任蕾，王穎莉

（山西中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，山西 晉中 030619）

0 引言

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)理論性、實(shí)踐性和技術(shù)性都很強(qiáng)的獨(dú)立課程，它綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支學(xué)科所需要的基本研究技術(shù)和研究方法，在化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中占有重要地位。物理化學(xué)所涉及的理論研究幾乎滲透到中藥學(xué)研究的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)中藥學(xué)研究的各方面有著重要的理論指導(dǎo)意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。我們結(jié)合近幾年對(duì)中藥學(xué)方面的科研探索和教學(xué)實(shí)踐，開(kāi)展了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)與中藥現(xiàn)代制劑技術(shù)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)研究課題，探索建設(shè)具有中藥學(xué)特色、并能為后續(xù)制劑學(xué)等課程服務(wù)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，構(gòu)建了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)與中藥現(xiàn)代制劑技術(shù)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。我們的具體做法如下。

1 總結(jié)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)多年在中醫(yī)藥類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐探索，我們認(rèn)為教學(xué)中存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1-2]：一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與中醫(yī)藥結(jié)合不夠，與專(zhuān)業(yè)結(jié)合度低；現(xiàn)代物理化學(xué)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)不足，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊；二是實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性、創(chuàng)新性不夠；三是理論實(shí)驗(yàn)課不同步，實(shí)驗(yàn)課理論化，體現(xiàn)不出理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生難以發(fā)揮主動(dòng)性、探索性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法陳舊。其中最主要的問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的中醫(yī)藥特色缺失，不易吸引學(xué)習(xí)興趣。

2 建議及改進(jìn)措施

依據(jù)“厚基礎(chǔ)，寬專(zhuān)業(yè)，強(qiáng)能力，高素質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則，以及現(xiàn)代教育教學(xué)工作思路和實(shí)際情況[3]，在總結(jié)以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)近幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了改革嘗試。

2.1 整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，密切聯(lián)系專(zhuān)業(yè)。在本次教改項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中，我們?cè)鲩_(kāi)了一些具有一定創(chuàng)新價(jià)值并且與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)方向有關(guān)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。例如在物理化學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，分別是用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量和粘度法測(cè)定聚乙烯醇的摩爾質(zhì)量；我們要求學(xué)生參照生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法測(cè)定蛋白質(zhì)的相對(duì)摩爾質(zhì)量[4-5]，選擇常見(jiàn)藥材半夏為研究對(duì)象，用Tris-HCl法提取半夏中的蛋白質(zhì)，選擇適宜的分離膠濃度，以標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)摩爾質(zhì)量的對(duì)數(shù)對(duì)相對(duì)遷移率作圖，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其摩爾質(zhì)量。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程綜合應(yīng)用中藥化學(xué)、生物化學(xué)的基本技能，強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)中的電化學(xué)與大分子溶液中的理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)所需儀器試劑都比較常見(jiàn)，具備作為常規(guī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件。該實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生積極參與并發(fā)散思維，可以全面的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力及專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。

2.2 改革教學(xué)手段，提高學(xué)生綜合能力。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)多數(shù)為經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為晦澀難懂，推導(dǎo)過(guò)程還需要高數(shù)知識(shí)，對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力及綜合素質(zhì)水平要求比較高，容易讓學(xué)生產(chǎn)生畏難心理[6-7]。在本次教改項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中，我們結(jié)合生活實(shí)際，幫助學(xué)生預(yù)習(xí)。比如在蔗糖水解速率常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，較為傳統(tǒng)的方式是通過(guò)旋光度測(cè)定，即利用對(duì)不同時(shí)刻體系的旋光度變化進(jìn)行測(cè)定來(lái)獲得速率常數(shù)。作為教師就可以設(shè)計(jì)問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生采用其他方法來(lái)測(cè)定速率常數(shù)，為化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論知識(shí)拓寬應(yīng)用范圍。

2.3 設(shè)計(jì)交叉實(shí)驗(yàn)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)發(fā)展。在本次教改項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中，我們?cè)O(shè)計(jì)了與中藥學(xué)相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)，來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性并培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)。例如參考文獻(xiàn)[8]，根據(jù)化學(xué)動(dòng)力學(xué)的原理和方法，采用加速實(shí)驗(yàn)法測(cè)量恒溫時(shí)常見(jiàn)中成藥雙黃連口服液的穩(wěn)定性，為學(xué)生后續(xù)藥劑學(xué)的學(xué)習(xí)提供思路。該實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程如下：

雙黃連口服液主要由雙花、黃芩和連翹組方，主要成分為綠原酸、黃芩苷和連翹苷。黃芩苷屬于黃酮類(lèi)物質(zhì)，易水解為苷元黃芩黃素。通過(guò)恒溫加速實(shí)驗(yàn)，以紫外光譜數(shù)據(jù)做基準(zhǔn)，考察在不同溫度下一小時(shí)內(nèi)雙黃連口服液中黃芩苷的含量變化關(guān)系，建立溫度及時(shí)間對(duì)雙黃連口服液中有效成分黃芩苷的含量影響。并與物理化學(xué)課程中的動(dòng)力學(xué)知識(shí)結(jié)合，為雙黃連口服液中的有效成分的穩(wěn)定性建立動(dòng)力學(xué)方程[9-10]。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中既包含對(duì)中成藥有效成分的提取測(cè)定訓(xùn)練，又結(jié)合了物理化學(xué)中的動(dòng)力學(xué)知識(shí)，是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要需要紫外光譜儀和恒溫儀，一般性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到。而且本實(shí)驗(yàn)還可以進(jìn)行拓展性訓(xùn)練，例如將雙黃連口服液設(shè)計(jì)為注射劑，或者選擇其他適當(dāng)?shù)闹谐伤幤罚O(shè)計(jì)開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新能力。

2.4 建立啟發(fā)式教學(xué)，開(kāi)拓學(xué)生思路。在本次教改項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中，根據(jù)模塊化知識(shí)體系教材教學(xué)內(nèi)容的需要，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用“提問(wèn)+討論”的啟發(fā)式教學(xué)改革實(shí)踐[11]，讓學(xué)生從被動(dòng)的獲取到主動(dòng)的探索知識(shí)，達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)對(duì)比討論，例如前文中所設(shè)計(jì)的電泳法測(cè)定蛋白質(zhì)摩爾質(zhì)量，可以在完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)之外，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)用粘度法測(cè)定蛋白質(zhì)摩爾質(zhì)量，進(jìn)行對(duì)比分析，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)技能的應(yīng)用能力。

2.5 引入數(shù)據(jù)分析軟件，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行大量繁瑣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和作圖，在過(guò)去的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，作圖大多是手工形式，這種形式不僅會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間成本，而且也會(huì)很容易造成數(shù)據(jù)誤差的出現(xiàn)[12]。因此把計(jì)算機(jī)及有關(guān)軟件引入到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)度、實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)效果得到較大的提高和改進(jìn)?；诖耍覀?cè)趯?duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新時(shí)，付出了大量的精力來(lái)對(duì)學(xué)生培訓(xùn)相關(guān)軟件的使用，例如Origin、Excel、Matlab等數(shù)據(jù)分析軟件。雖然學(xué)生們?cè)谇捌诘膶W(xué)習(xí)中可能接觸過(guò)此類(lèi)知識(shí)，但缺乏系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的訓(xùn)練，而在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上的實(shí)踐會(huì)幫助他們對(duì)軟件的使用有更深入的體會(huì)，也為以后的畢業(yè)論文撰寫(xiě)打下了篤實(shí)的基礎(chǔ)；對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，也為學(xué)生適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代打好基礎(chǔ)。

2.6 深化理論應(yīng)用，模擬專(zhuān)業(yè)案例。我們結(jié)合中藥學(xué)專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源，在現(xiàn)有條件下對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。例如中藥的透析治療目前報(bào)道很多，根據(jù)其中的化學(xué)原理進(jìn)行離子透析實(shí)驗(yàn)?zāi)M：選擇合適孔徑的半透膜模擬皮膚的結(jié)構(gòu)作為透析袋，通過(guò)測(cè)定透析袋內(nèi)外溶液的導(dǎo)電性，進(jìn)而推測(cè)透析袋的通透性及離子的遷移情況，模擬中藥離子透析的原理和過(guò)程。我們選擇以蒲公英為君藥的代表湯劑，測(cè)定了蒲公英分別與兩味輔藥連翹、魚(yú)腥草配伍前后及其離子透析過(guò)程中的電導(dǎo)率變化。對(duì)影響透析液電導(dǎo)率的3個(gè)因素：顆粒劑濃度、透析時(shí)間、溶解時(shí)間，利用Box-Behnken進(jìn)行設(shè)計(jì)并建立數(shù)學(xué)模型，探索這些因素對(duì)透析液電導(dǎo)率的影響。研究結(jié)果為深入研究蒲公英及其藥對(duì)配伍后化學(xué)成分的組成及其存在狀態(tài)以及與效應(yīng)之間的關(guān)系提供一定依據(jù)，為揭示方劑藥物中各主要成分的效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備也僅是電導(dǎo)率儀和恒溫設(shè)備，實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生具有基本的中藥藥劑處理技能，同時(shí)涉及到大量物理化學(xué)中表面現(xiàn)象的基本知識(shí)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程通過(guò)電導(dǎo)法測(cè)定時(shí)線性關(guān)系、精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好，而且可在1小時(shí)內(nèi)觀察到透析的平衡，與前期工作結(jié)合每次實(shí)驗(yàn)大概3-4學(xué)時(shí)，很適合用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

3 結(jié)論

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要主動(dòng)適應(yīng)時(shí)代要求，才能夠滿(mǎn)足新世紀(jì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。在本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索中，我們結(jié)合中藥現(xiàn)代制劑技術(shù)，整合了物理化學(xué)學(xué)科的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了多個(gè)綜合性較強(qiáng)的交叉實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)理念和數(shù)據(jù)處理方法，為創(chuàng)新中藥人才培養(yǎng)體系中交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)的建立提供一條新途徑。今后我們將進(jìn)一步加大物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革力度，建立行之有效的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，把中藥學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)和中藥學(xué)研究思維融入到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去。