吳愛芝 鄔泉周 盧文彪 雷佳眉 紀(jì)禹行
(廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,廣東 廣州 510006)
物理化學(xué)是中藥學(xué)專業(yè)重要的化學(xué)必修課之一,是中藥制劑和制藥工程等后續(xù)課程的理論基礎(chǔ),是連接基礎(chǔ)化學(xué)和專業(yè)課之間的重要橋梁,是中醫(yī)藥院校學(xué)生從事中藥開發(fā)、研制和生產(chǎn)的必要專業(yè)基礎(chǔ)課程。物理化學(xué)綜合了化學(xué)、物理、高等數(shù)學(xué)等諸多基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí),具有理論性強(qiáng)、邏輯推理嚴(yán)密、公式眾多、思維抽象等特點(diǎn),因此如何使這門結(jié)合多維度理論知識(shí),使難以理解與掌握的課程變得生動(dòng)有趣、通俗易懂,并能學(xué)以致用,加強(qiáng)物理化學(xué)與中藥學(xué)的融合,這是至關(guān)重要的。筆者在長期的教學(xué)實(shí)踐中,立足中藥學(xué)專業(yè),從課堂教學(xué)內(nèi)容安排、特色實(shí)驗(yàn)選擇、學(xué)術(shù)專題講座設(shè)置和線上教學(xué)設(shè)計(jì)4個(gè)方面開展教學(xué)活動(dòng),取得了比較好的教學(xué)效果。本文將從以上4個(gè)方面進(jìn)行論述。
物理化學(xué)教學(xué)過程中,可將教學(xué)內(nèi)容分為2大板塊,分別是熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分,由這2個(gè)部分再輻射到各個(gè)章節(jié),將知識(shí)點(diǎn)盡可能滲透到與中藥關(guān)聯(lián)的各個(gè)領(lǐng)域,有效地把具體的中藥學(xué)內(nèi)容引入到課堂教學(xué)中。例如,熱力學(xué)部分講完之后,可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)抗腫瘤中藥有效成分紫杉醇或喜樹堿的合成路線,運(yùn)用熱力學(xué)原理來分析合成路線的可行性,還可通過計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)技術(shù),在微觀層面讓學(xué)生形象、直觀地感受熱力學(xué)基本原理在新藥設(shè)計(jì)和改造中的應(yīng)用;相平衡這部分,可恰當(dāng)聯(lián)系中藥有效成分的提取分離、超臨界CO2萃取和冷凍干燥技術(shù)以及藥物劑型的配制和改良方法,使學(xué)生明確該章內(nèi)容可能的應(yīng)用領(lǐng)域;化學(xué)動(dòng)力學(xué)部分,可從中藥有效成分在體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄的監(jiān)測(cè),中藥穩(wěn)定性和有效期方面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;表面現(xiàn)象和膠體部分,可將這部分知識(shí)與各種藥物劑型如懸濁液、乳狀液和納米載藥的特點(diǎn),化妝品基質(zhì)材料的選擇以及中草藥提純過程中的破乳和消泡等過程聯(lián)系起來,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過理論聯(lián)系實(shí)際、深入淺出、融會(huì)貫通的講授,使得學(xué)生對(duì)物理化學(xué)在中藥學(xué)中的重要性有了深刻認(rèn)識(shí),可極大提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣。此外,每章內(nèi)容講授完畢后,要求學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖,強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)和遞進(jìn)關(guān)系,使每章內(nèi)容串聯(lián)為有機(jī)整體,可以更好地提升學(xué)習(xí)效果[1,2]。
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)課程的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié),在中藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用[3]。選擇中藥特色實(shí)驗(yàn),有助于學(xué)生更好地理解物理化學(xué)理論和相關(guān)公式的含義和應(yīng)用方法。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有如下特點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)理論抽象,涉及較多公式推導(dǎo),要求較高的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和邏輯思維能力,且融合了較多的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作。因此,課前教師可將實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容和注意事項(xiàng)錄制成小視頻,提前通過線上平臺(tái)發(fā)布給學(xué)生,讓學(xué)生預(yù)習(xí),使學(xué)生提前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有相對(duì)深入的了解,在實(shí)驗(yàn)中不再是被動(dòng)操作,而學(xué)會(huì)主動(dòng)思考,這將會(huì)極大提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)效果。(2)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理要求較高,許多實(shí)驗(yàn)需要采集不同時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)后進(jìn)行線性擬合。為了提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力,要求學(xué)生不再使用傳統(tǒng)坐標(biāo)紙繪圖,而改用Origin 軟件或Excel軟件進(jìn)行繪圖和線性擬合。這種培養(yǎng)方式為學(xué)生今后畢業(yè)論文的整理和科研工作的開展等奠定了一定的繪圖基礎(chǔ)。通過上述方法,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)處理和作圖能力得到顯著提升。
此外,在與物理化學(xué)理論課同步開展的實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后,還可以有針對(duì)性地開展1~2個(gè)開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生結(jié)合中藥學(xué)特色,學(xué)以致用地去設(shè)計(jì)與物理化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的擴(kuò)展和深化。比如中藥有效成分納米乳的制備,讓學(xué)生查閱、整理文獻(xiàn),師生共同討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)完成過程中將物理化學(xué)理論知識(shí)更好地運(yùn)用到中藥學(xué)研究中。通過開展開放式實(shí)驗(yàn),可以培養(yǎng)學(xué)生的科研思維意識(shí)和創(chuàng)新精神,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,增強(qiáng)其在未來社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)力[4]。
教師應(yīng)充分了解中藥學(xué)研究的前沿和發(fā)展?fàn)顩r,更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn),適當(dāng)加入一些與相關(guān)理論聯(lián)系密切的科技前沿成果或者研究動(dòng)態(tài)。開展學(xué)術(shù)講座活動(dòng),有利于學(xué)生從多個(gè)視角探究中藥學(xué)科的發(fā)展,豐富知識(shí)結(jié)構(gòu),開拓專業(yè)視野,拓寬專業(yè)思路,激發(fā)創(chuàng)新思維,從而提高專業(yè)素養(yǎng)。學(xué)術(shù)講座的開展為大學(xué)生學(xué)術(shù)成長提供了強(qiáng)大的生長支撐點(diǎn)。通過多方面的熏陶和培養(yǎng),積極營造濃厚的校園學(xué)術(shù)文化氛圍,搭建起師生之間的交流平臺(tái)。通過師生之間的交流,讓學(xué)術(shù)思想在不斷碰撞中產(chǎn)生新的思想火花。通過理論聯(lián)系實(shí)際,把物理化學(xué)理論應(yīng)用于中藥學(xué)實(shí)踐,增加學(xué)生的專業(yè)自豪感,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和學(xué)術(shù)水平。
雨課堂是近些年來在高校逐漸普及的一款線上教學(xué)工具,建立了學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的溝通橋梁,方便教師掌握課前、課上、課后的每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),基本實(shí)現(xiàn)了教師對(duì)教學(xué)全周期的數(shù)據(jù)采集工作[5,6]。教師在課前可以將授課PPT通過雨課堂發(fā)布給學(xué)生,方便學(xué)生課前預(yù)習(xí);課上講授完每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后,教師可以將考查內(nèi)容以選擇題或填空題的形式發(fā)送給學(xué)生,提醒學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交答案,教師可以及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和內(nèi)容;課后可以通過雨課堂實(shí)現(xiàn)在線提問或答疑,方便師生交流。因此,雨課堂可以從課前預(yù)習(xí)、課堂互動(dòng)、課后作業(yè)等層面,幫助教師分析課程數(shù)據(jù),量化學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),提升教學(xué)水平。這種線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式為教師教好和學(xué)生學(xué)好物理化學(xué)這門課程開啟了智慧教學(xué)模式。
綜上,物理化學(xué)作為一門中藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程,已經(jīng)滲透到中藥研發(fā)的多個(gè)領(lǐng)域。為培養(yǎng)更多中藥學(xué)專業(yè)人才,在物理化學(xué)的教學(xué)中,教師應(yīng)根據(jù)中藥學(xué)專業(yè)對(duì)于物理化學(xué)的需求,根據(jù)后續(xù)課程設(shè)置情況,靈活選擇教學(xué)內(nèi)容,有效實(shí)施教學(xué)考核,幫助學(xué)生理解、掌握物理化學(xué)知識(shí),并將其應(yīng)用到專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中去,使學(xué)生從物理化學(xué)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)中受益。上述多元化教學(xué)模式的構(gòu)建,不僅能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的積極性和主動(dòng)性,而且通過拓展教學(xué)內(nèi)容與科研實(shí)踐相融合,線上和線下教學(xué)相結(jié)合,提高了學(xué)生的認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力,為培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新中藥學(xué)人才奠定了良好的基礎(chǔ)。