制药工程专升本物理化学及实验课程教学改革探讨

2019-02-18，，，，

山东化工 2019年1期

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(台州学院医药化工与材料工程学院，浙江台州 318000)

制药工程(专升本)专业是台州学院最近几年新开设的一个专业，专升本教育是优秀的专科学生继续获得知识，实验技术和提高学历层次深造的重要途径，同时可满足地方经济快速发展对人才的需求，顺应现代科技和人才发展的要求。为了保证本科阶段知识的系统性，按照本校人才培养目标要求，并考虑到学时少实际情况，我们把物理化学理论课与实验课合成一门课称为物理化学及实验课程。其中理论课教学安排48课时，实验课教学安排16课时，总课时为64课时。如何在有限的课时内让学生学到更多的知识，为此，我们在近几年的教学实践中不断对制药专升本专业物理化学及实验改革进行研究和探索。从物理化学及实验课程的特殊性和制药工程(专升本)的专业特点出发，结合自身实际教学经验，从整合和优化教学内容、改革教学模式、改革考核模式等多个方面提进行，这对于地方院校制药类专科生升本科生的培养具有重要的理论意义。

1 优化理论课教学内容

针对专升本的学生，因学生来自于不同的学校和不同的专业，专升本学生专业背景复杂，有药学、中药、药品药品经营与管理等专业，不同的学生的基础不同,针对物理化学因需些高等数学知识等特点，我们用一定的时间专门给学生复习巩固了物理化学理论课要用到的高等数学微积分知识，使学生对于理解物理化学课本中的公式觉的并不困难。

限于理论课教学只有48课时，根据我们的教学计划，我们选择了天津大学物理化学教研室编的物理化学(简明版)教材，该教材删除了量子力学和统计热力学的内容，内容精炼，便于学生携带和学习。教材章节重新规划，掌握重难点，优化教学内容，贯彻少而精的思路，制定合适的教学大纲和教学进度计划。对部分章节中较难且相关性不大的内容，如对应状态原理及普通化压缩因子图、麦克斯韦关系式和离子的迁移数的测定方法等相关内容可以略去不讲; 根据学生现有的知识水平，对教学内容进行相应的减少或适度的增加，如中学阶段学生就学过胶体的知识等内容，为避免重复学生已经学过的知识，根据学生的知识体系进行侧重讲解，突出重点，重点讲解溶胶的胶团结构和扩散双电层理论。

2 优化实验课教学内容，引入药物设计软件的学习

对于实验课程，为了确保实验安全，先对学生进行了物理化学实验安全知识的讲座。为了提高学生实验数据的处理，开设了计算机软件在数据处理的应用的课程，重点是让学生掌握Origin软件处理直线和曲线拟合。我们自编写合适的实验讲义，选择了和实际联系比较紧密的实验如纯物质液体饱和蒸气压的测定，通过这个实验可以深刻的理解理论课学习的克-刻方程，可以更好的的理解液体的饱和蒸汽压和温度的关系，知道为什么高山上米饭煮不熟，要用高压锅的原因，和生活密切相关。通过粘度法测高聚物相对分子质量掌握恒温槽和数字式温度计的使用。还有选择蔗糖水解和乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定的实验，除了可以学习到电导率和旋光仪等仪器的使用外，还可以让学生进一步理解理论课学习一级反应和二级反应的动力学特点，实验和理论知识相互渗透。

除了和理论课相关的实验教学外，还引入药物设计软件的学习，如药物设计专业软件Sybyl和免费开源的分子对接软件AutoDock，同时也学习了显示分子三维结构的软件Pymol,VMD,Gaussview等。在教学实践中，开展了白藜芦醇对醛糖还原酶的抑制作用的机理研究，利用AutoDock进行白藜芦醇与醛糖还原酶的对接工作，得到对接后的复合物的结合能。同时利用Pymol等软件显示出蛋白醛糖还原酶[1]与小分子白藜芦醇的结合位点，探索其抑制作用的机理。让学生学习软件的同时应用到科研中去，解决实际问题，大大提高学习兴趣。

对每个实验的注意事项及仪器设备使用方法讲解清楚，并做成视频，放在网络在线课堂，便于学生熟悉实验仪器的使用，在实验的教学过程中随时跟进指导。鼓励学有余力的本科生积极参加实验仪器的使用的讲解，建立适合培养制药(专升本)专业的物理化学及实验的教学平台。

3 强化实际应用，特别是在制药领域的应用。

物理化学公式较多，且每个公式都有其适用范围，应弱化公式的推导，强化应用，大大降低课程的学习难度。讲授过程中在基本理论知识的讲解的同时，要结合具体的实例，如讲饱和蒸气压的时候可以联系南方人冬天到北方去，嘴唇为什么容易干裂，原因是北方的冬天天气干燥，相对湿度低，大气中的水蒸气的分压小于该温度下的饱和饱和蒸气压，液体水分容易蒸发为水蒸气。

热力学、动力学、界面和胶体化学等物理化学原理在制药领域的应用，可以降低课程的抽象性和增强课程的趣味性。如药物合成路线选择和工艺优化要用到物理化学中热力学和动力学等相关知识[2]，药物代谢动力学、药物稳定性等研究运用化学动力学知识，药物的合成也可以用电化学相关知识，在药物载体中，表面活性剂的加入可以减少药物分子与水分子的接触，对药物起到保护作用，因此可以抑制其水解[3-4]。在有机蒸馏时为什么不能忘记加沸石而烧水时不用加沸石，让学生利用界面知识开尔文方程进行解释。如果要使水溶性的农药能附在植物上，要在农药中加表面活性剂，使农药与植物叶子的接触角小于90°[5]，让农药能润湿植物的茎叶，以提高杀虫的效果。这些应用实例的讲解不但可以加深学生对课本知识的理解，还会让学生对物理化学产生浓厚的学习兴趣，进一步促进课程的教学。

4 多法并用，让学生上课专心

物理化学是一门理论性极强的学科[6]，利用单一教学法授课易使学生产生疲劳和分心，在课堂上应用多种课堂教学方法，板书和多媒体相互结合，对于物理化学公式的推导，多用板书，对于一些变化过程，如卡诺循环、可逆过程等可以做成Flash，使得学生更好理解。课后调研，比如，让学生通过网络，查文献了解下现在电池的发展现状，写个综述。即锻炼了学生查文献的能力，写综述，为以后学生写本科毕业论文打下了基础。

推行台州学院的席卡制度，每个学生上课时都要带上写上自己名字的席卡，这样哪个学生上课态度怎么样，老师一目了然，提高了课堂纪律和上课出勤率。

5 改革课程考核体系

物理化学及实验作为专业基础课，重点考核对基本概念和理论的理解及应用能力，在考核形式上可以加重平时成绩和实验的考核。理论课期末考试成绩、实验部分成绩和平时成绩分别占70%、20%和10%。平时成绩包括作业、考勤与课堂表现三部分。实验部分的成绩分配为预习占20%、实验操作占40%、实验报告占40%。对于实验课，我们推行了实验预习报告和实验报告分开写。预习报告写实验目的、原理、仪器试剂及实验内容。实验报告只写实验数据处理与实验心得。这样的好处是，做实验前老师先检查学生写的预习报告，使学生对实验先有一定的了解，再听一遍老师的讲解，效果会更好。