醫(yī)用化學(xué)課程中溶液章節(jié)教學(xué)改革初探

劉永東 張淑芬 鄭大威 鐘儒剛

摘要 溶液部分是醫(yī)用化學(xué)基礎(chǔ)課程中的重要章節(jié)。對(duì)教學(xué)內(nèi)容體系安排和教學(xué)方式兩方面的改革進(jìn)行探索和研究。教學(xué)內(nèi)容體系改革以教學(xué)內(nèi)容的整合和教學(xué)體系安排的優(yōu)化為重點(diǎn);而教學(xué)方式改革主要通過多種教學(xué)法實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的緊密相結(jié)合,以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 醫(yī)用化學(xué);溶液;教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2009)33-0037-02

Investigation of Educational Reform of Solution Chapter in Medical Chemistry//Liu Yongdong, Zhang Shufen, Zheng Dawei, Zhong Rugang

Abstract Solution part in the medical chemistry is an important section of this basic course. This paper did an exploration for the educational reform from the course content system arrangement and the teaching way. The course content system reform mainly involved in the conformity of the course content and the optimization of the educational system arrangement; while the teaching way reform mainly included the close connection between the theory knowledge and the practical application as well as the training of the students independent study consciousness and learning capability through various kinds of teaching methods.

Key words medical chemistry; solution; educational reform

Authors address College of Life Science & Bioengineering, Beijing University of Technology, Beijing, 100124, China

1 前言

醫(yī)用化學(xué)是我國高等院校醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和生物學(xué)等專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課程,它的任務(wù)是給大學(xué)一年級(jí)學(xué)生提供與生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的現(xiàn)代化學(xué)基本概念、基本原理及其應(yīng)用的知識(shí),在上述相關(guān)領(lǐng)域打下較廣泛和較深入的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)入分子生物學(xué)時(shí)代,從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用等工作都在由傳統(tǒng)方法向現(xiàn)代方法轉(zhuǎn)變,而化學(xué)在這一轉(zhuǎn)變過程中體現(xiàn)出與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之間越來越密切的聯(lián)系。因此,醫(yī)用化學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)于生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

溶液部分是醫(yī)用化學(xué)基礎(chǔ)課程中的重要章節(jié),是醫(yī)學(xué)上認(rèn)識(shí)體液的滲透平衡、酸堿度等的基礎(chǔ),并且對(duì)輸液、血液透析等臨床醫(yī)學(xué)具有重要意義。國內(nèi)的大部分高等院校醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和生物學(xué)等專業(yè)的教材都以溶液作為繼緒論后的第一個(gè)教學(xué)章節(jié)[1],因此,某種程度上可以認(rèn)為溶液部分教學(xué)成功與否直接影響學(xué)生對(duì)整個(gè)醫(yī)用化學(xué)課程的學(xué)習(xí),甚至對(duì)今后生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)[2-3]。而溶液章節(jié)內(nèi)容多,重點(diǎn)、難點(diǎn)集中,學(xué)生難以掌握?；趥鹘y(tǒng)教學(xué)中存在的問題,筆者從教學(xué)內(nèi)容體系安排和教學(xué)方式2方面的改革出發(fā),進(jìn)行一定的探索和研究。

2 教學(xué)內(nèi)容體系改革

醫(yī)用化學(xué)教材中的溶液章節(jié)的主要內(nèi)容包括稀溶液的依數(shù)性、電解質(zhì)溶液和緩沖溶液。而通常是以溶液的組成標(biāo)度開始,再介紹電解質(zhì)溶液中的強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論、酸堿理論、酸堿平衡和難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡,最后是緩沖溶液部分。結(jié)合幾年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為這樣的教學(xué)內(nèi)容體系安排還有待進(jìn)一步地整合和優(yōu)化,具體從2個(gè)方面著手進(jìn)行。

2.1 整合教學(xué)內(nèi)容對(duì)于溶液章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)該從分散系入手,而溶液是分散系中按分散相粒子大小分類中的一種。考慮到知識(shí)體系的系統(tǒng)性和連續(xù)性,從溶液的種類、形成,溶液中的分子間作用力,溶液的溶解性、溶解度及外界條件對(duì)溶解度的影響等方面做全面講授[4],之后再引入關(guān)于溶液的4m表示方法,即物質(zhì)的量濃度c(molarity)、質(zhì)量濃度ρ(mass concentration)、質(zhì)量摩爾濃度b(molality)和摩爾分?jǐn)?shù)x(mole fraction)。此外,還應(yīng)加入現(xiàn)代對(duì)稀溶液濃度廣泛采用的表示法——質(zhì)量分?jǐn)?shù)(parts by mass),尤其是其中的parts per million(ppm)和parts per billion(ppb)的表示方法。由此,還可以讓學(xué)生了解現(xiàn)今對(duì)一些化學(xué)污染物含量的規(guī)定等。待學(xué)生對(duì)整個(gè)溶液具有一定認(rèn)識(shí)后,再介紹稀溶液依數(shù)性,電解質(zhì)溶液和緩沖溶液。教學(xué)中需將化學(xué)知識(shí)與醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合。如在講溶液滲透壓時(shí)需將紅細(xì)胞在高滲、等滲和低滲溶液中形態(tài)變化的理論作為重點(diǎn),進(jìn)而聯(lián)系到臨床上的補(bǔ)液問題;嚴(yán)重腎病患者進(jìn)行血液透析利用反滲透原理;通過血液中的緩沖系的介紹,并拓展到臨床上的酸血癥和堿血癥,還可以強(qiáng)調(diào)緩沖溶液在臨床研究上的重要性,比如最常用的“細(xì)胞培養(yǎng)”。

2.2 優(yōu)化教學(xué)體系安排對(duì)于溶液章節(jié)的教學(xué),現(xiàn)今大都以溶液的組成標(biāo)度作為起始章節(jié),可是這種教學(xué)安排無論從知識(shí)本身的結(jié)構(gòu)體系上還是從學(xué)生學(xué)習(xí)掌握知識(shí)的規(guī)律上都不是很合理。而從分散系概念入手,介紹溶液是粒子大小小于1 nm(<10-9 m),以分子或離子狀態(tài)均勻地分散在分散介質(zhì)中,所形成的均相、穩(wěn)定的分散系。盡管學(xué)生在中學(xué)階段已具有一些關(guān)于溶液的知識(shí),醫(yī)用化學(xué)作為大學(xué)階段的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,應(yīng)通過復(fù)習(xí)與擴(kuò)展兼顧的方式,系統(tǒng)地介紹溶液的基本概念、基本原理和性質(zhì),從而使學(xué)生對(duì)溶液的認(rèn)識(shí)不再局限于中學(xué)所學(xué)的液態(tài)溶液,溶液的種類還包括固態(tài)溶液和氣態(tài)溶液。待學(xué)生具備有關(guān)溶液的基本知識(shí)后,再引入關(guān)于溶液的表示方法。這樣有利于學(xué)生系統(tǒng)全面地掌握溶液的基本知識(shí)。而在講電解質(zhì)溶液中的酸堿理論部分時(shí),以中學(xué)所學(xué)過的阿侖尼烏斯的電離理論開始,在復(fù)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生思考電離理論的優(yōu)點(diǎn)及局限性,基于電離理論的局限性再引入酸堿的質(zhì)子理論,再以同樣的學(xué)習(xí)模式引入電子理論。這樣不但使學(xué)生在接觸新知識(shí)時(shí)有熟悉感,還讓進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生能站在一定的高度上再來看待中學(xué)所學(xué)的溶液理論,既尊重知識(shí)本身的邏輯結(jié)構(gòu),也激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3 教學(xué)方式改革

由于溶液部分與生活、臨床醫(yī)學(xué)聯(lián)系緊密,知識(shí)內(nèi)容多,重點(diǎn)、難點(diǎn)集中,學(xué)生難以掌握。要激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是一個(gè)關(guān)鍵。為了能夠進(jìn)行有效的課堂教學(xué),激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,注重學(xué)習(xí)能力與發(fā)展的培養(yǎng),鍛煉學(xué)生發(fā)散性創(chuàng)新思維,筆者在教學(xué)實(shí)踐中不但采用傳統(tǒng)的啟發(fā)式、互動(dòng)式、探索式和比較教學(xué)等多種教學(xué)法,還引用現(xiàn)今流行的PBL(Problem-Based Learning,基于問題的學(xué)習(xí))教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法[5]。在教學(xué)設(shè)計(jì)中結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式,在以下幾個(gè)方面發(fā)揮指導(dǎo)作用。

3.1 將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)眾所周知,掌握知識(shí)的最終目的是運(yùn)用其到實(shí)踐中去解決實(shí)際生活中的問題。因此,在傳授知識(shí)的同時(shí)更應(yīng)該緊密地將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。例如在介紹溶液的溶解度,講授超飽和溶液及其特點(diǎn)時(shí),結(jié)合結(jié)晶知識(shí),采用啟發(fā)式教學(xué)法讓學(xué)生思考實(shí)際生活中的化學(xué)熱袋的原理及生產(chǎn)科研工作中的重結(jié)晶技術(shù)原理;在介紹溫度對(duì)氣體溶解度的影響時(shí),通過讓學(xué)生分析較溫暖河中難釣到魚的現(xiàn)象,讓他們更深刻地體會(huì)到熱污染問題;在介紹滲透現(xiàn)象和滲透壓力的時(shí)候,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法讓學(xué)生思考腎衰竭的一種治療方法——血液透析的原理;等等。

受學(xué)時(shí)的限制,課堂上講授的內(nèi)容畢竟是有限的,因此課外補(bǔ)充內(nèi)容就顯得尤為重要。采用PBL教學(xué)法,給學(xué)生留些有實(shí)際意義的思考性作業(yè)是一種很有效的補(bǔ)充手段,一方面可以讓他們更好地消化理解所學(xué)的知識(shí),另一方面可以鍛煉學(xué)生利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)圖書館檢索文獻(xiàn),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)的利用意識(shí)。如在介紹壓力對(duì)氣體在溶液中溶解性的影響的時(shí)候,給學(xué)生一些資料并讓學(xué)生自己再搜索相關(guān)資料,思考1986年西非喀麥隆國家Nyos湖成為“killer lake”的成因。這樣使學(xué)生有針對(duì)性地上網(wǎng)學(xué)習(xí),以擴(kuò)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,在擴(kuò)充知識(shí)面的同時(shí),培養(yǎng)鍛煉其獲取信息和處理信息的能力。

3.2 注重學(xué)習(xí)能力與發(fā)展的培養(yǎng),鍛煉學(xué)生發(fā)散性創(chuàng)新思維教學(xué)中對(duì)于學(xué)生能力與發(fā)展的培養(yǎng)是重要的方面。所以,教學(xué)過程應(yīng)成為既傳授知識(shí)又教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的過程?？紤]到完成人才綜合能力的培養(yǎng),更應(yīng)重視向?qū)W生介紹學(xué)習(xí)方法,增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力。例如在學(xué)習(xí)溶液依數(shù)性時(shí),學(xué)生很容易將溶液沸點(diǎn)的升高和凝固點(diǎn)的降低混淆。所以在介紹完此部分內(nèi)容后,選用比較教學(xué)法,讓學(xué)生嘗試將溶液的沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)比純?nèi)軇┯凶兓奶攸c(diǎn)總結(jié)到一張表格中。這樣不但會(huì)使學(xué)生對(duì)此部分知識(shí)有更清晰的理解和認(rèn)識(shí),還可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用比較總結(jié)的學(xué)習(xí)方法,使學(xué)生養(yǎng)成及時(shí)小結(jié)、注意總結(jié)歸納概括的好習(xí)慣。

通過一題多解和對(duì)實(shí)際問題的思考,鍛煉學(xué)生發(fā)散性創(chuàng)新思維。對(duì)于學(xué)生發(fā)散性創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和鍛煉是比較困難的。幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)證實(shí),那些思維很活躍且具有扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生,很容易具有發(fā)散性創(chuàng)新思維。尤其是在每次布置例題讓他們思考的時(shí)候,思維活躍的學(xué)生總會(huì)有不同的思路和解法。以上發(fā)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)可以反之用在對(duì)大多數(shù)學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng)和鍛煉上,也就是在布置思考題時(shí),給學(xué)生足夠的時(shí)間去探索新的解題思路和方法。

本文對(duì)醫(yī)學(xué)化學(xué)中溶液部分的教學(xué)內(nèi)容體系安排和教學(xué)方式進(jìn)行嘗試性改革探討,還需要在今后的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索、完善,以推動(dòng)整個(gè)醫(yī)用化學(xué)課程體系的改革發(fā)展。

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