制药工程专业无机化学课程教学的思考与探索

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(湖北大学 化学化工学院，湖北 武汉 430062)

无机化学是制药工程专业学生学习的第一门基础必修课程，对于学生专业思维的培养，以及在帮助学生顺利从高中应试教育过渡到大学自主学习的过程中起着重要的作用，是实现高素质、能力型、工程化创新型复合交叉人才培养目标的基础。无机化学的授课对象为刚进入大学校园的新生，学生基础参差不齐，对本专业的办学目标及职业发展前景比较迷茫，加上学习内容的深度及广度大幅度增加，学生很容易产生学习动力不足、兴趣缺乏、自主学习能力弱等现象。根据制药工程专业的要求及特点，我们对无机化学的教学从三个方面即绪论“第一课”、课程内容安排、教学模式进行了探索和实践，以培养学生学习兴趣、自主学习的能力及创新思维。

1 绪论“第一课”，注重学生化学思维的培养

作为先导课的无机化学绪论课，起着介绍课程的学科地位和教材主要内容的主导作用。绪论“第一课”不仅要介绍化学的定义、研究对象、研究范围以及化学在自然学科中的地位，引导学生清晰的认识无机化学这门基础课程，使其对学习内容、学习方法等有一个全方位的了解[1]，而且还要重点结合该学科发展的前沿及科学史，通过实例介绍化学在制药领域的一些贡献和已经取得的重要成就，说明化学与制药间存在着非常密切的关系，使学生充分认识到制药专业对于人类健康和社会发展所作出的巨大贡献，以提高学生对该专业的热爱。如引入一线抗疟药青蒿素类药物的发展历程，首先介绍2015年10月，屠呦呦因为发现了一种可以显著降低疟疾患者死亡率的药物青蒿素，从而成为世界首位获得诺贝尔医学奖的中国科学家。青蒿素类药物的发现和应用不仅挽救了全球数百万人的生命，而且促进了其他科学领域的发展。青蒿素化学结构非常复杂，在天然植物中含量极低，很难直接提取，从而促进了人工合成青蒿素领域的研究；而化学合成的低效率限制了青蒿素的应用，又促进了青蒿素合成生物学的发展。目前科学家现在已经可以成功地将青蒿素的生物合成酶基因克隆到酵母中，生成半合成的青蒿素。此外靶向抗癌药物的前沿研究及应用等也都是很好的例子。通过这些实例的介绍不仅可以使枯燥的绪论课变的生动、活泼，还可以使学生认识到化学学科在制药领域的重要性，激发学生的创新思维，逐步培养、提高学生的专业思想和综合素质。

2 围绕培养目标，优化教学内容，引入案例拓宽学生的知识面

2.1 根据学生特点，模块化、层次分明的安排教学内容

无机化学课程是高等院校化学、化学工程与工艺、应用化学等与化学相近的本科生必修的第一门专业课，并开设在一年级第一学期，其在整个化学相关课程的学习中所处的地位是非常重要的，既需要衔接高中所学的化学基础知识用，还要系统学习化学动、热力学基础、化学平衡、物质的结构及元素化学等为后续的物理化学、分析化学等专业课程的学习打好理论和实践基础[2]。因此根据湖北大学制药工程专业的人才培养方案，针对大一新生化学基础不均衡的特点，无机化学教学团队首先在全年级各专业采取问卷调查的形式初步了解学生高中所掌握的化学知识，例如2017级制药工程专业共有40名学生，仅一名学生选修了原子及分子结构，其他39名学生在高中阶段均选修了有机化学相关内容。因此我们调整了《无机化学》教材的48学时内容，首先系统讲述学生在高中阶段有所接触的、易懂的酸与碱、溶解与沉淀、氧化与还原三章化学平衡的知识，重点加强学生对影响化学平衡移动因素的理解及定量计算；第二阶段内容为物质的结构部分即原子结构、分子结构、配位化合物；第三阶段在掌握物质结构基础知识的支撑下学习元素化学及周期率。此循序渐进、模块化教学内容的安排使学生在有限学时数的情况下，掌握一般无机化学问题的理论分析和相关计算。

2.2 立足专业特点，结合“接地气”案例丰富教学内容

无机化学的内容包括化学基本原理及元素无机化学，学生在学习的过程中普遍反映内容比较枯燥，对于比较抽象的原子及分子结构部分的内容则更难以理解。据统计，学生因为对化学或本专业特点的不了解，申请转专业的现象尤为严重，因此为了激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习、增强其分析及解决问题的能力，及培养其专业素养。在教学环节中，笔者引入了实际案例，通过设疑、鼓励学生查阅资料、讨论等方式理解、强化所学理论知识。例如在讲述第一章渗透压的知识点时，先布置课外作业： ①请大家查阅临床上经常使用的葡萄糖及氯化钠溶液的浓度分别为多少？为什么？② 反渗透是目前较为先进的分离技术，已被广泛应用于制药行业，进行纯化、分离不同的物质，请查阅文献了解其工作的基本原理。新课开始前，花大约10分钟的时间请同学们各抒己见，相互启发及引导，最后根据讨论结果引出渗透压的概念及相关计算。诸如此类的与制药相关的、“接地气”的应用实例，不仅丰富、拓宽了学生的知识面，而且激发了学生学习理论知识的兴趣，明白了制药工程专业在实际生活中的重要性，为树立其专业思想起到了积极的作用。

3 多元化的教学模式

当前形势下，高中阶段老师普遍采用应试教育方式，主要通过题海战术来掌握和消化所学的内容，而大学课程的特点是内容多、广、深，很显然“填鸭式”的教学模式已不适用于大学阶段的学习。采用启发式的教学方法以引导学生学会归纳、总结知识，培养学生自主学习的能力，是非常有必要的。除此之外，在参考、借鉴同行优秀的经验基础之上，我们通过探索、实践在各专业的无机化学教学中采取了多元化的教学模式使课堂更加动感、活泼，增强了师生之间的交流互动，并培养了学生的创新能力。

3.1 充分应用多媒体辅助技术使内容动感

随着现代教育技术的发展，充分应用信息技术手段在大学教学课堂中已成为普遍现象。多媒体辅助教学不仅能增大课堂容量、提高教学效率[3]，还能让教学内容变得动感，可调动学生的学习激情，有助于学生在轻松的氛围中主动学习知识。例如，在物质的结构相关章节的讲述中，采用动画或立体模型展示分子的结构、分子形成过程中的能量变化问题，以及轨道的杂化与成键等，让学生更加直观的了解原子、分子结构的相关理论，使抽象的知识形象化、动感化。元素部分的讲解中，多使用flash动画制作的元素性质实验，引导学生观察实验现象、提出问题、引入新课，最后找到解释现象的相关原理。如 Ag+配合物的知识点，首先多媒体显示Ag+与Cl-的反应，观察到有白色沉淀产生，然后依次加入NH3·H2O、Br-、Na2S2O3、I-及CN-，引导学生详细描述实验现象，设疑、讨论，最后引出问题：根据此实验是否可以通过由AgCl、AgBr、AgI的Ksp大小计算比较[Ag(NH3)2]+、[Ag(S2O3)2]3-、[Ag(CN)2]-三种配离子的稳定平衡常数的大小？课堂效果显示学生对化学实验现象的变化非常感兴趣，能够积极主动的思考问题并寻找答案，自己归纳总结Ag+配合物的相关知识。此教学方法也在一定程度上活跃了课堂气氛、使元素化学的学习不再枯燥。

3.2 微课平台教学

网络信息时代下，“幕课”、“微课”的建设及应用已成为教育领域的新元素。所谓幕课、微课即利用网络平台如微信公众号等向学生传授学科知识，学生通过平台进行学习、沟通交流及问题讨论等[4]。师生不受时间与地点的限制，实现互动，教师也可通过平台对学生进行答疑[4]。幕课最大的优点即具有开放性，无机化学教学团队的骨干教师在校基金的支持下建立了微课平台[5]，将工科专业的无机化学重难点内容录制成短小视频上传至平台，弥补了课堂教学由于学时数限制而无法深入强化学习内容的缺陷，使学生在课外能够反复的观看、学习、思考以理解知识点。此外微信平台中还加入了易错习题的解答，化学视野、开放试验及学习交流等板块，学生可根据自己的兴趣进入相应的板块学习，并在“学习交流”板块进行提问、交流和讨论，教师也可在平台上对学生进行答疑。实践结果表明，微课教学弥补了传统无机化学教学的不足，激发了学生的学习兴趣，对学生自学能力及创新思维的培养有很大的帮助。

4 结论

针对制药工程的培养目标和专业特点，在无机化学绪论“第一课”中引入与制药发展相关的案例，使学生认识到化学学科在制药领域的重要性；调查学生高中阶段的知识结构，有导向性的、模块化的安排教学内容，结合与制药相关的、“接地气”的应用实例，丰富、拓宽学生的知识面；充分利用多媒体辅助及微课等多元化的教学方式，弥补了传统无机化学教学的不足。这些探索与改革的实施在提高制药工程专业学生自主学习能力，培养其专业兴趣、科学思维及创新能力等方面都起到了积极的作用。