, ,, ,
(臺州學(xué)院 醫(yī)藥化工與材料工程學(xué)院,浙江 臺州 318000)
制藥工程(專升本)專業(yè)是臺州學(xué)院最近幾年新開設(shè)的一個專業(yè),專升本教育是優(yōu)秀的??茖W(xué)生繼續(xù)獲得知識,實驗技術(shù)和提高學(xué)歷層次深造的重要途徑,同時可滿足地方經(jīng)濟快速發(fā)展對人才的需求,順應(yīng)現(xiàn)代科技和人才發(fā)展的要求。為了保證本科階段知識的系統(tǒng)性,按照本校人才培養(yǎng)目標要求,并考慮到學(xué)時少實際情況,我們把物理化學(xué)理論課與實驗課合成一門課稱為物理化學(xué)及實驗課程。其中理論課教學(xué)安排48課時,實驗課教學(xué)安排16課時,總課時為64課時。如何在有限的課時內(nèi)讓學(xué)生學(xué)到更多的知識,為此,我們在近幾年的教學(xué)實踐中不斷對制藥專升本專業(yè)物理化學(xué)及實驗改革進行研究和探索。從物理化學(xué)及實驗課程的特殊性和制藥工程(專升本)的專業(yè)特點出發(fā),結(jié)合自身實際教學(xué)經(jīng)驗,從整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)模式、改革考核模式等多個方面提進行,這對于地方院校制藥類??粕究粕呐囵B(yǎng)具有重要的理論意義。
針對專升本的學(xué)生,因?qū)W生來自于不同的學(xué)校和不同的專業(yè),專升本學(xué)生專業(yè)背景復(fù)雜,有藥學(xué)、中藥、藥品藥品經(jīng)營與管理等專業(yè),不同的學(xué)生的基礎(chǔ)不同,針對物理化學(xué)因需些高等數(shù)學(xué)知識等特點,我們用一定的時間專門給學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固了物理化學(xué)理論課要用到的高等數(shù)學(xué)微積分知識,使學(xué)生對于理解物理化學(xué)課本中的公式覺的并不困難。
限于理論課教學(xué)只有48課時,根據(jù)我們的教學(xué)計劃,我們選擇了天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編的物理化學(xué)(簡明版)教材,該教材刪除了量子力學(xué)和統(tǒng)計熱力學(xué)的內(nèi)容,內(nèi)容精煉,便于學(xué)生攜帶和學(xué)習(xí)。教材章節(jié)重新規(guī)劃,掌握重難點,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,貫徹少而精的思路,制定合適的教學(xué)大綱和教學(xué)進度計劃。對部分章節(jié)中較難且相關(guān)性不大的內(nèi)容,如對應(yīng)狀態(tài)原理及普通化壓縮因子圖、麥克斯韋關(guān)系式和離子的遷移數(shù)的測定方法等相關(guān)內(nèi)容可以略去不講; 根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識水平,對教學(xué)內(nèi)容進行相應(yīng)的減少或適度的增加,如中學(xué)階段學(xué)生就學(xué)過膠體的知識等內(nèi)容,為避免重復(fù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的知識,根據(jù)學(xué)生的知識體系進行側(cè)重講解,突出重點,重點講解溶膠的膠團結(jié)構(gòu)和擴散雙電層理論。
對于實驗課程,為了確保實驗安全,先對學(xué)生進行了物理化學(xué)實驗安全知識的講座。為了提高學(xué)生實驗數(shù)據(jù)的處理,開設(shè)了計算機軟件在數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用的課程,重點是讓學(xué)生掌握Origin軟件處理直線和曲線擬合。我們自編寫合適的實驗講義,選擇了和實際聯(lián)系比較緊密的實驗如純物質(zhì)液體飽和蒸氣壓的測定,通過這個實驗可以深刻的理解理論課學(xué)習(xí)的克-刻方程,可以更好的的理解液體的飽和蒸汽壓和溫度的關(guān)系,知道為什么高山上米飯煮不熟,要用高壓鍋的原因,和生活密切相關(guān)。通過粘度法測高聚物相對分子質(zhì)量掌握恒溫槽和數(shù)字式溫度計的使用。還有選擇蔗糖水解和乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定的實驗,除了可以學(xué)習(xí)到電導(dǎo)率和旋光儀等儀器的使用外,還可以讓學(xué)生進一步理解理論課學(xué)習(xí)一級反應(yīng)和二級反應(yīng)的動力學(xué)特點,實驗和理論知識相互滲透。
除了和理論課相關(guān)的實驗教學(xué)外,還引入藥物設(shè)計軟件的學(xué)習(xí),如藥物設(shè)計專業(yè)軟件Sybyl和免費開源的分子對接軟件AutoDock,同時也學(xué)習(xí)了顯示分子三維結(jié)構(gòu)的軟件Pymol,VMD,Gaussview等。在教學(xué)實踐中,開展了白藜蘆醇對醛糖還原酶的抑制作用的機理研究,利用AutoDock進行白藜蘆醇與醛糖還原酶的對接工作,得到對接后的復(fù)合物的結(jié)合能。同時利用Pymol等軟件顯示出蛋白醛糖還原酶[1]與小分子白藜蘆醇的結(jié)合位點,探索其抑制作用的機理。讓學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的同時應(yīng)用到科研中去,解決實際問題,大大提高學(xué)習(xí)興趣。
對每個實驗的注意事項及儀器設(shè)備使用方法講解清楚,并做成視頻,放在網(wǎng)絡(luò)在線課堂,便于學(xué)生熟悉實驗儀器的使用,在實驗的教學(xué)過程中隨時跟進指導(dǎo)。鼓勵學(xué)有余力的本科生積極參加實驗儀器的使用的講解,建立適合培養(yǎng)制藥(專升本)專業(yè)的物理化學(xué)及實驗的教學(xué)平臺。
物理化學(xué)公式較多,且每個公式都有其適用范圍,應(yīng)弱化公式的推導(dǎo),強化應(yīng)用,大大降低課程的學(xué)習(xí)難度。講授過程中在基本理論知識的講解的同時,要結(jié)合具體的實例,如講飽和蒸氣壓的時候可以聯(lián)系南方人冬天到北方去,嘴唇為什么容易干裂,原因是北方的冬天天氣干燥,相對濕度低,大氣中的水蒸氣的分壓小于該溫度下的飽和飽和蒸氣壓,液體水分容易蒸發(fā)為水蒸氣。
熱力學(xué)、動力學(xué)、界面和膠體化學(xué)等物理化學(xué)原理在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用,可以降低課程的抽象性和增強課程的趣味性。如藥物合成路線選擇和工藝優(yōu)化要用到物理化學(xué)中熱力學(xué)和動力學(xué)等相關(guān)知識[2],藥物代謝動力學(xué)、藥物穩(wěn)定性等研究運用化學(xué)動力學(xué)知識,藥物的合成也可以用電化學(xué)相關(guān)知識,在藥物載體中,表面活性劑的加入可以減少藥物分子與水分子的接觸,對藥物起到保護作用,因此可以抑制其水解[3-4]。在有機蒸餾時為什么不能忘記加沸石而燒水時不用加沸石,讓學(xué)生利用界面知識開爾文方程進行解釋。如果要使水溶性的農(nóng)藥能附在植物上,要在農(nóng)藥中加表面活性劑,使農(nóng)藥與植物葉子的接觸角小于90°[5],讓農(nóng)藥能潤濕植物的莖葉,以提高殺蟲的效果。這些應(yīng)用實例的講解不但可以加深學(xué)生對課本知識的理解,還會讓學(xué)生對物理化學(xué)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,進一步促進課程的教學(xué)。
物理化學(xué)是一門理論性極強的學(xué)科[6],利用單一教學(xué)法授課易使學(xué)生產(chǎn)生疲勞和分心,在課堂上應(yīng)用多種課堂教學(xué)方法,板書和多媒體相互結(jié)合,對于物理化學(xué)公式的推導(dǎo),多用板書,對于一些變化過程,如卡諾循環(huán)、可逆過程等可以做成Flash,使得學(xué)生更好理解。課后調(diào)研,比如,讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò),查文獻了解下現(xiàn)在電池的發(fā)展現(xiàn)狀,寫個綜述。即鍛煉了學(xué)生查文獻的能力,寫綜述,為以后學(xué)生寫本科畢業(yè)論文打下了基礎(chǔ)。
推行臺州學(xué)院的席卡制度,每個學(xué)生上課時都要帶上寫上自己名字的席卡,這樣哪個學(xué)生上課態(tài)度怎么樣,老師一目了然,提高了課堂紀律和上課出勤率。
物理化學(xué)及實驗作為專業(yè)基礎(chǔ)課,重點考核對基本概念和理論的理解及應(yīng)用能力,在考核形式上可以加重平時成績和實驗的考核。理論課期末考試成績、實驗部分成績和平時成績分別占70%、20%和10%。平時成績包括作業(yè)、考勤與課堂表現(xiàn)三部分。實驗部分的成績分配為預(yù)習(xí)占20%、實驗操作占40%、實驗報告占40%。對于實驗課,我們推行了實驗預(yù)習(xí)報告和實驗報告分開寫。預(yù)習(xí)報告寫實驗?zāi)康?、原理、儀器試劑及實驗內(nèi)容。實驗報告只寫實驗數(shù)據(jù)處理與實驗心得。這樣的好處是,做實驗前老師先檢查學(xué)生寫的預(yù)習(xí)報告,使學(xué)生對實驗先有一定的了解,再聽一遍老師的講解,效果會更好。
近年來,我們在制藥專升本專業(yè)實施的物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革和實踐,讓學(xué)生認識到物理化學(xué)原理與制藥專業(yè)知識的密切關(guān)系,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)知識的興趣,有效地提高了教師的課堂教學(xué)效果,學(xué)生的懂手能力和成績明顯提高。