簡述藥學專業物理化學的教學

時間:2022-01-03 03:30:40

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簡述藥學專業物理化學的教學

一、結合藥學生產及研究實際,激發學生的學習熱情

單組分相圖一節中,主要內容是水的相圖和二氧化碳的相圖。1,2]在水的相圖中,講解三個區域、三條線、一個點的水的狀態與溫度、壓力間相互關系之后,根據在藥學領域的應用,講述水在低溫低壓條件下升華的特性,在不破壞藥物有效成分的前提下,結合制藥企業的冷凍干燥設備、工藝等具體細節得到超微粉針劑的過程理解冷凍干燥技術,并且對藥物劑型有一個初步認識。結合實際生產中遇到的問題講解應用的習題,使學生體會并理解單組分相圖在實際生產中的應用。在講解二氧化碳的相圖時,重點是超臨界萃取技術。它是利用了物質在臨界點附近的奇異性,利用二氧化碳無毒、不殘留的性質,代替水或有機溶劑作為萃取介質,將在高溫下才能萃取的物質經降低壓力常溫下萃取出來,是一種把萃取與分離兩個過程合為一體的新型的、環保綠色的提取分離方法。對于那些熱不穩定或易被破壞活性成分的藥物,采用這種高新技術的方法提取優于傳統的有機溶劑提取的方法。二氧化碳超臨界流體對有機物溶解能力強、選擇性好、在接近室溫下操作等優點,并結合后期藥學專業課“天然藥物化學”中有關中草藥有效成分的分離與精制的內容來講解,如在天然物中有很多揮發油成分,利用溶劑提取法,既破壞有效成分,又污染環境,可以舉實例講解,使物理化學中臨界狀態、兩相平衡的知識在藥學研究中得到具體應用。二組分相圖中,主要內容是雙液系統和低共熔混合物的相圖。雙液系統的相圖結合蒸餾、精餾原理;低共熔混合物的相圖結合藥物的配伍及防凍制劑、改良劑型增進藥效及利用熔點下降檢查樣品純度等方面的應用舉例,使學生對生硬的理論有了親切感,明確理論學習和專業實踐的關系。為今后專業課的學習和將來的工作打下較好的基礎。在三組分相圖的一節中,鹽水系統和部分互溶三液系統是講解的重點內容,結合重結晶法分離、精制無機鹽的例子,了解鹽水系統在實際生產中應用。結合萃取原理分析部分互溶三液系統相圖的應用。

二、結合藥學領域的研究與發展,開拓學生的視野

物理化學中的很多內容應用于新型制劑等的研究中。教師應了解藥學研究的前沿與發展狀況,根據本學科的內容,結合本科生的畢業論文、研究生的研究課題,擴大學生的專業視野,理論聯系實際,使學生的學習有目的性。在新劑型研究中,如脂質體的研究、微囊化技術、微乳劑的制備等都利用相圖的研究。例如微乳劑的制備中,結合相圖的繪制可以直觀地表現出水乳區的大小及各組分的比例,對配方的優化具有指導意義等。學生對這些藥學專業術語感到新鮮,也很感興趣。例如像脂質體、緩釋、控釋制劑等后期將要學習的內容雖然不能作詳細的講解,但是在基礎課中點到為止這不僅能使學生掌握基礎知識,也能增強對本專業的自豪感,更是為后續課程及將來的藥學實踐埋下伏筆。

三、重點剖析難點,公式化變形象化

在相平衡一章中,學生普遍感到難的是計算題,主要是克氏方程的應用及杠桿規則的運用。對單組分兩相平衡中的克勞休斯———克拉柏龍方程的應用感到棘手,單從公式去理解比較難懂。在講課過程中,可以將公式同水的相圖相結合,即相圖中的三條線就是克勞休斯———克拉柏龍方程的解析圖。只是液氣、固氣、固液平衡線的相變熱的數值不同,斜率有正、有負而已。dpdT=此式為克拉柏龍方程,表明單組分兩相平衡時,平衡壓力隨溫度的變化率。結合不同的相平衡,得到三個不同的表達式,三相點的坐標也是三個方程的共同的解。理解了公式的意義并結合例題講解公式的應用,使學生對計算不再感到很難。其他單組分相圖與水的相圖很相似,只是OC線的斜率可能為正。計算的另一類問題是杠桿規則應用的問題。在所有的相圖分析中,杠桿規則都是適用的。在教學過程中,我們的重點應放在如何運用上。結合練習題的解答,舉例說明效果比較好。

四、多種教學手段相結合

物理化學的內容抽象、枯燥,應在課件的制作、板書的設計上下工夫,使學生不感到乏味。在相平衡中,不要把復雜的相圖一次性全盤搬出,讓學生感覺眼花繚亂,不知道如何去解讀復雜的相圖。在教學中讓相圖中的點和線相繼出現,讓學生跟隨老師的思路去分析相圖。分析完一條平衡線后再點擊出現另一條平衡線。使學生對一些抽象的問題加深理解。在多媒體教學的同時,要輔以板書,調動學生去積極思考。尤其在計算、習題的解答中,板書的效果會更好。同時在教學中和學生互動、共同探討。如利用實驗課的內容乙醇—苯二組分相圖的繪制,掌握液相組成、氣相組成與沸點的關系,同時了解氣相組成與液相組成的測定方法;通過苯—水—乙醇的一對部分互溶三液系統相圖的繪制,了解相變點的意義及組成的計算方法,為脂質體、微乳劑等新劑型的研究提示方法。

總之,根據相平衡這一章所涉及到的不同系統、以及所對應的不同條件下的相律的表達,并結合在藥學專業應用的舉例,使學生理解理論與實際相結合的現實意義,教學中更多地偏重于物理化學中的理論與藥學實踐的聯系,使學生了解所學的內容將來在專業實踐中有什么應用。使學生在學習過程中,既要掌握扎實的化學理論的基礎,又要培養在藥學專業實踐中如何應用基礎知識的理念,讓學生改變物理化學是非常難學的一門課程,都是抽象的、枯燥的理論,與專業實踐聯系不上的觀點,從而激發學習的興趣,提高學習的能動性。提高課堂的教學效果,為學生今后的學習和工作打下基礎。

本文作者:羅惠善工作單位:延邊大學