李 娟

1廣東藥科大學(xué)中藥學(xué)院;2廣東藥科大學(xué)中藥資源學(xué)院 (廣州 510006)

“四新”建設(shè)包括新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè),高等教育在“四新”建設(shè)的背景下強(qiáng)調(diào)專業(yè)的交叉融合、學(xué)科體系的調(diào)整優(yōu)化以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[1]。傳承創(chuàng)新發(fā)展中醫(yī)藥是中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的重要內(nèi)容[2]。本文將以“四新”背景下物理化學(xué)課程教改為例,打破專業(yè)壁壘,引入熱力學(xué)與中醫(yī)藥思維的碰撞教學(xué),以探索中醫(yī)藥創(chuàng)新人才的新培養(yǎng)模式。

1 引入物理化學(xué)與中醫(yī)藥思維碰撞教學(xué)的意義

高等教育在“四新”建設(shè)的背景下強(qiáng)調(diào)專業(yè)的交叉融合、學(xué)科體系的調(diào)整優(yōu)化以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)?！八男隆苯ㄔO(shè)是我國(guó)高等教育“質(zhì)量革命”的必然之路,當(dāng)前高等教育推動(dòng)“四新”建設(shè)有利于破除現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)壁壘,強(qiáng)化學(xué)科專業(yè)間交流互通,提升優(yōu)化傳統(tǒng)專業(yè),形成特色優(yōu)勢(shì)專業(yè)以及建立新的社會(huì)主義特色的培養(yǎng)方案[3]。

中醫(yī)藥學(xué)是中華民族長(zhǎng)期跟疾病作斗爭(zhēng)過(guò)程中形成的智慧結(jié)晶,幾千年來(lái)為中華民族繁衍生息以及世界文明進(jìn)步做出了積極貢獻(xiàn)。中醫(yī)藥思維是在中華民族追求健康的偉大實(shí)踐中,以整體觀為指導(dǎo),在整個(gè)時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化中把握自然、人、社會(huì)的聯(lián)系,分析人體生命活動(dòng)的規(guī)律,主要包括“陰陽(yáng)平衡”“天人合一”“治未病”等經(jīng)典思想。2019年10月《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的意見(jiàn)》提出促進(jìn)中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展,需要高素質(zhì)復(fù)合型中醫(yī)藥人才[4]。因此,面向中醫(yī)藥的高等教育則需要優(yōu)化課程體系,不斷增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,幫助學(xué)生在專業(yè)化和社會(huì)化的道路中不斷突破認(rèn)知局限,廣泛吸收不同專業(yè)、學(xué)科、課程的信息并為中醫(yī)藥專業(yè)所用,這對(duì)促進(jìn)中醫(yī)藥的傳承創(chuàng)新建設(shè)至關(guān)重要。

中醫(yī)藥作為中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化有著深厚的文化底蘊(yùn),但是由于長(zhǎng)期以中醫(yī)藥特色的孤立體系運(yùn)行,與其他學(xué)科的聯(lián)系不足,中醫(yī)藥高等教育與當(dāng)代自然科學(xué)的應(yīng)用融合上存在一定程度的斷層和缺口。主要表現(xiàn)在中醫(yī)藥專業(yè)雖然開(kāi)設(shè)了現(xiàn)代基礎(chǔ)理論課程,但是課程理論學(xué)習(xí)與中醫(yī)藥的結(jié)合不夠完善,導(dǎo)致中醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生對(duì)于現(xiàn)代理論與傳統(tǒng)中醫(yī)藥思維的融合不足,無(wú)法利用其理論知識(shí)體系構(gòu)建寬闊的中醫(yī)藥專業(yè)視野。中醫(yī)藥專業(yè)需要進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)代基礎(chǔ)課程體系,建立現(xiàn)代課程體系與傳統(tǒng)中醫(yī)藥思維的碰撞式教學(xué),拓寬其多學(xué)科交叉和個(gè)性化發(fā)展路徑,完善中醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生的現(xiàn)代基礎(chǔ)理論知識(shí)結(jié)構(gòu),提高中醫(yī)藥學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

物理化學(xué)作為中醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,不僅為藥物的研究開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo),并且是其他中醫(yī)藥課程,如中藥藥劑學(xué)、中藥分析、中藥藥理等先導(dǎo)課程。物理化學(xué)對(duì)中醫(yī)藥現(xiàn)代化人才培養(yǎng)有著不可替代的重要作用[5]。然而,物理化學(xué)特別是熱力學(xué)部分,公式復(fù)雜、概念抽象、理論深?yuàn)W,導(dǎo)致中醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生普遍存在“畏難”情緒,且學(xué)生很難將物理化學(xué)基本知識(shí)與中醫(yī)藥專業(yè)相關(guān)聯(lián),也就很難拓展其專業(yè)思維,這在一定程度上違背了物理化學(xué)課程在中醫(yī)藥專業(yè)開(kāi)設(shè)的初衷。

2 物理化學(xué)與中醫(yī)藥思維碰撞教學(xué)的設(shè)計(jì)

以物理化學(xué)熱力學(xué)部分為例,筆者針對(duì)抽象且難于理解的熱力學(xué)部分引入與中醫(yī)藥思維的碰撞教學(xué),即將學(xué)生難于消化的熱力學(xué)知識(shí)與中醫(yī)藥專業(yè)知識(shí)相比對(duì),引導(dǎo)學(xué)生用熱力學(xué)的理論來(lái)闡述中醫(yī)藥的觀點(diǎn),進(jìn)而將基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到中醫(yī)藥專業(yè)提升上。這種古代與現(xiàn)代、東方與西方的知識(shí)體系的碰撞式教學(xué),取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

2.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

筆者將學(xué)生難于消化的物理化學(xué)知識(shí)與中醫(yī)藥專業(yè)知識(shí)相比對(duì),引導(dǎo)學(xué)生用物理化學(xué)的理論來(lái)闡述中醫(yī)藥的觀點(diǎn),進(jìn)而將基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到中醫(yī)藥專業(yè)提升上,以促進(jìn)中醫(yī)藥創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。①能夠以物理化學(xué)的學(xué)科視角和方法進(jìn)行觀察、分析和預(yù)測(cè)中醫(yī)藥的相關(guān)現(xiàn)象和思維,能夠通過(guò)簡(jiǎn)化和近似,概括特征并利于物理化學(xué)知識(shí)對(duì)中醫(yī)藥思維進(jìn)行理論指導(dǎo)。②能夠從中醫(yī)藥思想中提出問(wèn)題,利用物理化學(xué)原理和方法設(shè)計(jì)問(wèn)題解決方案,與中醫(yī)藥思維方案相比對(duì),評(píng)價(jià)各方案的可行性和局限性。

2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

熱力學(xué)基本理論與中醫(yī)藥思維在分析、解決問(wèn)題的思路上存在多處相似性:熱力學(xué)和中醫(yī)藥思想均以整體觀為根本;熱力學(xué)能量守恒定律與中醫(yī)藥陰陽(yáng)辨證治病觀相似;熱力學(xué)熵增原理與中醫(yī)治未病相似等等。如圖1所示,熱力學(xué)通過(guò)對(duì)實(shí)踐中大量熱現(xiàn)象的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)宏觀狀態(tài)量之間的聯(lián)系,熱力學(xué)并不追究由大量微觀粒子組成的物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和行為,而只關(guān)心系統(tǒng)在整體上表現(xiàn)出來(lái)的熱現(xiàn)象及其變化發(fā)展所必須遵循的基本規(guī)律,如能量守恒、熵增定律等;對(duì)應(yīng)于中醫(yī)藥思維是在中華民族追求健康的偉大實(shí)踐中,以整體觀為指導(dǎo),在整個(gè)時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化中把握自然-人-社會(huì)的聯(lián)系,分析人體生命活動(dòng)規(guī)律,主要思想包括“陰陽(yáng)平衡”“天人合一”“治未病”等[6]。熱力學(xué)基本理論和中醫(yī)藥傳統(tǒng)觀點(diǎn)相關(guān)性可按如下幾點(diǎn)分類詳述。

圖1 熱力學(xué)基本理論與中醫(yī)藥思維存在多處相似性

2.2.1 化學(xué)熱力學(xué)研究方法與中醫(yī)藥理論在整體觀方面相似

化學(xué)熱力學(xué)是研究體系的宏觀性質(zhì),反應(yīng)微觀粒子平均行為,不考慮微觀個(gè)體的性質(zhì)和反應(yīng)機(jī)理,以整體觀出發(fā)將研究對(duì)象稱為系統(tǒng),與系統(tǒng)密切相關(guān)的部分稱為環(huán)境,系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用包括物質(zhì)交換和能量交換?；瘜W(xué)熱力學(xué)在研究時(shí)只需要知道體系始末狀態(tài)(如T溫度、V體積、p壓力等)及過(guò)程進(jìn)行的外界條件(如等溫ΔT=0、等壓Δp=0、等容ΔV=0等)就可以進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算,這種整體觀出發(fā)的過(guò)程研究更為簡(jiǎn)化方便。如圖2所示,相對(duì)應(yīng)的中醫(yī)藥整體觀是中醫(yī)診病治病的主導(dǎo)思想,中醫(yī)藥在探討疾病過(guò)程中并不考慮細(xì)胞或分子的微行為,更注重宏觀性質(zhì)的考察,即從宏觀出發(fā)認(rèn)為人體是一個(gè)有機(jī)的整體,人與社會(huì)、與自然是彼此影響相互聯(lián)系的統(tǒng)一體,其思維方式不是簡(jiǎn)單的非此即彼,而是注重人體本身的統(tǒng)一性、完整性及其與自然界和社會(huì)的相互關(guān)系。面對(duì)疾病,不是簡(jiǎn)單地“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”,而是需要考慮病癥與其他方面的關(guān)系。因此,中醫(yī)以人體為體系相當(dāng)于熱力學(xué)中的研究對(duì)象——系統(tǒng),人體體系之外的自然界和社會(huì)相當(dāng)于熱力學(xué)中的“環(huán)境”,除此以外中醫(yī)認(rèn)為人的生命活動(dòng)規(guī)律以及疾病的發(fā)生等與病人所處的地域、時(shí)令等息息相關(guān),這種考慮不同外界環(huán)境參數(shù)對(duì)人這個(gè)體系的影響在診斷、治療同一種疾病時(shí)相當(dāng)于熱力學(xué)中考慮T、V、p參數(shù)對(duì)系統(tǒng)始末態(tài)的影響。因此,筆者以為化學(xué)熱力學(xué)研究方法與中醫(yī)藥理論在整體觀方面相似(圖2)。

圖2 化學(xué)熱力學(xué)研究方法與中醫(yī)藥理論在整體觀方面相似

2.2.2 熱力學(xué)能量守恒定律與中醫(yī)藥陰陽(yáng)辨證治病觀相似

能量守恒定律即熱力學(xué)第一定律是自然科學(xué)中最基本的定律之一。能量守恒定律可表述為能量可從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式或從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)換和傳遞的過(guò)程中,各種形式、各個(gè)物體能量的總和保持不變,封閉體系中能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為ΔU=Q+W,該式表述內(nèi)能變化(ΔU)來(lái)自兩方面,做功(W)和熱傳遞(Q)。以生物體的能量轉(zhuǎn)換為例,人體維持正常的生命活動(dòng)需要攝入食物,比如吃饅頭,饅頭是麥子通過(guò)光合作用將太陽(yáng)光的光能轉(zhuǎn)化為淀粉等糖類以化學(xué)能形式儲(chǔ)存,人攝入淀粉等糖類物質(zhì)的化學(xué)能,并通過(guò)體內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)(生化反應(yīng))將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能,以維持人的身體活動(dòng),在這個(gè)過(guò)程中太陽(yáng)的能量光能并沒(méi)有憑空消失而是轉(zhuǎn)化為其他形式的化學(xué)能、機(jī)械能和熱能等。中醫(yī)藥雖然沒(méi)有提出理想的模型公式甚至沒(méi)有明確提出能量守恒這個(gè)概念,但中醫(yī)陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的中醫(yī)學(xué)辨證思維與能量守恒暗合。比如《素問(wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》對(duì)陰陽(yáng)的描述:“陰陽(yáng)者,天地之道也,萬(wàn)物之綱紀(jì),變化之父母,生殺之本始,神明之府也。治病必求于本。故積陽(yáng)為天,積陰為地。陰?kù)o陽(yáng)躁,陽(yáng)生陰長(zhǎng),陽(yáng)殺陰藏。陽(yáng)化氣,陰成形?！睂?duì)于陰陽(yáng)的表述,首先肯定了陰陽(yáng)變化為天地之道,萬(wàn)物之綱紀(jì),類似能量守恒定律的地位,同時(shí)指出陰陽(yáng)辨證是中醫(yī)藥治病的根本。其次闡述陰陽(yáng)之間相互轉(zhuǎn)化,如果將陰陽(yáng)看作兩種能量形式,此消彼長(zhǎng),即陽(yáng)生陰長(zhǎng)與熱力學(xué)能量守恒中能量定律相互轉(zhuǎn)化暗合,最后陽(yáng)化氣、陰成形也可對(duì)應(yīng)于熱力學(xué)中由于能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)所呈現(xiàn)的不同物理狀態(tài)。總之,從熱力學(xué)角度人類為了維持正常生命活動(dòng),會(huì)與自然界產(chǎn)生物質(zhì)和能量交換,符合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,而中醫(yī)藥的陰陽(yáng)辨證治病觀與能量守恒定律相似(圖3)。

2.2.3 熱力學(xué)熵增原理與中醫(yī)治未病邏輯相似

熱力學(xué)第二定律除了開(kāi)爾文和克勞修斯表述外,熵增定律是熱力學(xué)第二定律的又一種表述,即熱力學(xué)過(guò)程的不可逆性:孤立系統(tǒng)自發(fā)地朝著熱力學(xué)平衡方向——最大熵狀態(tài)——熵增加方向。按照熵增理論,熵增的必然性和不可逆性,注定了生命只能從有序發(fā)展為無(wú)序,并最終走向老化、死亡。熱力學(xué)理論認(rèn)為雖然生命體并非孤立體系而是開(kāi)放體系的耗散結(jié)構(gòu),可以通過(guò)攝取負(fù)熵、排出正熵,維持身體平衡,但是這種維持平衡的方式只是暫時(shí)的,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,熵的增加是一個(gè)不可逆的過(guò)程,無(wú)論是一個(gè)生命個(gè)體,還是整個(gè)宇宙,熵總是增加的。因此,熵增意味著疾病、死亡,避免疾病、死亡就要阻止熵增。而中醫(yī)有一個(gè)非常重要的思想:“治未病”?！饵S帝內(nèi)經(jīng)》中說(shuō):“不治已病治未病,不治已亂治未亂?！边@不僅認(rèn)同熵增的必然,即已病和已亂是熵增不可阻止的情況,不好治療,更重要的是說(shuō)明了治療的關(guān)鍵在于治未病即減緩熵增。亂與病相通,說(shuō)明了維持生命體的正常運(yùn)行(正常熵流),即不亂是減緩體內(nèi)熵增或維持正常熵增的重要因素。按照《黃帝內(nèi)經(jīng)》的理論,一身氣血周流暢通、運(yùn)行無(wú)阻,人體就不會(huì)生病,與熱力學(xué)開(kāi)放體系生命體吸入低熵,排出高熵,來(lái)保持有序,維持健康生命的理論相一致。因此,熱力學(xué)熵增原理與中醫(yī)治未病邏輯相似(圖4)。

圖4 熱力學(xué)熵增原理與中醫(yī)治未病邏輯相似

2.3 教學(xué)實(shí)施方案

熱力學(xué)與中醫(yī)藥思維的碰撞教學(xué)實(shí)施方案,分課程準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、課程維護(hù)三個(gè)部分。

2.3.1 課程準(zhǔn)備

授課教師需在上課前完成物理化學(xué)與中醫(yī)藥思維碰撞教學(xué)的素材收集,包括文獻(xiàn)調(diào)研,與中醫(yī)藥相關(guān)專業(yè)教師研討。理清關(guān)聯(lián)點(diǎn),確定授課思路、互動(dòng)模式。教師根據(jù)關(guān)聯(lián)點(diǎn)和授課思路準(zhǔn)備課程PPT,根據(jù)互動(dòng)模式設(shè)計(jì)相應(yīng)開(kāi)放式問(wèn)答。

2.3.2 課堂教學(xué)

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,教師可采用引導(dǎo)式教學(xué),即先提出本次課涉及的物理化學(xué)知識(shí),提示學(xué)生本次課內(nèi)容與中醫(yī)藥思維在哪方面有關(guān)聯(lián)性,正式授課階段將詳細(xì)闡述物理化學(xué)基本知識(shí)點(diǎn),課堂互動(dòng)教師請(qǐng)學(xué)生列舉物理化學(xué)理論與中醫(yī)藥觀點(diǎn)相關(guān)性;課后讓學(xué)生闡述物理化學(xué)理論在中醫(yī)藥中的應(yīng)用,完成學(xué)生自身知識(shí)體系的升華。

2.3.3 課程維護(hù)

教師根據(jù)授課學(xué)時(shí)和學(xué)生課后作業(yè)情況做好線上課程和線下課程兩方面維護(hù)。線下課程根據(jù)授課學(xué)時(shí)開(kāi)展物理化學(xué)與中醫(yī)藥思維理論課堂和實(shí)驗(yàn)課堂的碰撞教學(xué),根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果,每年調(diào)整優(yōu)化課程教學(xué)方案。線上教學(xué)包括課程的教學(xué)資料、視頻的共享,方便學(xué)生再學(xué)習(xí),根據(jù)教學(xué)目標(biāo)組織學(xué)生在線討論相關(guān)論題。綜合年度學(xué)生評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)效果,補(bǔ)充豐富網(wǎng)絡(luò)資料,完善課程知識(shí)體系。

3 碰撞式教學(xué)的效果

在2022—2023年第一學(xué)期的期末教學(xué)評(píng)價(jià)中,筆者采用物理化學(xué)與中醫(yī)藥思維碰撞教學(xué)的評(píng)價(jià)為優(yōu)秀,教評(píng)分?jǐn)?shù)為本校該學(xué)期11個(gè)物理化學(xué)理論課教學(xué)班之首,學(xué)生對(duì)該教學(xué)方式的認(rèn)可度較高。根據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)生課堂及課后的響應(yīng)情況,筆者將物理化學(xué)與中醫(yī)藥思維碰撞的教學(xué)效果總結(jié)為以下三點(diǎn)。第一,課堂上率先提出物理化學(xué)與中醫(yī)藥理論的相關(guān)性,引起學(xué)生對(duì)物理化學(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)注,學(xué)生普遍反映對(duì)物理化學(xué)的畏難情緒得以緩解,學(xué)習(xí)興趣提高。第二,對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)課程知識(shí)與中醫(yī)藥專業(yè)知識(shí)相關(guān)性的剖析,給刻板的物理化學(xué)理論或公式注入中醫(yī)藥的靈魂,學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)不再是一個(gè)孤立體系而是與中醫(yī)藥專業(yè)知識(shí)聯(lián)動(dòng)互通,可促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理化學(xué)難點(diǎn)知識(shí)的理解和消化。第三,碰撞式教學(xué)的課后選做題學(xué)生參與度高達(dá)80%以上,學(xué)生在選做題中積極發(fā)表個(gè)人意見(jiàn),碰撞式學(xué)習(xí)啟發(fā)了學(xué)生利用物理化學(xué)中的知識(shí)思考中醫(yī)藥理論,促進(jìn)中醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生自身知識(shí)體系的升華和中醫(yī)藥創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。