药学专业物理化学教学的体会

物理化学是研究化学体系行为最一般规律的学科，在培养创新能力方面有其他课程无法替代的作用。由70多位专家参与撰写的自然科学学科发展战略调研报告《物理化学》卷中指出［1］，实践表明，凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生，适应能力强，“后劲”足。由于有较好的理论基础，他们容易触类旁通、自学深造，能较快适应工作的变动，开辟新的研究阵地，从而有可能站在国际科技发展的前沿。随着大学基础课程的改革，药学专业物理化学所安排的内容多，课时少，如何提高教学质量就成了很大的难题。笔者现介绍药学专业物理化学教学的一些体会。

　　1  理论联系实际，激发学生的学习兴趣
   
　　很多学生认为物理化学是非常难学的一门课程，都是抽象的、枯燥的理论，从而产生厌学心理。“兴趣是最好的老师”，作为教师要从兴趣入手，引导他们喜欢并且学好这门课程，教师应更多地介绍物理化学与药学的联系，激发学生学习的积极性。例如讲授“相平衡”时，介绍超临界二氧化碳提取药物的知识，它是利用了物质在临界点附近的奇异性，利用无毒、不残留的二氧化碳代替水或有机溶剂作为萃取介质，将高压下萃取的物质经降低压力分离出来的一种把萃取与分离两个过程合为一体的新型提取分离方法。对于那些热不稳定或易被破坏活性成分的药物，采用这种方法提取优于传统的方法，然而这一高新技术是物理化学中临界状态、两相平衡的知识。在介绍相图时，结合药剂型改良的知识。比如，难溶于水的药物溶解后不易被吸收，药效慢，如果与尿素或其它溶于水并且无毒的化合物共熔，用快速冷冻的方法制成低共熔混合物，则尿素在胃液中能很快溶解，剩下高度分散的药物，从而利于吸收。例如，在讲授“稀溶液依数性”内容时，可以列举“北方冬天吃冻梨前，先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间。发现冻梨表面结一层薄冰，而里边却解冻了。这是什么道理呢？”实际上，如果能清楚梨中的水不是纯水，而是溶有糖和一些物质的溶液，利用稀溶液中凝固点降低的规律就很容易解释这一问题了。在“胶体”这一章中，医药上用于胃肠造影的硫酸钡合剂，其中就含有足够量的一种高分子化合物——阿拉伯胶对硫酸钡溶胶起保护作用，当患者服用后，硫酸钡胶浆能均匀地粘附在胃肠道壁上形成薄膜，从而利于造影检查。
   
　　把理论知识与实际联系起来，让学生感觉到物理化学知识跟我们的生活息息相关，不再是一门枯燥乏味的课程，而是让学生感兴趣的课程。

　　2  有效地组织课堂教学
   
　　课堂教学要遵循教师为主导，学生为主体的原则。课堂上教师除了传授知识之外，更重要的是培养学生的思维能力。因此，教师在组织教学活动时，要注意培养学生的创新精神。教师在授课的时候，应采用启发式教学，不能只以老师为中心，平铺直叙，照本宣科。多提出问题，让学生进行思考，采取教师讲授理论和学生参与讨论有机结合起来，让课堂变得生动活泼，教师和学生形成良好互动。这样既能够让学生掌握了知识，又能培养学生的思维能力。
   
　　例如，讲授到“热力学第二定律”时，让学生先发表自己对热力学第二定律的两种说法的理解，然后教师再做出总结和归纳。第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用，由此可见，热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异，这种差异决定了过程的方向，人们就用状态函数熵来描述这个差异。通过学生讨论和教师总结，加深了学生对知识的理解，同时也为后面讲的内容“熵增加原理”作铺垫。

　　3  合理运用各种教学手段
   
　　在物理化学传授过程中，针对不同的教学内容应采用适当的教学手段。多媒体的应用使原本枯燥乏味的理论知识，通过具体、生动、形象、直观的形式表现出来，调动了学生学习的积极性，为教师节省了大量板书绘图的时间，加快了知识点的讲授速度，课堂教学的信息量大大增强［2］。例如，物理化学课程有很多现象和性质，可通过直观的图片加以形象说明；对于需要大量图形图像信息展示的相图部分，利用多媒体教学优势更为突出。
   
　　在物理化学课程教学当中，有一些内容采用多媒体教学就不能显示出优势。比如，一些重要公式的推导和中间步骤及计算过程，适宜通过引导学生参与并以板书的形式讲解，让学生对公式的来龙去脉有必要的了解。这并不是说要求药学专业的学生掌握公式的推导过程，而是让他们加深印象，明白公式的应用条件和范围，从而能更好地运用这些公式。因此，要挖掘多媒体教学和传统教学的优势，发挥各自的长处，提高授课水平。

　　4  突出重点和突破难点
   
　　对于药学专业的学生来说，在较少的课时内讲解完物理化学这门课，学生很难理解全部内容。因而要做到有的放矢，吃透教材，分清主次，突出重点，突破难点，学生才能掌握好必修的内容，在有限的时间内学到相应的知识。比如“相平衡”中让学生了解单组分和二组分体系的相图和应用即可，而对于比较复杂的三组分体系的相图可以不介绍。
   
　　例如，在等温等压条件下，我们用Gibbs自由能的改变量ΔG来判断化学过程的方向和限度，但为什么可以用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度呢？学生不能理解，而物理化学正是解决这个所以然的。用ΔG≤-W′判别式指出某个过程是不可逆的，并不意味着此过程就必定是自发的。从两方面分析用ΔG≤0能对等温等压下过程自发进行的方向和限度［3］。①W′≠0时，如果ΔG＞0，由ΔG≤- W′，必然有W′＜0，这说明环境对体系作了非体积功。所以，此不可逆过程是一个非自发过程。如果体系内发生自发过程，即体系对环境作非体积功，W′＞0。由ΔG≤-W′，必然是ΔG＜0。这就是说在等温等压并且作非体积功的情况下，体系发生自发过程，必然引起自由能的减少，一直到自由能最小时，ΔG=0，达到平衡状态。②W′=0时，体系与环境之间不作非体积功，则ΔG≤- W′式变为ΔG≤0。这样，ΔG＞0的过程就不存在。体系若有自发过程发生，必定是不可逆的，即ΔG＜0。这就是说在等温等压和不作非体积功的情况下，体系发生过程，必然引起自由能的减少，一直到自由能最小时，ΔG=0，达到平衡状态。从以上两方面来看，不管体系是否作体积功，在等温等压下，自发过程总是朝着自由能减少的方向进行，直到最小值时，ΔG=0，达到平衡状态。因此，可以利用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度。通过详细讲解，让学生能更好地理解难点。