制藥工程專升本物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探討

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(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(gè)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(shí)驗(yàn)技術(shù)和提高學(xué)歷層次深造的重要途徑，同時(shí)可滿足地方經(jīng)濟(jì)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(biāo)要求，并考慮到學(xué)時(shí)少實(shí)際情況，我們把物理化學(xué)理論課與實(shí)驗(yàn)課合成一門課稱為物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程。其中理論課教學(xué)安排48課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)安排16課時(shí)，總課時(shí)為64課時(shí)。如何在有限的課時(shí)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(shí)踐中不斷對制藥專升本專業(yè)物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)改革進(jìn)行研究和探索。從物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程的特殊性和制藥工程(專升本)的專業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合自身實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，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(gè)方面提進(jìn)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。

1 優(yōu)化理論課教學(xué)內(nèi)容

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(diǎn)，我們用一定的時(shí)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(shí)，根據(jù)我們的教學(xué)計(jì)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(jì)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(diǎn)，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(jìn)度計(jì)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(jìn)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(jìn)行側(cè)重講解，突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散雙電層理論。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容，引入藥物設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)

對于實(shí)驗(yàn)課程，為了確保實(shí)驗(yàn)安全，先對學(xué)生進(jìn)行了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全知識的講座。為了提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，開設(shè)了計(jì)算機(jī)軟件在數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用的課程，重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)講義，選擇了和實(shí)際聯(lián)系比較緊密的實(shí)驗(yàn)如純物質(zhì)液體飽和蒸氣壓的測定，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)，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(jìn)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(diǎn)，實(shí)驗(yàn)和理論知識相互滲透。

除了和理論課相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，還引入藥物設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)，如藥物設(shè)計(jì)專業(yè)軟件Sybyl和免費(fèi)開源的分子對接軟件AutoDock，同時(shí)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(shí)踐中，開展了白藜蘆醇對醛糖還原酶的抑制作用的機(jī)理研究，利用AutoDock進(jìn)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(shí)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(diǎn)，探索其抑制作用的機(jī)理。讓學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的同時(shí)應(yīng)用到科研中去，解決實(shí)際問題，大大提高學(xué)習(xí)興趣。

對每個(gè)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)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(shí)驗(yàn)儀器的使用，在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中隨時(shí)跟進(jìn)指導(dǎo)。鼓勵(lì)學(xué)有余力的本科生積極參加實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的教學(xué)平臺。

3 強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用，特別是在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

物理化學(xué)公式較多，且每個(gè)公式都有其適用范圍，應(yīng)弱化公式的推導(dǎo)，強(qiáng)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(shí)，要結(jié)合具體的實(shí)例，如講飽和蒸氣壓的時(shí)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(qiáng)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(yùn)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(hù)作用，因此可以抑制其水解[3-4]。在有機(jī)蒸餾時(shí)為什么不能忘記加沸石而燒水時(shí)不用加沸石，讓學(xué)生利用界面知識開爾文方程進(jìn)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(shí)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(jìn)一步促進(jìn)課程的教學(xué)。

4 多法并用，讓學(xué)生上課專心

物理化學(xué)是一門理論性極強(qiáng)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(xiàn)了解下現(xiàn)在電池的發(fā)展現(xiàn)狀，寫個(gè)綜述。即鍛煉了學(xué)生查文獻(xiàn)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(gè)學(xué)生上課時(shí)都要帶上寫上自己名字的席卡，這樣哪個(gè)學(xué)生上課態(tài)度怎么樣，老師一目了然，提高了課堂紀(jì)律和上課出勤率。

5 改革課程考核體系

物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)作為專業(yè)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)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(shí)成績和實(shí)驗(yàn)的考核。理論課期末考試成績、實(shí)驗(yàn)部分成績和平時(shí)成績分別占70%、20%和10%。平時(shí)成績包括作業(yè)、考勤與課堂表現(xiàn)三部分。實(shí)驗(yàn)部分的成績分配為預(yù)習(xí)占20%、實(shí)驗(yàn)操作占40%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%。對于實(shí)驗(yàn)課，我們推行了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分開寫。預(yù)習(xí)報(bào)告寫實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器試劑及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報(bào)告只寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)心得。這樣的好處是，做實(shí)驗(yàn)前老師先檢查學(xué)生寫的預(yù)習(xí)報(bào)告，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)先有一定的了解，再聽一遍老師的講解，效果會更好。

6 結(jié)語

近年來，我們在制藥專升本專業(yè)實(shí)施的物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐，讓學(xué)生認(rèn)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。