浅谈无机化学在药学教学中的应用

浅谈无机化学在药学教学中的应用

无性系是药学专业的第一门专业课程，其基础课程和实践技能在学生的后续课程学习中起着重要作用。学生对本专业为什么要学习无机化学了解不够,再加上内容琐碎、抽象、理论性强,学生往往表现出对学习的兴趣不大。兴趣这一“隐性学力”,其强度与广度影响着学习的潜力。在厚基础、宽口径、高素质创新型人才培养的目标下,有效激发学生的学习兴趣是提高无机化学教学质量成败的关键。近年来,笔者做了一系列激发学生学习兴趣的探索和尝试,增强了教学的生动性和趣味性,使学生由“要我学”转变为“我要学”,取得了良好的效果。一、内容有趣。好竹连山竹香1.沉淀溶解平衡在教学中注重运用无机化学知识解释身边的生活知识和生命现象。如学习了缓冲溶液的机理和作用后,给学生留下“正常人体血液的pH值为什么可以维持在7.35～7.45之间”,作为课后问题。当给学生讲述人体中有很多重要缓冲系统时,学生兴趣十足,对其抵御外来少量的酸碱而维持其pH值不变的功能印象深刻。在讲到“沉淀溶解平衡”时,引导学生思考:为什么适当地使用含氟牙膏可以降低龋齿病?学生兴趣盎然地了解牙齿及骨骼的主要化学成分,酸性物质会使牙釉质中的羟基磷灰石溶解,Ca10(OH)2(PO4)6(s)+8H+=10Ca2++6HPO42-+2H2O,而含氟牙膏中的氟磷灰石比羟基磷灰石稳定,沉淀溶解转移反应(Ca10(OH)2(PO4)6(s)+2F-=Ca10F2(PO4)6+2OH-)的K值很大(为6.8×1023),但反应的速率很慢,所以含氟牙膏能够慢慢地将牙齿表面的釉质羟基磷灰石转化为氟磷灰石,达到防止龋齿的目的。身边生活的例子最容易为学生所接受,学生有兴趣地学以致用,用所学知识去解释了很多原来只知其然而不知其所以然的问题,学习氛围愈加浓厚。2.对配合物的应用更加全面笔者在授课中加大无机化学在药学应用的内容,使学生感受到无机化学对于专业学习的重要性。如在介绍配合物时,从第一个配合物普鲁士蓝的发现讲起,以国内第一例铊中毒案为例,介绍铊的毒性、中毒机理、中毒特征、特效解毒药物普鲁士蓝解毒机理等知识,使学生对配合物在药学和临床方面的应用更加印象深刻。又如在讲到氧族元素时,将“硒”这种必需微量元素的生物学效应补充进教案,重点介绍硒的抗氧化性是通过生物体中两个重要的含硒酶(谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶)来实现的。当前人类对硒的研究更加深入广泛,而我国在硒与癌症、心血管疾病和衰老的关系研究方面取得了令世界瞩目的成就,我国医学家最早应用补硒来防治克山病、大骨节病,并获得了微量元素研究中的最高荣誉奖“施瓦茨”奖。这些知识的讲授,使化学知识与医药密切联系起来,大大提高了学生学习的求知欲和兴奋度。3.化学加碱的应用“绿色环保”已成为当今世界的热词之一,“绿色化学”、“绿色化工”跃然出现在各种报章杂志和广告宣传中。笔者在教学中及时引入绿色化学的概念,学生提高环保意识的同时,大大增强了学习兴趣。同时为避免传统的无机化学实验试剂用量大、污染环境的缺点,改革了无机化学实验,推广微量-半微量实验,将“化学反应速率与活化能”等实验试剂量减少为原来的十分之一。增添“废旧电池的综合利用”实验项目,激发了学生利用专业知识搞环保的兴趣,社会责任感也进一步增强。4.课前课堂,讨论药物多晶型对高效药学界的影响结合教研室在研的科研课题,将本学科前沿的知识渗透到教学当中。原子结构、分子结构是教学的重点和难点之一,学生普遍感到内容抽象,枯燥乏味。在授课过程中笔者结合本院研制的一类新药间尼索地平的多晶型研究,将药物多晶型对药效的影响这一当前药学界研究的热点问题引入课堂,介绍不同晶型药物的药效、生物利用度和安全性的差异。学生认识到掌握原子、分子结构的基本知识,对研究药物多晶型和新药生物活性的重要意义,其学习主动性很自然地得到了增强。二、这种方法是有趣的。我不喜欢山，我也不喜欢平1.混合溶液ph值的变化导入新课是激发学生好奇心和求知欲的起始环节。笔者采取创设情境法,引导学生动脑、动手,进行从现象到本质、从分析到归纳的观察思考。如授课过程中,教师首先设问:在相同量的NaCl和HAc-NaAc混合溶液中分别加入少量相同量HCl溶液,溶液的pH值会降低相同的值吗?学生中会呈现不同的答案。在公布答案之前,教师先做演示试验引出答案。取出两支洁净的试管分别装入适量NaCl和HAc-NaAc混合溶液,测试各自pH值,然后分别加入2滴HCl后发现NaCl溶液的pH值由7下降到4,而HAc-NaAc混合溶液pH值由4.75下降到4.69;随后在NaCl和HAc-NaAc混合溶液分别加入等量NaOH,同样出现类似的现象。面对这样的试验结果,学生急切想知道缘由,这时教师再适时给出“缓冲溶液”的概念。创设情景法把学生引入了主动探求新知识的意境中,让他们开拓了思路,学会了探究,促进了学生乐学、善学、巧学。2.巧设问,善于启发学生笔者采用各种启发式教学手段,使学生通过积极的思维、操作、演练,主动地获取知识和发展智能,其中设问激趣法最为立竿见影。例如,在讲动力学时,教师引出问题“由热力学判断可以自发进行的反应实际上一定能发生吗?”学生会很自然地回答:不能。继续问:“为什么不能?”学生的思维开始活跃起来,听课的积极性和求知欲望也被激发了起来。教师这时再把问题引到动力学上来。教师在教学过程中巧妙设问激发和启迪学生的思考,能够创造出引人入胜的课堂氛围,充分发挥学生在学习中的主体作用。课前教师布置下节课的预习提纲以及主要讲授问题,希望学生带着问题预习和查阅资料。课前安排出5-10分钟进行讨论,检查学生预习情况,遇到难点问题再留出3-5分钟让学生提问,鼓励学生大胆质疑。3.发挥了新技术的重要作用,改进了课堂教学的方式方法,改进了课堂教学的内容和形式加强多媒体教学的力度和强度,从2000年起教研室教师陆续接受现代化教育技术的培训,制作了集文字、图形、图像、动画、录像于一体的教学课件,利用多彩多维的多媒体技术讲解化学键等较为抽象的内容,有效地化解了教学中的重点和难点,加大了课堂信息量,增强了教学效率和效果。三、天机云锦是我切割的1.培育原子模型化学史不仅是一部科学发展演变的历史,同时也是一部闪耀着无数化学家的智慧光彩和精妙方法的科学史。如笔者在讲授原子结构模型时,讲授了从汤姆逊的“面包式”原子模型→卢瑟福的“行星式”模型→玻尔的“旧量子化”原子模型→实物粒子的波粒二象性的过程,通过其发展演变的过程,让学生体会出了科学发展就是“提出假设-建立模型-实验验证”的过程。通过对英国化学家雷利发现稀有气体元素的案例讲解,让学生愈加深切地认识到科学研究中敏锐洞察、细致探究的重要性。如果当初雷利没有注意到从空气中得到的氮与从化合物中得到的氮质量相差0.0067克,而进一步研究发现了稀有气体元素,那么稀有元素发现史序幕的拉开将错后很多年。2.引导学生自主探究所学的内容“任务驱动”是建构主义理论中的一种教学模式,是使学生从实际问题出发,提出问题、分析问题、探究解决问题的方法。如在《茶叶中一些元素的分离和鉴定》中,首先布置预习问题,要求学生自己查找资料:茶叶中含量较多的无机元素有哪些?这些元素的生物学效应有哪些?分离这些元素的化学依据是什么?这些元素的鉴定方法、其他元素对它的鉴定是否存在干扰及排除干扰的方法?这些任务驱动学生自主查阅资料和设计方案。上课时首先检查学生的预习情况,采用启发式教学,组织学生讨论在茶叶中如何用所学过的知识分离Ca、Fe、Mg、Al、Cu等元素,鼓励学生各抒己见,对他们提出的方法进行分析、讨论,论证实施的可能性。设计性、综合性给学生创造了一种宽松、和谐的实验氛围,使学生真正置于学习的主体位置,参与意识强,思维非常活跃。当他们按照自己设计的方案完成实验时,学生不仅具有较强成就感,而且深切感到无机化学就在身边,创新并非遥不可及。四、实验考核结果建立科学的教学评价体系,考核方法从对获取知识量多少的评价向知识、能力、素质综合评价转化,不仅将发言讨论的积极程度计入平时成绩,而且完善了实验考核制度,实行以理论知识考核为主、实验技能考核为辅的考核体系。实验分数由平时实验表现、实验知识笔试以及实验技能的考核三部分组成(图1)。设计选取考察基本操作的综合性考核实验,检验学生系统分析问题、解决问题的逻辑思维能力与实践能力。将学生分成若干小组,采取抽签选题的形式,要求学生在规定时间里独立完成,当场交实验报告,评分后计入总评成绩。如[Cu(NH3)4]SO4配合物的制备,NaCl的精制,沉淀的生成和转化等实验小模块。通过这些模块考核,考察了学生无机化学如浓缩、结晶、抽滤、沉淀、离心、分离、洗涤沉淀、沉淀转化等基本操作,实验的考核方式在学期开始前就向学生说明,所以学生在实验中就非常注意实验的基本操作和实验现象等,考核结果良好,绝大多数学生基本按照要求完成实验,基本实验技能得到了充分锻炼。在教学实践中,笔者越来越深切地感受到80、90后的学生已不再是被动接受知识的容器,他们更愿意在兴趣的驱动下主动探求、大胆质疑、个性发展。通过几年的尝试,学生充分认识到无机化学对于药学生的重要性,学习变得更加主动认真,整体学习成绩也有