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簡議藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗教學(xué)改革探索論文
物理化學(xué)實驗是藥學(xué)教育中一門重要的基礎(chǔ)實驗課，物理化學(xué)實驗的方法和技術(shù)為藥學(xué)后續(xù)實驗課程學(xué)習(xí)、知識應(yīng)用和研究提供了基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展，教育教學(xué)改革的不斷深入，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式已逐漸向綜合技能訓(xùn)練和研究型發(fā)展，物理化學(xué)實驗教學(xué)改革也成為必然的趨勢。目前面向藥學(xué)專業(yè)開設(shè)的物理化學(xué)實驗教學(xué)仍存在著許多方面的問題。為適應(yīng)新世紀藥學(xué)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需求，我們結(jié)合實際情況，充分利用實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，具體問題具體分析，逐步開展了一系列實驗教學(xué)改革。
1藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題
1.1輕視實驗教學(xué)
實驗教學(xué)是教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)，它與理論教學(xué)互相促進，互為補充。但傳統(tǒng)觀念上一直將實驗教學(xué)視為理論教學(xué)的附屬品，定位于輔助教學(xué)的地位。長期以來，物理化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展緩慢，重理論，輕實踐，教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)程序僵化。一些醫(yī)藥院校甚至只象征性地開設(shè)一些最基本的物理化學(xué)實驗，學(xué)生按實驗書上的步聚和方法機械地進行實驗。這種教學(xué)模式，局限于實驗技能的訓(xùn)練，束縛了學(xué)生的思維和創(chuàng)造性，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大，實驗積極性不高。
1.2實驗內(nèi)容與專業(yè)聯(lián)系少
物理化學(xué)實驗在藥學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)中占有重要的地位，它所涉及的基本研究技術(shù)和研究方法是后續(xù)藥學(xué)專業(yè)課程尤其是藥劑學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)。但現(xiàn)行的藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗內(nèi)容，更多的是從化學(xué)的角度去設(shè)計，沒有結(jié)合藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要對實驗進一步選擇、擴展和深化。目前很多醫(yī)藥院校開設(shè)的物理化學(xué)實驗項目并不能真正體現(xiàn)物理化學(xué)原理和技術(shù)在藥學(xué)中的應(yīng)用，尤其是缺乏與藥學(xué)相關(guān)的綜合性、設(shè)計性實驗項目。
1.3實驗儀器設(shè)備更新緩慢
物理化學(xué)實驗主要是測定物質(zhì)的理化性質(zhì)，因此需要相應(yīng)的儀器設(shè)備。近年來，隨著現(xiàn)代實驗科學(xué)技術(shù)的進步，涌現(xiàn)出了大量的智能數(shù)顯式儀器。這些新儀器的使用，不僅使測量過程更為便捷，而且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有助于他們畢業(yè)后更好地適應(yīng)工作環(huán)境。但有些院校由于對基礎(chǔ)化學(xué)實驗不夠重視，實驗經(jīng)費投入不足，致使儀器設(shè)備老舊，長年無更新?lián)Q代，從而影響了實驗技術(shù)水平和教學(xué)質(zhì)量的提高。
1.4實驗數(shù)據(jù)處理方法落后
物理化學(xué)實驗結(jié)果得到的是一系列實驗數(shù)據(jù)，目前大多數(shù)學(xué)生仍采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，即通過計算器計算、用坐標(biāo)紙手工作圖以獲取斜率、截距，或在手工繪制的曲線上作切線等。由于物理化學(xué)實驗數(shù)據(jù)量大，處理繁雜，這種方法不僅費時費力，而且處理結(jié)果易出現(xiàn)人為誤差，影響實驗結(jié)果的準確性。教師在批改實驗報告時也不得不花費大量時間核查其計算結(jié)果。因此，有必要選擇適當(dāng)?shù)挠嬎銠C應(yīng)用程序來輔助物理化學(xué)實驗教學(xué)。
2物理化學(xué)實驗教學(xué)改革探索
2.1構(gòu)建理論教學(xué)與實驗教學(xué)并重的教學(xué)模式
近年來，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)越來越受到重視，而實驗教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生動手能力和科研能力的重要手段，有著課堂教學(xué)不可替代的作用。因此，要改變傳統(tǒng)觀念，重視實驗教學(xué)，建立理論教學(xué)與實驗教學(xué)并重的教學(xué)模式。筆者所在學(xué)院在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，經(jīng)過論證適當(dāng)減少物理化學(xué)理論課的學(xué)時，增加實驗課的學(xué)時，并將物理化學(xué)實驗從理論課中脫離出來，作為一門獨立課程列入專業(yè)教學(xué)計劃，單獨計算學(xué)分。同時，根據(jù)實驗課單設(shè)的要求，對物理化學(xué)實驗教學(xué)大綱進行了修訂，對實驗教學(xué)提出了更高的目標(biāo)和要求，注重對學(xué)生綜合動手能力的培養(yǎng)，保證實驗教學(xué)質(zhì)量。
2.2優(yōu)化實驗項目與內(nèi)容，突出專業(yè)特色
藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗在實驗項目選擇與內(nèi)容設(shè)計上除了體現(xiàn)物理化學(xué)原理的應(yīng)用外，還必須突出藥學(xué)專業(yè)特色，以便更好地在有限的實驗操作中鍛煉、培養(yǎng)學(xué)生，提高學(xué)生的能力。
我們對原有的物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容體系重新進行了設(shè)計和調(diào)整。首先，對實驗進行整合，減少一些重復(fù)性的實驗內(nèi)容和操作，多出的學(xué)時用于開設(shè)新的實驗項目。如“電解質(zhì)水溶液電導(dǎo)的測定和應(yīng)用”和“電導(dǎo)法測定臨界膠團濃度”這兩個實驗使用的儀器都是電導(dǎo)率儀，而且電導(dǎo)測定所需時間較短，于是將兩個實驗整合在一起同時開展。實驗中需要用到超級恒溫槽，恒溫槽的相關(guān)知識也在此實驗中一并講解。這樣做雖然需要學(xué)生提前了解表面活性劑的相關(guān)知識，但避免了儀器重復(fù)使用，提高了實驗效率，節(jié)省了學(xué)時。其次，對一些經(jīng)典物理化學(xué)實驗項目測定內(nèi)容進行了調(diào)整，盡可能地改用實際的藥物，使其更好地體現(xiàn)在藥學(xué)中的應(yīng)用。如將凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量改為測定中藥注射液的滲透壓;將三組分相圖繪制中的水-醋酸-氯仿體系改為吐溫-薄荷油-水體系制備藥物乳劑;將蔗糖水解速率常數(shù)的測定改為同樣符合一級降解動力學(xué)的硫酸鏈霉素水解速率常數(shù)的測定等。再者，新增一些與藥學(xué)密切相關(guān)的綜合性、設(shè)計性實驗。如藥物有效期的測定，給學(xué)生提供的藥品有鹽酸四環(huán)素、維生素C、金霉素、硫酸鏈霉素等，要求學(xué)生查閱相關(guān)資料，獨立設(shè)計實驗方案，提交教師審核后，安排實驗順序和時間，對實驗結(jié)果進行分析后再做出整體評價。
在新的物理化學(xué)實驗教學(xué)體系下，不僅實驗項目數(shù)增加了，學(xué)生有機會接觸更多的實驗內(nèi)容和儀器，鍛煉動手能力和創(chuàng)新能力，而且突出了知識點在藥學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，讓學(xué)生明白物理化學(xué)和自己專業(yè)的相關(guān)性，提高物理化學(xué)及實驗的學(xué)習(xí)興趣。
2.3更新升級實驗儀器設(shè)備
物理化學(xué)實驗需要較多的儀器設(shè)備，這些儀器設(shè)備的好壞直接影響著實驗結(jié)果。隨著技術(shù)的發(fā)展，儀器推陳出新。筆者所在的學(xué)院近年來就投入經(jīng)費逐步對一些儀器設(shè)備進行了更新?lián)Q代。如更新了電子天平、數(shù)字式壓力計、數(shù)字溫度溫差儀、數(shù)字貝克曼溫度計、自動指示旋光儀、數(shù)顯式恒溫槽、數(shù)字電導(dǎo)率儀等常規(guī)儀器，同時也添置紫外、紅外、熒光光譜儀及氣相、液相色譜儀和原子吸收分光光度計等大型儀器。這些儀器極大地提高了實驗室裝備水平，滿足了各種實驗需求。
現(xiàn)代實驗儀器價格昂貴，為避免浪費，合理高效利用資源，物理化學(xué)實驗在項目選擇和內(nèi)容設(shè)計上，也充分考慮到藥學(xué)專業(yè)特色，所開設(shè)的實驗內(nèi)容盡可能與藥學(xué)專業(yè)融合，充分利用現(xiàn)有藥學(xué)實驗儀器設(shè)備。在經(jīng)費允許的條件下，結(jié)合藥學(xué)專業(yè)課程實驗教學(xué)的需要，共同添置現(xiàn)代實驗儀器，供物理化學(xué)實驗及后續(xù)專業(yè)課程實驗使用。
2.4計算機處理實驗數(shù)據(jù)
目前計算機應(yīng)用逐步普及。計算機除了采集實驗數(shù)據(jù)外，還可對大量的、繁瑣的物理化學(xué)實驗數(shù)據(jù)進行快速而準確的處理�，F(xiàn)階段大學(xué)生群體中計算機普及率較高，我們提倡學(xué)生使用計算機軟件來處理實驗數(shù)據(jù)和繪制圖表。
Excel、Origin等是使用最多的數(shù)據(jù)分析軟件，學(xué)生利用這些軟件可以方便地進行數(shù)據(jù)批量處理、作圖、線性擬合、非線性曲線擬合等步驟處理，快捷準確。筆者曾在所教授的班級進行試點，先向?qū)W生詳細講授軟件的使用方法，然后要求他們用軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，再打印出來。由于避免了繁瑣的人工處理過程，這一要求受到學(xué)生的一致歡迎，學(xué)生的積極性很高，所得表格和圖形整潔美觀，有的學(xué)生甚至用word軟件來寫實驗報告。經(jīng)過幾輪試點，逐步推進，現(xiàn)在計算機軟件處理實驗數(shù)據(jù)已成為物理化學(xué)實驗的教學(xué)要求之一。隨著數(shù)字化校園的發(fā)展，我們更期待有一天能實現(xiàn)“無紙化實驗報告”，即學(xué)生網(wǎng)上提交報告，教師網(wǎng)上批改并反饋結(jié)果給學(xué)生。
此外，學(xué)生在物理化學(xué)實驗過程中，獲得了一系列的實驗數(shù)據(jù)，通過實驗數(shù)據(jù)一般不能馬上得知學(xué)生的實驗是否成功，往往是在實驗結(jié)束后的數(shù)據(jù)處理作圖過程中才發(fā)現(xiàn)問題，而此時，為時已晚，只能另找時間進實驗室補做。為解決此問題，我們利用計算機將相應(yīng)實驗項目數(shù)據(jù)處理的有關(guān)公式和流程編寫成一個系統(tǒng)程序，學(xué)生做完實驗后，把數(shù)據(jù)輸入程序中，可立即得出實驗結(jié)果并繪出相應(yīng)的圖形，從而判斷實驗成功與否。若不符合要求，立即查找實驗失敗的原因并當(dāng)場改正。
2.5開放實驗室
實驗室開放為學(xué)生創(chuàng)造了自主學(xué)習(xí)、自主探索的環(huán)境和條件，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新意識。除了正常的實驗教學(xué)，我們物理化學(xué)實驗室部分時間定期對學(xué)生開放。目前情況下，實驗室開放的目的主要有兩個:一是給實驗課上數(shù)據(jù)不理想或?qū)嶒炇〉膶W(xué)生提供重新做實驗的機會;二是對一部分學(xué)有余力且感興趣的學(xué)生，根據(jù)所學(xué)過的內(nèi)容及實驗操作自行設(shè)計實驗方案，在教師的協(xié)助下完成實驗。比如學(xué)生學(xué)習(xí)過電導(dǎo)率的相關(guān)知識，知道電導(dǎo)測定的一個重要應(yīng)用是水的純度檢驗，也做過電導(dǎo)法測定弱酸的電離度及難溶鹽的溶解度實驗，懂得電導(dǎo)率儀如何使用，有的學(xué)生會想到收集學(xué)校及周邊的自來水、井水、雨水、河水、海水、山泉水等用電導(dǎo)率儀進行水質(zhì)檢測，有的學(xué)生會更進一步想到設(shè)計電導(dǎo)滴定的實驗來測定這些水樣本中離子的濃度，如用氯化鋇溶液滴定來測定水中硫酸根離子的濃度。學(xué)生的這些創(chuàng)新性、發(fā)散性思維非常值得鼓勵，而實驗室開放給他們提供了付諸實踐的機會，極大地提升了學(xué)習(xí)興趣，也鍛煉了他們獨立的學(xué)習(xí)能力和動手能力。
3結(jié)語
通過對物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題進行初步的研究和改革探索，取得了一定的成果，不僅實驗教學(xué)質(zhì)量提升了，學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰σ驳玫搅颂岣�。物理化學(xué)實驗課程一改往日的沉悶形象，越來越受到學(xué)生的歡迎。今后，我們將結(jié)合專業(yè)的特點，繼續(xù)深化實驗教學(xué)改革，著重培養(yǎng)學(xué)生的實驗素質(zhì)和能力，以更好地滿足高素質(zhì)藥學(xué)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的需要。
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