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摘要:本文从制药类专业物理化学课程的特点、学习及教学现状入手,介绍了物理化学难学的原因,并分别从课程教学内容、课程教学方法与实验教学等方面,提出了物理化学课程的改革措施。
关键词:物理化学;教学内容;教学改革
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手,探索支配化学体系性质和行为的基本原理、基本规律的科学。物理化学课程作为制药类专业的一门重要专业基础课程,在基础课和专业课之间起着桥梁的作用。通过物理化学的学习,可以为后续课程如药物化学、药理学、天然药物化学、药剂学、化工原理等专业课的学习提供方法和理论指导,提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的自学能力和独立思考问题的能力,使学生能运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题[1]。
由于物理化学属于交叉学科,涉及知识面广泛,要求数理基础扎实,处理问题时要将严密的逻辑性和具体条件下的灵活性相结合,所以初学者会感到不同程度的困难。因为物理化学课程在制药类专业教学中难教、难学,而在实际学习过程中又有举足轻重的作用,所以如何使这门制药类专业学生觉得“难学”的课程,变得生动、有趣,如何加强物理化学与制药类专业的融合,如何提高学生的实践能力和创新能力,则显得尤为迫切[2]。
基于物理化学课程的特点,本文从物理化学课程的重要性、物理化学课程的教学现状出发,分别从课程教学内容、课程教学方法与实验教学等方面对物理化学课程教学进行改革,以符合学校应用型人才培养的目标,提高学生学习的兴趣,适应当今社会发展对制药类专业人才的要求。
一、物理化学课程的重要性
1、物理化学课程的基本内容
物理化学综合了无机化学、分析化学、物理学、高等数学等的基础知识,其内容涉及无机化学、有机化学、分析化学知识,主要分为四部分:化学热力学、动力学、电化学和相图化学;该课程的重点是:化学热力学、化学动力学、电化学、胶体和界面化学等;难点是化学热力学、反应速率理论、可逆电池以及统计热力学,其中大部分知识点需要严密的逻辑思维能力、空间想象能力及较多的数学物理知识。
2、物理化学课程和制药类专业的关系
物理化学各章节的内容,都与制药类专业主要专业课如药物化学、天然药物化学、药理学和药剂学有千丝万缕的联系[3]。学习药物化学的目的在于化学药物中合成路线选择、工艺条件确定,反应速率及机理的分析,这些都需要以物理化学中化学热力学及化学动力学为基础,而产品的分离和纯化又需要相平衡的理论知识。天然药物化学的主要目的在于从天然产物中提取、分离出有效成分,物理化学相平衡中结晶、蒸馏和精馏、萃取等方法可为天然有效成分的分离纯化提供很好的理论指导基础。药理学中有关药物的稳定性及体内代谢等更是直接与化学动力学规律相关。药剂学中溶胶的性质需要电化学知识,悬浊液、乳状液、胶体等剂型的药物配制都需要用到表面化学和胶体的知识点。由此不难发现,物理化学已渗透到制药类专业各门课程中,物理化学的学习将对制药类专业的学习和药学研究起到重大的指导作用。
二、物理化学课程的教学现状
1.物理化学课程的特点
物理化学课程的内容结构,决定了其概念性、理论性强,公式及其应用条件多等特点。学好这门课既要具备较好的物理和化学基础知识,较好的高等数学基础知识(尤其是微积分知识),又要具有较强的抽象思维、逻辑思维能力和理解力。
在物理化学教学过程中,通过与学生交谈发现,学生觉得难学、枯燥的原因,很大程度上在于在教学的过程中,教学内容缺乏与制药类专业的密切联系,致使学生觉得学了不能致用,导致缺乏学习的兴趣[4]。
2.物理化学课程的教学现状
物理化学教学常采用传统满堂灌输式,学生觉得枯燥无味,厌学倾向比较明显。采用这种方法教学,导致学生对抽象的物化概念、繁琐的推导计算,难于归纳、掌握,学习效果不佳。
制药类学生由于课时较少,对化学、物理和数学等课程的基础相对较差,而物理化学又与这些基础知识密切相关,例如物理化学中的大量公式推导需要运用高等数学中的微积分,所以常常导致制药类学生在学习物理化学时,缺乏基础知识的铺垫,感觉十分复杂和抽象,难以掌握其概念、公式的含义及其运用条件[5]。同时由于设备、人员、经费等原因,所开设物理化学实验也相对较少,而且往往都是老师让学生怎么做学生就怎么做,学生缺乏对实验的思考,对实验所涉及的知识点都没有明白,更谈不上创新性。面对考试,学生常常只对重点公式、概念死记硬背,甚至背习题集,应付了事。因而探索新的教学方法,提高学生对物理化学课程的兴趣,培养学生学习的积极性十分必要。
3.物理化学课程难学的原因
物理化学难学的原因主要有[6]:
(1)学习物理化学知识需要相当多的数学和物理知识,而制药类专业学生缺少这种基础;
(2)物理化学概念相当抽象,甚至有悖于人们所习惯的常识;
(3)许多定律、公式导出时有许多条件,导致使用条件复杂;
(4)学习反应速率理论理论需要高度的空间想象力和抽象思维;
(5)可逆电池与可逆过程、化学平衡等之间的关系理解起来多有困难。
三、改革研究内容
1.课程教学内容改革
(1)教学大纲的研究与编写
按照制药类专业培养计划,研究确定课程教学内容和教学要求,选用代表学科前沿的教材和参考教材,明确各章节的目的、要求以及相互之间的内在联系,在此基础上编写教学大纲和教学进度计划,使教学大纲能够充分反映学科的进展。
(2)讲稿和教案的研究与撰写
按照教学大纲和教学进度计划,研究编写教案,设计教学过程和课堂艺术;研究撰写讲稿,使讲稿能够全面介绍教学内容,突出知识点、重点和难点,并且通俗易懂。
(3)习题库的研究与建立
按照教学大纲研究编写各章节习题,建立配套的习题库。
2.课程教学方法改革
(1)研究性教学法应用研究
研究性教学法是指把科学研究引进教学过程的教学方法。拟按照课程内容特点研究选择案例或问题实施教学,使学生在学习知识的同时掌握学习知识的能力、学会分析问题的思路和解决问题的方法。
(2)挖掘科学技术前沿中的物理化学, 激发学生探索创新精神
在讲授物理化学时,有机的将物理化学与先进的科技前沿知识结合,引导学生看一看外面多彩的世界,开阔视野,启迪思维,加深对物理化学课程的理解,激发对课程的兴趣。
(3)多媒体课件辅助教学研究
充分利用多媒体技术,整合物理化学课程内容,从内容的选取,知识的归化,问题的引入和思维的引导入手,将国内的教学成果融入演示文稿中。着重从教材的内容组织、表现形式、素材的归纳综合方面进行改进和实践,结合阅读过程,重视引导学习,保证经典的基础内容,增加学科前沿知识点,突出教材的引导作用,丰富教学内容和教学方法。并注重拓宽知识视野和提高科学素养,体现物理化学的发展和与其他学科的交叉。
采用多媒体技术来讲授物理化学内容,将抽象变具体,平面变立体,变静态教材为动态教材。教学中,将一些空间想象的过程变为动手操作或视听的过程,抽象思维的过程分解成做实验的过程。通过动画过程的丰富表现,解决了单凭抽象和想象难以解决的困难,并使理解过程加快。采用多媒体教学,使得原本抽象,难懂,枯燥的知识生动起来。旋转,动画,图片等都十分形象化,课程变得生动起来,学生们的学习兴趣大大提高;和板书教学相结合,使课堂能够容纳较多的课堂内容、便于学生更好的理解和掌握教学内容[7]。
3.实验教学改革
(1)转变理念,建立理论教学与实验教学并重的教学模式
建立以培养学生综合应用能力、综合实践能力、综合素质和创新能力为宗旨的“三综一新”实践教学体系,使实验教学成为学生综合应用能力与研究能力培养的重要切入点。
(2)构建新的实验体系,培养创新型制药工程人才
以基本实验技能训练为基础、以综合实验能力培养为主线、以创新能力培养为目标,构建制药类专业物理化学实验课教学的新体系[8]。
(3)优化物理化学实验教学内容,培养学生创新能力
在保留基本技能训练和基本原理的实验的基础上,适当减少验证性实验;增加开设与制药类专业相关的、具有一定探索和创新意义的实验。
总之,物理化学的教学改革采用研究性教学法,以培养应用型人才的目标为导向,研究确定制药类专业物理化学的教学大纲,引进化学和制药类学科的相关理论、技术和前沿科学,教学内容丰富,具有先进性和前沿性,有利于学生了解学科的进展、学习新理论和新技术;有利于学生在最短的时间内了解课程的基本内容,可以较轻松的找到课程的主线和难点,作到有的放矢以达到最佳的学习效率。通过改革,板书教学、研究性教学和多媒体辅助教学相结合,理论教学和实验教学相结合,注重学生往应用型方向发展,有利于学生深入理解和系统掌握教学内容,提高教学质量。在实验教学方面,课程引入了设计性实验,这不仅锻炼了学生的思维敏捷性,还为日后的实验课程打下了坚实的基础,全面提高了学生们的综合素质。
参考文献
[1] 夏厚林,马鸿雁,李勇等.参与式教学在中药学专业物理化学教学中的尝试[J].成都中医药大学学报,2008.10(4):31-32.
[2] 朱再盛,罗三来,潘育方等.《物理化学》课程教学的改革与探索[J].广东药学院学报,2007.23(4):455-457.
[3] 薛运生,杨宜华. 药学专业《物理化学》教学方法改革的探索与实践[J]. 教育论坛,2010.7(3):137-139.
[4] 李喜兰.浅谈药学专业物理化学教学方法的改革[J].中国科教创新导刊,2011.(1):112.
[5] 周春琼, 游文玮, 马豫峰. 加强物理化学与药学融合的教改方法探讨[J]. 山西医科大学学报:基础医学教育版,2007.9(5):504-506.
[6] 仇丹. 物理化学人性化教学的改革与实践[J].宁波工程学院学报,2009.21(4):89-92.
[7] 何广平, 袁中直, 李星华等. 网络化的互动教学法及其在“物理化学”教学中的应用[J]. 广东工业大学学报(社会科学版) , 2002. 2 (2) : 51 - 53.
[8] 王明艳, 钱保华. 制药工程专业物理化学教学改革的实践与思考[J]. 甘肃科技,2008.24(24):186-187.
基金项目:安徽新华学院教研项目:应用型人才培养导向的制药类专业《物理化学》教学改革研究(2011jy024).
关键词:物理化学;教学内容;教学改革
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手,探索支配化学体系性质和行为的基本原理、基本规律的科学。物理化学课程作为制药类专业的一门重要专业基础课程,在基础课和专业课之间起着桥梁的作用。通过物理化学的学习,可以为后续课程如药物化学、药理学、天然药物化学、药剂学、化工原理等专业课的学习提供方法和理论指导,提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的自学能力和独立思考问题的能力,使学生能运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题[1]。
由于物理化学属于交叉学科,涉及知识面广泛,要求数理基础扎实,处理问题时要将严密的逻辑性和具体条件下的灵活性相结合,所以初学者会感到不同程度的困难。因为物理化学课程在制药类专业教学中难教、难学,而在实际学习过程中又有举足轻重的作用,所以如何使这门制药类专业学生觉得“难学”的课程,变得生动、有趣,如何加强物理化学与制药类专业的融合,如何提高学生的实践能力和创新能力,则显得尤为迫切[2]。
基于物理化学课程的特点,本文从物理化学课程的重要性、物理化学课程的教学现状出发,分别从课程教学内容、课程教学方法与实验教学等方面对物理化学课程教学进行改革,以符合学校应用型人才培养的目标,提高学生学习的兴趣,适应当今社会发展对制药类专业人才的要求。
一、物理化学课程的重要性
1、物理化学课程的基本内容
物理化学综合了无机化学、分析化学、物理学、高等数学等的基础知识,其内容涉及无机化学、有机化学、分析化学知识,主要分为四部分:化学热力学、动力学、电化学和相图化学;该课程的重点是:化学热力学、化学动力学、电化学、胶体和界面化学等;难点是化学热力学、反应速率理论、可逆电池以及统计热力学,其中大部分知识点需要严密的逻辑思维能力、空间想象能力及较多的数学物理知识。
2、物理化学课程和制药类专业的关系
物理化学各章节的内容,都与制药类专业主要专业课如药物化学、天然药物化学、药理学和药剂学有千丝万缕的联系[3]。学习药物化学的目的在于化学药物中合成路线选择、工艺条件确定,反应速率及机理的分析,这些都需要以物理化学中化学热力学及化学动力学为基础,而产品的分离和纯化又需要相平衡的理论知识。天然药物化学的主要目的在于从天然产物中提取、分离出有效成分,物理化学相平衡中结晶、蒸馏和精馏、萃取等方法可为天然有效成分的分离纯化提供很好的理论指导基础。药理学中有关药物的稳定性及体内代谢等更是直接与化学动力学规律相关。药剂学中溶胶的性质需要电化学知识,悬浊液、乳状液、胶体等剂型的药物配制都需要用到表面化学和胶体的知识点。由此不难发现,物理化学已渗透到制药类专业各门课程中,物理化学的学习将对制药类专业的学习和药学研究起到重大的指导作用。
二、物理化学课程的教学现状
1.物理化学课程的特点
物理化学课程的内容结构,决定了其概念性、理论性强,公式及其应用条件多等特点。学好这门课既要具备较好的物理和化学基础知识,较好的高等数学基础知识(尤其是微积分知识),又要具有较强的抽象思维、逻辑思维能力和理解力。
在物理化学教学过程中,通过与学生交谈发现,学生觉得难学、枯燥的原因,很大程度上在于在教学的过程中,教学内容缺乏与制药类专业的密切联系,致使学生觉得学了不能致用,导致缺乏学习的兴趣[4]。
2.物理化学课程的教学现状
物理化学教学常采用传统满堂灌输式,学生觉得枯燥无味,厌学倾向比较明显。采用这种方法教学,导致学生对抽象的物化概念、繁琐的推导计算,难于归纳、掌握,学习效果不佳。
制药类学生由于课时较少,对化学、物理和数学等课程的基础相对较差,而物理化学又与这些基础知识密切相关,例如物理化学中的大量公式推导需要运用高等数学中的微积分,所以常常导致制药类学生在学习物理化学时,缺乏基础知识的铺垫,感觉十分复杂和抽象,难以掌握其概念、公式的含义及其运用条件[5]。同时由于设备、人员、经费等原因,所开设物理化学实验也相对较少,而且往往都是老师让学生怎么做学生就怎么做,学生缺乏对实验的思考,对实验所涉及的知识点都没有明白,更谈不上创新性。面对考试,学生常常只对重点公式、概念死记硬背,甚至背习题集,应付了事。因而探索新的教学方法,提高学生对物理化学课程的兴趣,培养学生学习的积极性十分必要。
3.物理化学课程难学的原因
物理化学难学的原因主要有[6]:
(1)学习物理化学知识需要相当多的数学和物理知识,而制药类专业学生缺少这种基础;
(2)物理化学概念相当抽象,甚至有悖于人们所习惯的常识;
(3)许多定律、公式导出时有许多条件,导致使用条件复杂;
(4)学习反应速率理论理论需要高度的空间想象力和抽象思维;
(5)可逆电池与可逆过程、化学平衡等之间的关系理解起来多有困难。
三、改革研究内容
1.课程教学内容改革
(1)教学大纲的研究与编写
按照制药类专业培养计划,研究确定课程教学内容和教学要求,选用代表学科前沿的教材和参考教材,明确各章节的目的、要求以及相互之间的内在联系,在此基础上编写教学大纲和教学进度计划,使教学大纲能够充分反映学科的进展。
(2)讲稿和教案的研究与撰写
按照教学大纲和教学进度计划,研究编写教案,设计教学过程和课堂艺术;研究撰写讲稿,使讲稿能够全面介绍教学内容,突出知识点、重点和难点,并且通俗易懂。
(3)习题库的研究与建立
按照教学大纲研究编写各章节习题,建立配套的习题库。
2.课程教学方法改革
(1)研究性教学法应用研究
研究性教学法是指把科学研究引进教学过程的教学方法。拟按照课程内容特点研究选择案例或问题实施教学,使学生在学习知识的同时掌握学习知识的能力、学会分析问题的思路和解决问题的方法。
(2)挖掘科学技术前沿中的物理化学, 激发学生探索创新精神
在讲授物理化学时,有机的将物理化学与先进的科技前沿知识结合,引导学生看一看外面多彩的世界,开阔视野,启迪思维,加深对物理化学课程的理解,激发对课程的兴趣。
(3)多媒体课件辅助教学研究
充分利用多媒体技术,整合物理化学课程内容,从内容的选取,知识的归化,问题的引入和思维的引导入手,将国内的教学成果融入演示文稿中。着重从教材的内容组织、表现形式、素材的归纳综合方面进行改进和实践,结合阅读过程,重视引导学习,保证经典的基础内容,增加学科前沿知识点,突出教材的引导作用,丰富教学内容和教学方法。并注重拓宽知识视野和提高科学素养,体现物理化学的发展和与其他学科的交叉。
采用多媒体技术来讲授物理化学内容,将抽象变具体,平面变立体,变静态教材为动态教材。教学中,将一些空间想象的过程变为动手操作或视听的过程,抽象思维的过程分解成做实验的过程。通过动画过程的丰富表现,解决了单凭抽象和想象难以解决的困难,并使理解过程加快。采用多媒体教学,使得原本抽象,难懂,枯燥的知识生动起来。旋转,动画,图片等都十分形象化,课程变得生动起来,学生们的学习兴趣大大提高;和板书教学相结合,使课堂能够容纳较多的课堂内容、便于学生更好的理解和掌握教学内容[7]。
3.实验教学改革
(1)转变理念,建立理论教学与实验教学并重的教学模式
建立以培养学生综合应用能力、综合实践能力、综合素质和创新能力为宗旨的“三综一新”实践教学体系,使实验教学成为学生综合应用能力与研究能力培养的重要切入点。
(2)构建新的实验体系,培养创新型制药工程人才
以基本实验技能训练为基础、以综合实验能力培养为主线、以创新能力培养为目标,构建制药类专业物理化学实验课教学的新体系[8]。
(3)优化物理化学实验教学内容,培养学生创新能力
在保留基本技能训练和基本原理的实验的基础上,适当减少验证性实验;增加开设与制药类专业相关的、具有一定探索和创新意义的实验。
总之,物理化学的教学改革采用研究性教学法,以培养应用型人才的目标为导向,研究确定制药类专业物理化学的教学大纲,引进化学和制药类学科的相关理论、技术和前沿科学,教学内容丰富,具有先进性和前沿性,有利于学生了解学科的进展、学习新理论和新技术;有利于学生在最短的时间内了解课程的基本内容,可以较轻松的找到课程的主线和难点,作到有的放矢以达到最佳的学习效率。通过改革,板书教学、研究性教学和多媒体辅助教学相结合,理论教学和实验教学相结合,注重学生往应用型方向发展,有利于学生深入理解和系统掌握教学内容,提高教学质量。在实验教学方面,课程引入了设计性实验,这不仅锻炼了学生的思维敏捷性,还为日后的实验课程打下了坚实的基础,全面提高了学生们的综合素质。
参考文献
[1] 夏厚林,马鸿雁,李勇等.参与式教学在中药学专业物理化学教学中的尝试[J].成都中医药大学学报,2008.10(4):31-32.
[2] 朱再盛,罗三来,潘育方等.《物理化学》课程教学的改革与探索[J].广东药学院学报,2007.23(4):455-457.
[3] 薛运生,杨宜华. 药学专业《物理化学》教学方法改革的探索与实践[J]. 教育论坛,2010.7(3):137-139.
[4] 李喜兰.浅谈药学专业物理化学教学方法的改革[J].中国科教创新导刊,2011.(1):112.
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[6] 仇丹. 物理化学人性化教学的改革与实践[J].宁波工程学院学报,2009.21(4):89-92.
[7] 何广平, 袁中直, 李星华等. 网络化的互动教学法及其在“物理化学”教学中的应用[J]. 广东工业大学学报(社会科学版) , 2002. 2 (2) : 51 - 53.
[8] 王明艳, 钱保华. 制药工程专业物理化学教学改革的实践与思考[J]. 甘肃科技,2008.24(24):186-187.
基金项目:安徽新华学院教研项目:应用型人才培养导向的制药类专业《物理化学》教学改革研究(2011jy024).