微課在中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探

吳 凱，韓 寧，李維峰，鄔瑞光

（北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100102）

物理化學(xué)作為中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生本科階段一門重要的必修課程，它是從物理現(xiàn)象和化學(xué)變化的聯(lián)系入手，揭示化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律的學(xué)科，為后續(xù)中藥藥劑學(xué)、中藥炮制學(xué)、中藥化學(xué)等課程奠定基礎(chǔ)。由于物理化學(xué)概念抽象、理論性強(qiáng)以及公式應(yīng)用復(fù)雜等學(xué)科特點(diǎn)，中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)時(shí)往往存在掌握困難以及積極性不高的問題，導(dǎo)致其中藥學(xué)專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果不佳。

微課，即微型視頻課例，是由教學(xué)設(shè)計(jì)師David Penrose在2008年提出的新興教育概念，以5分鐘～10分鐘的短視頻為載體，圍繞某一知識點(diǎn)和教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的教學(xué)活動，具有主題清晰、結(jié)構(gòu)緊密、內(nèi)容量大、學(xué)習(xí)便捷等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。經(jīng)長期實(shí)踐教學(xué)表明，微課在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的融入突破了傳統(tǒng)課堂對時(shí)空的限制，提供了一個(gè)良好的自主學(xué)習(xí)平臺，滿足了學(xué)生快節(jié)奏的學(xué)習(xí)需求，并解決了教學(xué)模式單一的問題[3-5]。

基于此，本文探究微課在中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，旨在提高其教學(xué)質(zhì)量。

1 中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)存在的主要問題

針對中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)普遍存在的短學(xué)時(shí)、多內(nèi)容的問題，中醫(yī)藥類高校從中藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)以及課程體系設(shè)置出發(fā)，通常采取精簡物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的方式，完成物理化學(xué)教學(xué)工作。雖然精簡的方式能夠有效減輕學(xué)生學(xué)業(yè)壓力，但在一定程度上會影響學(xué)生對物理化學(xué)知識體系的全面掌握。比如在講授熱力學(xué)第二定律內(nèi)容時(shí)，反復(fù)強(qiáng)調(diào)其在解決化學(xué)反應(yīng)方向和限度的功能性，而在實(shí)際教學(xué)過程中會降低化學(xué)平衡章節(jié)的學(xué)習(xí)要求，使學(xué)生對熱力學(xué)第二定律難以融會貫通。又如簡化熱力學(xué)基本方程和麥克斯韋關(guān)系式的公式推導(dǎo)過程，一方面影響學(xué)生對熱力學(xué)性質(zhì)之間關(guān)系的分析，另一方面也影響后續(xù)多組分熱力學(xué)以及表面現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，從而對學(xué)生學(xué)習(xí)效果形成負(fù)反饋。

中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)大多是從化學(xué)化工角度進(jìn)行經(jīng)典物化知識傳授，由于缺乏與中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)課程的結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生對物理化學(xué)存在難而無用的印象。例如熱力學(xué)基本定律中引入的熵、焓、吉布斯函數(shù)、亥姆霍茲函數(shù)等狀態(tài)函數(shù)，雖然從定義、物理意義以及在化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹，但缺乏如抽象性質(zhì)與中藥藥性相關(guān)聯(lián)等方面的思維拓展，造成學(xué)生對抽象函數(shù)只停留在數(shù)學(xué)運(yùn)算層面。又如在一級反應(yīng)動力學(xué)的講解過程中，重點(diǎn)討論一級反應(yīng)動力學(xué)的特點(diǎn)，忽視一級反應(yīng)動力學(xué)在給藥策略制定等中藥學(xué)的應(yīng)用介紹，使學(xué)生對簡單級數(shù)化學(xué)反應(yīng)模型出現(xiàn)死記硬背的現(xiàn)象。

在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面，由于中藥學(xué)專業(yè)物化實(shí)驗(yàn)往往采取與理論課程同向進(jìn)行的方式，導(dǎo)致理論部分與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錯(cuò)位，出現(xiàn)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)困難，教師填鴨式講解實(shí)驗(yàn)原理的局面，限制了學(xué)生實(shí)踐能力和科研素質(zhì)的提升。除此之外，更多中醫(yī)藥類高校受自身師資條件限制，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以簡單化學(xué)體系為載體，內(nèi)容枯燥乏味，出現(xiàn)學(xué)生僅以完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告為學(xué)習(xí)目的的尷尬局面。

2 微課在中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 模型化分解知識點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碎片化記憶

物理化學(xué)知識體系龐大且內(nèi)容冗繁，通過微課進(jìn)行模型化拆分，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)碎片化。比如在熱力學(xué)學(xué)習(xí)過程中，采取制作諸如理想氣體絕熱過程體積功計(jì)算、熵變計(jì)算以及吉布斯自由能變計(jì)算等主題微課形式，避免課堂學(xué)習(xí)由概念引出再到變量計(jì)算的復(fù)雜過程，實(shí)現(xiàn)對熱力學(xué)內(nèi)容降維的同時(shí)，幫助學(xué)生從熱力學(xué)知識體系中提煉重要知識點(diǎn)，有針對性地完成模型化學(xué)習(xí)，全面掌握計(jì)算方法。又如，在相圖學(xué)習(xí)過程中，設(shè)計(jì)如單組分相圖相態(tài)分析、雙組分氣液平衡相圖相態(tài)分析、具有最高臨界會溶溫度系統(tǒng)相圖相態(tài)分析以及簡單低共熔混合物相圖相態(tài)分析等微課，將相圖應(yīng)用部分從“相圖繪制—物理意義—相圖應(yīng)用”的課堂學(xué)習(xí)模式中剝離，避免學(xué)生課堂注意力分散所導(dǎo)致的知識點(diǎn)遺漏，在完成相圖應(yīng)用學(xué)習(xí)的同時(shí)熟練掌握杠桿規(guī)則。

2.2 豐富教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)

目前，中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生普遍存在因高數(shù)運(yùn)算能力弱、物理應(yīng)用能力差以及化學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱，導(dǎo)致自主學(xué)習(xí)能力較差的問題，而針對中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生開放的物理化學(xué)教學(xué)資源稀缺。因此，利用微課填補(bǔ)中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)盲區(qū)，助力中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)很有必要。例如在反應(yīng)級數(shù)測定課堂教學(xué)中，由于主要介紹微分法和積分法對類型速率方程的級數(shù)測定，忽略介紹類型速率方程的級數(shù)測定，使學(xué)生對知識掌握片面化。在反應(yīng)級數(shù)測定專題微課中，重點(diǎn)介紹反應(yīng)級數(shù)測定在實(shí)驗(yàn)樣品的選擇、測量指標(biāo)內(nèi)容以及測量方法，突出微分法與積分法在確定兩種類型速率方程，即和反應(yīng)級數(shù)中的關(guān)系。使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的源頭出發(fā)，對反應(yīng)級數(shù)測定有一個(gè)完整認(rèn)識。又如，通過熱力學(xué)經(jīng)典習(xí)題主題微課，在講解分析狀態(tài)方法、狀態(tài)函數(shù)法設(shè)計(jì)計(jì)算路徑以及解析技巧的過程中，串聯(lián)高等數(shù)學(xué)與物理學(xué)知識，提升學(xué)生整體學(xué)習(xí)能力。

2.3 鏈接中藥學(xué)相關(guān)知識，激發(fā)學(xué)生興趣

為改變中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生認(rèn)為物理化學(xué)難而無用的印象，除了通過制作如荷葉水滴形狀、活性炭除甲醛、信號燈的設(shè)置等從物理化學(xué)角度分析生活中現(xiàn)象的微課，拉近物理化學(xué)與學(xué)生的距離以外，更應(yīng)通過制作如中藥復(fù)方載藥膠束在靶向控釋遞藥系統(tǒng)的應(yīng)用、復(fù)方納米晶體提高中藥難溶性有效成分生物利用率、三組分相圖在中藥復(fù)方微乳設(shè)計(jì)等物理化學(xué)在中藥學(xué)相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用主題的微課，表明物理化學(xué)的重要作用，加深學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識。與此同時(shí)，在微課中植入中藥學(xué)專業(yè)相關(guān)知識的課外拓展環(huán)節(jié)，例如在制作阿倫尼烏斯方程微課時(shí)，列舉其應(yīng)用在中藥材炮制過程中相關(guān)動力學(xué)參數(shù)測定的文獻(xiàn)，供學(xué)生閱讀參考，有效提高學(xué)生專業(yè)能力。

2.4 做好實(shí)驗(yàn)知識儲備，提高實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)微課的錄制為預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理、檢測儀器的原理與測定方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的搭建和實(shí)驗(yàn)步驟的說明提供了良好的途徑。比如在雙組分氣液平衡相圖繪制的實(shí)驗(yàn)中，通過制作沸點(diǎn)儀設(shè)計(jì)原理、阿貝折射儀的使用以及實(shí)驗(yàn)步驟說明，使學(xué)生明確：（1）雙組分氣液平衡為單變量體系；（2）沸點(diǎn)儀如何維持液相組成恒定；（3）溶液折射率的影響因素；（4）理解溶液組成—折射率標(biāo)準(zhǔn)曲線的用途；（5）阿貝折射儀測定折射率的步驟；（6）換液對沸點(diǎn)儀的清洗要求。有效縮短實(shí)驗(yàn)課堂中理論知識講解時(shí)間，使學(xué)生將精力集中于實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)分析。進(jìn)一步結(jié)合課堂演示，有效提高實(shí)驗(yàn)成功率，幫助學(xué)生樹立自主完成實(shí)驗(yàn)的信心。除此之外，還可以開展以克拉佩龍—克勞修斯方程測量氣體摩爾相變焓、半衰期法測定化學(xué)反應(yīng)級數(shù)以及溫度對反應(yīng)速率影響規(guī)律為內(nèi)容載體的微課，介紹物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，并對數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法進(jìn)行講解，在講解功能理論知識的同時(shí)幫助學(xué)生形成科研思維。

3 結(jié)語

綜上所述，將微課與中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，能夠保證學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果、吸引學(xué)生注意力、提高課后總結(jié)效果，并鍛煉學(xué)生利用理論知識解決專業(yè)問題的能力，在拓展學(xué)生思維的過程中提高中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)整體教學(xué)質(zhì)量。