复,但不是简单的、没有意义的重复。
三、结合专业特点激发学生的学习兴趣
通过调查我们发现,我校中药专业的学生对物理化学课程普遍具有畏难心理,从而在学习中产生抵触情绪。在教学过程中,教师应多注意难易结合和专业结合,以激发学生的学习兴趣。例如,熵的概念抽象,有些学生学习时把“熵”戏称为“伤”——意指“伤”脑筋。讲授时,教师除了可以从概率和混乱度的角度多举例子外,还可以将熵与宇宙、熵与生命结合起来,可以从哲学和自然科学的角度给学生谈一谈熵的发展史,并对曾经流行的热寂论指出其错误并进行批判等,以帮助学生更好地理解熵。又如在教学中,公式的推导是重要环节。考虑到中药专业学生数理基础普遍较差,有些公式的推导难度较大,这时可灵活变通,将重点放在这些公式的应用上而省略推导过程。教师在教学中要多注意将物理化学和药学相结合,在讲到相关理论时,要善于引导学生从本专业的角度去理解学习,让学生感到学以致用,这样可以达到事半功倍的效果。例如,在学习有关稀溶液的依数性时,列举“乙醚在热带气候条件下有可能迅速汽化,因而用作外科手术的麻醉剂将会遇到困难,如何利用依数性来解决此问题?”“海水鱼和淡水鱼为什么不能交换生活环境?”“临床上为病人输液为什么必须用等渗溶液?”;在学习化学动力学知识时,举例“如何确定药物制剂的有效期预测和稳定性?”“病人用药的时间间隔根据是什么?”等。科学技术的发展日新月异,在教学中,教师可以结合课时情况给学生概括地介绍一些本专业新的研究方向和趋势。如当前纳米中药的研究发展得很快,在学习胶体分散系时,可以谈一谈这方面研究的新动向、新技术等。总之,在教学中教师应多从实际出发、多从专业出发,将物理化学与药学紧密联系,以激发学生的学习兴趣。
四、重视实验以培养学生的能力
加强学生的技能和能力训练,是培养高质量人才的关键。[3]化学是实验科学,物理化学实验尤为重要。与其他基础化学课相比,物理化学课的理论较为抽象,通过物理化学实验可以帮助学生理解、印证理论课的一些知识点。学生在实验前要认真预习实验内容,在实验时要做到心中有数,实验条件为什么这样设定?试验中有什么现象发生?实验要达到什么目的?实验课程不仅让学生掌握基本的实验技能,还要培养学生初步的实验设计和创造能力。为此,除了开设基本的物理化学实验外,还可以尝试开设一些设计性实验。例如,恒温槽是物理化学实验中普遍使用的仪器设备。很多学生对恒温槽的使用只知道照本宣科,不求甚解。我们将《恒温槽的装配和性能测试》改为设计性实验,要求学生自己动手,查询资料。实验中贝克曼温度计的调试是难点和重点,通过主动参与而不是被动接受,学生对如何调节贝克曼温度计在不同温度下的水银量深有体会,使用起来也就得心应手。在恒温槽的性能测试中,为了取得良好的恒温效果,对于如何减少恒温槽的散热性,如何合理地调节搅拌器的转速等,学生会认真思考,集思广益。最后,教师对每台装配的恒温槽给予综合评价。设计性实验能够调动学生参与实验的积极性,提高学生的动手能力、创造能力,为其以后从事科研工作打好基础。今后应多做一些这方面的尝试。
物理化学作为一门重要的基础化学课程,教学时如何使中药专业的学生克服畏难心理,如何更好地与本专业知识密切联系从而达到更好的教学效果,笔者在此仅简单介绍,以供参考。教学内容不在多,而在于使学生能“举一反三”。[4]通过物理化学课程的学习,让学生不仅能够掌握较深的物理化学理论基础,而且能今后在从事科研工作时具有较强的动手能力、创造能力,这才是目的。一个合格的中药专业学生,在走向社会、走向工作岗位后绝不能仅仅会辨辨草药、背背方歌,只有发挥出强大的创新精神,才能使中医药学这一古老的学科焕发出青春。在物理化学的教学中,如何改变旧有的、死板的教学模式,以适应时代的发展,还需大家共同努力,各抒己见,这样才能为国家培养出更多的优秀的中医药人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 傅献彩,沈文霞,姚天扬.物理化学[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2] 李三鸣.物理化学[M].北京:人民卫生出版社,2011.
[3] 郭子成,杨建一,罗青枝,等.探索知识 能力 素质的辩证统一,努力提高物理化学教学质量[J].化工高等教育,2003(1):64.
[4] 宋秋前.高校有效教学的实施策略[J].高校发展研究,2011(5):74-77.
[责任编辑:陈 明]
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