浅论制药工程专业物理化学课程教学的思考与探索

　　物理化学作为制药工程专业的一门专业基础课，在药学领域起着举足轻重的作用，是药理学、药剂学、药物动力学等后续课程的理论与研究方法的基础，是连接基础课与专业课的桥梁。但制药工程专业学生对这门课的认同度却并不高，大多认为物理化学难学，与专业联系不大，不知道学习了有何用。究其根本原因，主要由于物理化学是一门理论化学，具有两多三强，即概念多、公式多，系统性强、理论性强、逻辑性强的特点，对高等数学和大学物理较为薄弱的普通高等院校制药专业学生来说理解起来就已很困难，更谈不上如何去应用。为解决这一教学难题，笔者从制药工程专业特色入手，结合物理化学课程的特点，对制药工程专业物理化学教学进行了改革和尝试，主要解决三方面问题:一是内容多与学时少的矛盾;二是理论多与应用少的矛盾;三是变纯讲理论为也讲道理，旨在激发学生学习兴趣，提高教学效果，使物理化学能在制药领域发挥更大作用。
　　1优化教学内容
　　1.1结合专业需求，精简内容
　　经典的物理化学内容博大精深，广而博的教学思想对化学化工类重点院校来说尚且可以，但对于普通院校非化学专业来说要做到面面俱到基本不可能。我校制药工程专业的培养定位是应用型人才，导致的必然结果是理论学时的压缩，实践学时的增加。在课时少、任务重的情况下，少而精是必然选择。但少而精也不是随意的删减，而应紧紧结合专业需求，科学、合理地删减。
　　如减少热力学、电化学的内容，重点讲解相平衡、化学动力学、表面化学与胶体等与制药专业后续课程密切相关的部分。其实要做到物理化学与制药专业课程之间的完美融合并不是一件容易的事，需要化学教师通过多种渠道提高自身的药学知识储备，只有对制药专业课程有较深的认识，才有可能在教学中灵活把握，更好地有的放矢，使物理化学在后续课程中充分发挥作用。
　　1.2强化应用，弱化推导
　　物理化学公式推导繁琐是学生畏学的一个重要原因。对于化学专业学生来说，掌握这些理论公式的来龙去脉毋庸置疑，但对于制药专业学生来说，学习物理化学的目的不是从事理论研究，而是应用物化知识去解决药学领域中的专业问题，对结果的应用才是重中之重。因此，教学中应淡化公式推导，重点强调如何运用这些结论去解决实际中的问题。
　　如热力学部分中，理想气体绝热可逆过程的过程方程式，熵函数(S)、吉布斯函数(G)和亥姆霍斯函数(A)的定义，不同物质化学势的表达形式等都无需推导，直接给出即可。重点放在对这些公式和概念的应用上。特别像熵函数的引入是公认的教学难点，传统讲法都是从热机效率开始，由卡诺循环到卡诺定理，最后引出熵函数。对制药专业学生来说，只需给出熵函数的定义式即可，重点应放在如何计算S和应用熵判据判断变化方向。
　　1.3重视新内容，避免旧内容
　　在学时有限的情况下，教师要学会做减法，对在先行课程中学过的内容要少讲，避免重复。如适当删减无机化学中的化学平衡内容，大学物理中的热机内容。同时也要学会做加法，增加与专业结合紧密的物理化学内容，为后续课程做足准备。如，增加相图在药物分离及提纯中的应用介绍。利用低共熔相图原理改良药物剂型，当药物与载体以低共熔比例共存时，制成的药物具有均匀的微细分散结构，可大大改善其溶出速度，提高药物的吸收效果和生物利用度。再如，增加表面化学和胶体化学的介绍，这些内容虽然在物理化学课程体系中所占比例较小，但对制药专业至关重要，可为药物新剂型的开发提供理论指导。如微乳给药系统因其有增溶，促进吸收，提高生物利用度等优点，被广泛用于多种药物制剂的开发，因此在授课时增加有关微乳内容的介绍，使学生充分了解其形成原理和性质，以便将来在工作中去应用。
　　2加强理论与生产生活的联系
　　制药专业学生对物理化学产生畏学的另一个原因就是不知道学习物理化学有何用途。这说明教学内容与实际应用之间的融合还不够，尤其是专业之间的融合不够。加强理论联系实际，不仅可以让学生轻松享受学习的乐趣，也可让学生明白学有所用的道理，这样才有可能将要学生学变为学生要学。
　　其实每一个新药的研发过程步步都离不开物理化学知识的指导。首先合成路线的选择，工艺条件的确定离不开热力学和动力学的指导;其次药物的分离和纯化又需要相平衡的理论知识;药物剂型的设计离不开表面和胶体知识的指导;而药物在体内的代谢，合适的给药时间，药物的有效期等离不开动力学知识的指导，可以说药物从原料到产品到应用就是一个完美运用物理化学知识的过程。因此教学过程中，可以给出一个具体药物做合成目标，指导学生运用物理化学知识去设计合成路线，通过这些教学内容让学生切身体会到物理化学对本专业的重要性，从而摆脱物理化学对制药专业无用的帽子。同样，在教学过程中还可穿插一些生活中应用物理化学原理的实例，如冰上撒盐化冻，人工降雨等，通过对这些实例的介绍和分析，不仅可以强化学生对教学内容的理解，扩宽思路，提高分析解决问题的能力，还可以极大地提升学生的学习兴趣。
　　3加强理论与科学前沿的联系
　　教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教学，没有灵魂的教学。坚持教学与科研相结合，是培养学生创新能力的主要途径，也是理论联系实际的重要环节。同时，教学与科研紧密结合，教研相长，也是提高教学效果的重要举措。
　　(1)热力学部分与科学前沿的结合。讲热力学部分测定化学反应热效应时，可以向学生介绍目前常用的量热技术在药学领域的应用。量热法可测定药物、赋形剂的稳定性，药物与赋型剂之间的兼容性，分析药物中无定形态的含量等。还可以定量地研究药物与细胞间的相互作用，获得药效、抑制率等方面的信息，对于药理学，临床医学、药物的合成与筛选等方面均具有重要的理论意义与实际价值。特别是采用微量热技术可以对肿瘤细胞的生长代谢进行研究，可探讨它的生产特点并找出其代谢规律，广泛用于药物对肿瘤的抑制以及肿瘤热疗新方法的研究。
　　(2)动力学与科学前沿的结合。讲动力学部分的阿仑尼乌斯公式求活化能时，可将其与现代热分析技术相联系，前者是将反应分别设置在多个不同固定温度下进行实验来获取活化能，后者是在程序升温或降温的条件下由一条或多条不同升温速率下实验得到的热分析曲线来求取动力学三因子，即活化能、指前因子、最可几机理函数。后者获得的动力学模型适用于定温和变温条件，适用范围比前者更广。
　　(3)相平衡与科学前沿的结合。讲单组分相图临界点时，可以介绍超临界萃取技术在药物提取方面的应用。它是集萃取与分离于一体的新型提取分离方法，利用物质在临界点附近的奇妙特性，将超临界流体做萃取剂，将高压下萃取的物质经降低压力分离出来。该方法由于具有不破坏被提取成份活性的特点使其在纯天然有效组分的提取方面具有重要作用。
　　4加强理论与人文科学的联系
　　物理化学理论深奥、晦涩难懂也是学生感觉物理化学难学的一个重要原因之一，如何才能深入浅出地讲好这门课是每一位物理化学教师都应不断思考的问题。通过多年的物理化学教学，笔者深切地感受到物理化学的许多观点都蕴含着丰富的人生哲理，教师在教学中应该把这些观点和体会引入课堂，这样不仅会营造轻松愉快的学习气氛，而且能传播人文精神，传递正能量，进而激发学生的学习兴趣。
　　例如在讲述热力学定律时，应该让学生明白，第一类永动机不能制成的原因是想不劳而获;第二类永动机不能制成的原因是想一劳永逸，在现实中这两种思想都是要不得的。又如讲表面现象中的亚稳态时，过冷水没有结冰，过热水没有沸腾其原因是由于缺少晶种或汽化核心，因为在一个新相中形成一个旧相是不容易的。任何新生事物出现的初期都会面临很多质疑，就像阿仑尼乌斯在提出电离理论之初，曾受到许多科学泰斗的质疑和嘲笑，被认为简直是天方夜谭，但其最后成功了，所以新事物的出现都需要承受很多压力。作为新时代的年轻人，就应该要有这种敢于质疑，敢于冲破枷锁，不断探知新领域的精神。
　　5结语
　　如何提高物理化学教学效果是个永恒的话题，不同的教师在教学中会有不同的体会和感悟，所谓仁者见仁，智者见智，所以探讨如何来教好物理化学是个永无止境的问题。只要我们善于对教学过程进行反思，并不断总结经验，就可以不断获得教学灵感，为提高物理化学的教学效果和质量提供新的思路。