论药学专业“分析化学”课程的教学改革

黄 博，冯 旭

（广西中医药大学 药学院，广西 南宁 530200）

现代科学的四大支柱——生命科学、能源科学、材料科学、环境科学无一不与分析化学联系紧密，这说明了分析化学这个学科和社会经济的发展及人类生活关系越来越密切，对各理工农医类专业人才的分析化学知识要求将越来越高［1］。目前，分析化学教材的种类比较多，大部分教材以学生的专业区分，如理科、工科、农学、医学及药学类等［2］。分析化学根据分析方法，可以分为化学分析和仪器分析。对于药学类学生来说，有关分析仪器的操作才是对他们今后工作更有意义的，但实际上这门以实验居多的学科还是由于仪器较贵等原因较依赖讲述法，尤其是诸如800 MHz NMR等百万级别的仪器较难用于高校教学，无法直接操作仪器，较难引起学生的学习兴趣。而且，在日常药学专业的相关工作中，相较于仪器分析的内容，分析化学中的化学分析内容利用率较低，仪器分析部分是学生更需要掌握的部分，但化学分析部分作为基础理论知识又不得不着重进行讲解。因此，我们的指导思想应该站在学生的角度，使分析化学和药学学生毕业后的实际工作相衔接，适当减少化学分析中较难理解的理论知识，增加仪器分析的实践操作，让学生感受学有所用，使学科对日后工作有助力，进而最大限度地激发学生的学习潜力［3］。

删繁就简，突出重点和实用的分析化学理论知识。“分析化学”课程由于学时受限，必须突出课程的重点。应该明确对药学学生的教学目的，着眼于提高学生的综合素质，并且明确部分知识是先前无机化学、有机化学的延伸，更多地让药学专业学生掌握今后工作中必不可少的分析化学知识，无须过多地让学生着眼于公式的推导等理论性强且难以记忆的知识点［4］。从目前的分析化学教材看，药学专业的“分析化学”课程内容有较多的理论知识，包括部分化学计算及其计算公式的推导，教师需要根据实际调整甚至删除一些单一的化学学科理论内容。本文对“分析化学”部分章节内容进行如下讨论。

一、滴定分析

滴定分析是分析化学最基本的理论之一，其包括酸碱滴定法、沉淀滴定法、氧化还原滴定法及配位滴定法。此部分涉及较多公式推导，除了指示剂的选择以及滴定突跃的计算外，更多地在重复无机化学中比较烦琐的离子浓度计算问题［5］。对药学学生而言，这些内容既抽象又难以进行实际应用，除了用于大学实验室基本没有多少可用之处，而部分需要计算推导的公式对于非纯化学专业的学生来说难度偏大，无法掌握每一个知识点，难度过大导致学生难以理解，直接影响学生的学习兴趣。因此，对药学学生的滴定分析授课内容，尤其是部分公式的推导可以省略，化繁为简，甚至部分内容可以在与理论课同步的实验课上以实操的形式向学生进行演示，既能减轻学生的学习负担，又能让他们感受学习滴定分析的快乐之处，提高学生的学习兴趣。

二、重量分析

重量分析方法通常包括沉淀法、挥发法和萃取法，其中较为常用的是沉淀法。此部分在整个教材中占比较少，但在药物的水分、灰分和挥发物等测定中仍会使用，因此这部分在理论课中的讲述时间可以相应减少，通过实验课对葡萄糖的干燥失重实验，学生体验了重量分析的意义［6］。学生在初中化学就已经接触过干燥这种方法，过程也较为简单，所以在实验过程中应多向学生提问，如为何干燥时需要先在60 ℃干燥一段时间再升温至105 ℃至恒重，再引导学生了解原因。这是因为直接以105 ℃干燥会导致葡萄糖融化于结晶水中导致称重误差，60 ℃是为了先让大部分水分挥发。经过理论结合实验的讲解，让学生明白通过干燥去除结晶水并不是简单地把样品放入烘箱烘的过程，使学生对学习重量分析产生兴趣。

三、电化学分析

在分析化学中整个电化学分析理论性较强，而在实际实验以及产业化应用中只需学会操作pH计即可［7］。本章节所学的内容，如电位法的基本原理，主要涉及的化学电池内容依旧是无机化学内容的延伸，主要讲述原电池、电解池及各类电极的概念，实际需要掌握的主要为能斯特方程的计算与应用，而这一部分又与滴定分析中氧化还原滴定部分重复，在实际的授课过程中可以依照学情简略。接下来的直接电位法和电位滴定法才是本章节的重点［8］。直接电位法主要目的是测定溶液的pH值，此时应举一些实例，让药学学生明白pH值对保证机体正常活动至关重要，如血液的pH值与人体健康的关系，人的食物结构应保持酸碱平衡，这样才能有效维持血液酸碱平衡，预防疾病［9］。又如工业生产中很多情况下要控制溶液的pH值，以保证产品质量，工厂、医院等部门的排放水要求达到一定的pH值等。向药学学生讲明生活及工作中pH值举足轻重的地位后，学生自然对这一部分会提起更多的兴趣。电位滴定法，实际上是对传统滴定分析的优化，电位滴定通过pH计显示的电位变化值代替了传统滴定分析的pH值突跃，解决了人眼对指示剂变色不够敏感的问题，同时还引入了函数中难度较低的内容——拐点的一阶微商为最大值、二阶微商为零的经典理论，利用图表以更简单直观的方式呈现电位滴定结果，把复杂的问题简单化［10］。综上所述，电化学分析和传统化学滴定分析这两部分，实际上是为了突出仪器分析相较于传统化学滴定分析的优化之处，而传统化学滴定分析又是电化学分析的理论基础，因此这两部分的讲述需要教师在教学设计中进行调整。

四、光谱分析

药学类专业的教材中罗列的光谱分析法较多，最主要的包括紫外-可见分光光度法、红外光谱法、荧光光谱法、原子吸收光谱法、核磁共振波谱法，而光谱法对药学专业来说最主要的作用是定性、定量以及结构分析［11］。这类仪器分析法是药学专业接触较多的，教师授课时可以根据实际情况与实事讲述结合，更容易激发学生的学习兴趣。如讲述《荧光光谱法》这一章节时，可以导入“利用紫外光进行验钞”这一事例。由于验钞这一事学生普遍都经历过，所以会对这一事例较为感兴趣，会对此进行设想：为什么在正常情况下我们看不到钞票的水印，而在紫外灯光下可以看到呢？这个时候，教师就可以讲述“荧光是由物质发射出的光”这一概念，并解释钞票的水印涂有特定的荧光剂，在日光或白光的照射下并不会发出荧光，而在紫外光照射下会发出比紫外光波长更长的绿光，所以能被人眼观测到［12］。与此同时，还可以引入课程思政内容，诸如使用假钞是最典型的不诚信的体现，敦促学生做人要以诚信为本，开展思想政治教育。讲述荧光定量的实际意义时，教师可以结合与药学相关的医学内容，讲述荧光定量RT-PCR（反转录-聚合酶链反应技术）与亲子鉴定的关系，因为亲子鉴定技术多数是通过RT-PCR检测DNA（脱氧核糖核酸）与RNA（核糖核酸）的转录完成的［13］。如讲述紫外-可见分光光度法时，教师可以更多地提及利用紫外可见分光光度法进行定性的实际意义。作为药学专业学生，就业时更多地会去选择一些关于药检的工作，在工作中会面临药物杂质检查以及药物质量控制。如在制备肾上腺素时总会含有副产物肾上腺酮，这是不可避免的，所以在商品肾上腺素中规定肾上腺酮限量0.06%。面对这种情况，则可以利用紫外-可见分光光度法中的吸光度比值法，对肾上腺素与肾上腺酮的含量比进行测评［14］。从学生的角度出发，讲述以上三个例子会比讲述复杂的光谱检测原理更生动形象，使课堂丰富多彩。

五、质谱分析

质谱通过荷质比鉴定不同的分子，而通过质谱确定分子量能够获知的信息有很多，从裂解单个分子的方向出发，比如基团信息、结构的测定［15］。对于药学学生来说，质谱最主要的作用在于药物鉴定以及代谢组学的评估，鉴定未知的蛋白质，或者比较样本中蛋白和肽段的丰度分布，用于临床诊断。所以，在课上可以和学生更多地提及质谱法在药学中的应用，其不仅可以鉴定某种药物，还可以鉴定某药物的代谢过程和形式；可以鉴定与药物分子作用的大分子，可以鉴定可能的靶点；可以检测给药之后蛋白水平的变化，从而评价药效药理代谢组学［16］。因此，在这一部分，教师在课上应更多地提及工作中的实际应用而不是一味地讲解机理，有效提高学生学习的积极性与主动性。

六、色谱分析

色谱法作为药学专业最重要的仪器技术之一，包括气相色谱、高效液相色谱、平面色谱等，除了具备光谱法具有的定性、定量能力之外，还有更重要的分离作用。色谱法的分离作用是利用基于溶于流动相中的各组分经过固定相时，由于与固定相发生作用的大小、强弱不同，在固定相中的滞留时间不同，从而先后从固定相中流出的性质。然而一些教师在讲述这一内容时，用较多课时讲述塔板理论、速率理论等较为复杂的概念，这并不利于学生更好地理解学习色谱法的作用，反而会让学生产生畏难情绪。教师应更多地讲述色谱法在实际工作中的定性、定量、分离作用，如药物的杂质检查，药物的质量控制，药物制备时各种产物的分离纯化，药物代谢时各代谢产物在血液及尿液的浓度检测等方面的实际案例。因此，教师讲述液相色谱中最常用的反相化学键合相色谱时，可以举例：（1）在通常情况下，C18（硅胶键合十八烷基）作为固定相，乙腈-水作为流动相，测定给药处理后的动物血清样本，以获得血液含量。也可以C18作为固定相，酸性乙醇作为流动相，确定含量后，亦能估算出血液中的药物含量。（2）若对动物给药为四环素、巴比妥酸盐、止痛药、解热药、糖尿病药等，对于这种情况，可以甲醇-水为流动相，用C18作为固定相测量血液或尿液中的含量。在讲述这些实例后，便能向学生引出反相键合相液相色谱法是高效液相色谱中应用最为广泛的方法［14］。从实际药物的分析或代谢组学入手，通过介绍学生本身有所了解的药物与液相色谱的相关性，引导学生深入学习，从而提升学生学习的积极性。

结语

总而言之，突出重点并结合实际，对药学专业的学生精选授课内容，加强仪器分析部分的教学力度，减少化学分析理论部分的讲述，更多用实验代教，操作代教的方法，可以解决“分析化学”课时少、内容多的矛盾。通过讲述仪器对药学专业相关工作的实际作用，强调分析化学的重要性，同时赋予趣味性，提高药学学生学习的积极性和主动性，让学生学习的同时乐在其中。当然，“分析化学”的教学不仅需要教师改变课堂授课思维，还要从教学设计、教学大纲等多方面配套改革，才能更好地发挥作用。最后，教师也需要根据学生是否倾向于从事交叉学科工作，对部分学生因材施教，才能给予所有药学专业学生最有效的帮助。