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關(guān)于淺析藥物制劑專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)的思考和探索論文
物理化學(xué)是藥物制劑專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎課，物理化學(xué)基礎知識和基本理論，如相平衡、表面化學(xué)、膠體化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)等學(xué)科的理論和實(shí)踐在藥物制劑領(lǐng)域有廣泛應用。藥物制劑專(zhuān)業(yè)學(xué)生在后續專(zhuān)業(yè)課，如藥劑學(xué)、藥理學(xué)、藥物化學(xué)等的學(xué)習中，以及將來(lái)從事相關(guān)的生產(chǎn)、研發(fā)等工作，需要堅實(shí)的物理化學(xué)基礎。
多年以來(lái)，藥物制劑專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)教學(xué)基本上是從化學(xué)的角度講授物理化學(xué)，沒(méi)有很好地與藥物制劑專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習相聯(lián)系。學(xué)生學(xué)習物理化學(xué)課程的時(shí)候感到難以學(xué)以致用，從而失去學(xué)習的動(dòng)力和信心;學(xué)習藥劑學(xué)等專(zhuān)業(yè)課程的時(shí)候，物理化學(xué)知識已經(jīng)基本遺忘。造成一方面教學(xué)內容重復交叉，另一方面學(xué)生由于物理化學(xué)基礎不扎實(shí)，專(zhuān)業(yè)課也學(xué)不好。云南中醫學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我�！�)藥學(xué)院2008年開(kāi)始藥物制劑專(zhuān)業(yè)的招生，經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認為現行的物理化學(xué)教學(xué)模式，遠遠不能滿(mǎn)足藥物制劑專(zhuān)業(yè)的要求，需要進(jìn)行教學(xué)改革。教改的目標是加強物理化學(xué)教學(xué)內容與藥物制劑專(zhuān)業(yè)的融合，建立基礎課程與專(zhuān)業(yè)融合的教學(xué)模式。教學(xué)中，根據專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，適當降低物理化學(xué)課程的理論深度，強調思維方法，重視物理化學(xué)基本理論、基礎知識在藥物制劑專(zhuān)業(yè)中的應用。
1物理化學(xué)為藥物制劑專(zhuān)業(yè)課學(xué)習提供方法和理論基礎
1.1物理化學(xué)在藥物制劑專(zhuān)業(yè)中有廣泛的應用
物理化學(xué)是一門(mén)從物理現象和化學(xué)現象的聯(lián)系入手，應用物理學(xué)的原理和方法來(lái)探求化學(xué)變化基本規律的學(xué)科。應用物理化學(xué)的原理和手段，研究藥物劑型或制劑的各種性質(zhì)及其內在規律形成了物理藥劑學(xué)。物理藥劑學(xué)可以為新劑型、新制劑的設計和開(kāi)發(fā)提供理論依據。物理化學(xué)在藥物制劑其他專(zhuān)業(yè)課，如藥理學(xué)、藥物化學(xué)、藥物動(dòng)力學(xué)等課程中也有重要應用，物理化學(xué)的基本理論是藥物制劑專(zhuān)業(yè)課學(xué)習的方法和理論基礎。如許多酯類(lèi)、酰胺類(lèi)藥物常受H+或OH-催化水解，其水解速度，主要由pH值決定，應用化學(xué)動(dòng)力學(xué)知識預測藥物最穩定的pH值是溶液型制劑的處方設計中首先要解決的問(wèn)題。其它如預測藥物的有效期、給藥時(shí)間、藥物在體內的代謝等都應用到化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基本理論。
1.2打好基礎，學(xué)會(huì )舉一反三，培養學(xué)生的學(xué)習能力
教學(xué)不可能面面俱到，培養學(xué)生的學(xué)習能力，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是培養創(chuàng )新人才的需要。自20世紀50年代初期，Higuchi等用化學(xué)動(dòng)力學(xué)的原理評價(jià)藥物的穩定性以來(lái)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法為藥物穩定性研究提供了強有力的手段。確定藥物及其制劑的降解反應級數是藥物穩定性評價(jià)的基礎，反應級數是個(gè)很復雜的問(wèn)題，可以為整數、分數、正數、負數和零，實(shí)際中任何級數的反應都可能出現，但教學(xué)中不可能把每一種反應級數都講到，這就要求學(xué)生學(xué)會(huì )舉一反三，解決將來(lái)可能遇到的不同反應級數的問(wèn)題。教學(xué)中，重點(diǎn)講授一級反應的化學(xué)動(dòng)力學(xué)處理方法，這不僅因為一級反應常見(jiàn)，還因為一級反應是處理其他級數反應的基礎，掌握了一級反應的處理方法就可以舉一反三處理其他級數的反應。表面活性劑是指那些具有很強的表面活性，能使液體的表面張力顯著(zhù)下降的物質(zhì)。
表面活性劑在藥物制劑中有著(zhù)廣泛的應用，如作為增溶劑、乳化劑、潤濕劑、起泡劑與消泡劑等。這些作用都離不開(kāi)表面活性劑的雙親結構特征以及親油基團和親水基團在溶液中的定向排列方式。教學(xué)中要緊扣這兩點(diǎn)講解表面活性劑的應用，教會(huì )學(xué)生舉一反三，處理具體問(wèn)題，如表面活性劑之所以有增溶作用，是由于表面活性劑的雙親結構，在溶液中定向排列形成膠束，膠束形成是增溶作用發(fā)生的必要條件。又如乳化作用，是由于表面活性劑的雙親結構，在溶液中定向排列，形成了乳狀液并有W/O和O/W等不同類(lèi)型。
2物理化學(xué)教學(xué)與藥物制劑專(zhuān)業(yè)融合，體現專(zhuān)業(yè)特色
2.1物理化學(xué)教學(xué)內容與藥物制劑專(zhuān)業(yè)課融合
在給藥物制劑專(zhuān)業(yè)學(xué)生講授物理化學(xué)課程時(shí)，如果僅僅從物理化學(xué)本身出發(fā)來(lái)講解是遠遠不夠的。藥物制劑專(zhuān)業(yè)的學(xué)生高等數學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎知識有限，又由于學(xué)生還不理解物理化學(xué)在后面的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習中有何作用，所以，學(xué)生學(xué)得被動(dòng)，教師講授也困難。
要走出物理化學(xué)教學(xué)的困境，必須改革物理化學(xué)教學(xué)，打破沿襲多年的理工科教學(xué)模式，建立物理化學(xué)與專(zhuān)業(yè)相融合的教學(xué)模式，即在物理化學(xué)教學(xué)中，使專(zhuān)業(yè)內容滲透到物理化學(xué)相關(guān)章節，引導學(xué)生應用物理化學(xué)基本理論思考、解決藥物制劑相關(guān)領(lǐng)域的問(wèn)題，學(xué)以致用。
相平衡理論可以指導產(chǎn)品的分離和純化、劑型改良、新藥研制。如利用低共熔相圖原理制得的藥物具有均勻微細分散結構，可大大改善藥物的溶出速度，提高生物利用度。如灰黃霉素-酒石酸低共熔混合物的溶出速度比純灰黃霉素大2.7倍;48%尿素與52%磺胺噻唑低共熔混合物的溶出速度是純磺胺噻唑的12倍。又如我校藥物制劑專(zhuān)業(yè)課有痱子粉的制備實(shí)驗，講完相平衡低共熔相圖后，結合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗，由學(xué)生分組討論后總結該實(shí)驗蘊含的物理化學(xué)原理、實(shí)驗中應如何操作才能得到藥效、劑型皆?xún)?yōu)的痱子粉。再如結合相平衡和表面現象的講授，指導學(xué)生從物理化學(xué)原理出發(fā)討論膽結石的成因、研制治療膽結石新藥的思路，提醒學(xué)生可能用到新相難成、表面活性劑的增溶等物理化學(xué)知識，但不過(guò)多地干擾學(xué)生的思路。學(xué)生在前面的課程學(xué)習中已經(jīng)很熟悉的中藥生產(chǎn)、研究中常用的精餾、萃取、結晶等操作均以相平衡基本理論為其理論基礎，在相平衡理論的講授中，結合這些基本操作，啟發(fā)學(xué)生思考其中蘊含的物理化學(xué)原理，做到知其然，知其所以然。
表面化學(xué)理論和膠體化學(xué)理論是藥物劑型設計、改造的重要理論基礎。表面活性劑在藥物制劑中有著(zhù)廣泛的應用，如作為增溶劑、乳化劑、潤濕劑等。新型表面活性劑的發(fā)現對透皮吸收技術(shù)、外用藥膏的研制起了決定作用。比表面積是固體藥品物性參數的重要指標，利用氣體在固體表面的多層吸附理論可測定固體藥物的比表面積。懸濁液、乳狀液、膠體等劑型的生產(chǎn)、研制都需要表面化學(xué)和膠體化學(xué)知識。如用于胃腸造影的硫酸鋇合劑，用足量的高分子化合物阿拉伯膠對硫酸鋇溶膠起保護作用。
在新劑型中，緩釋制劑是指藥物在較長(cháng)時(shí)間以Higuchi動(dòng)力學(xué)過(guò)程或一級速率釋放，控釋制劑是指藥物以零級或接近零級的速率釋放，這些新劑型的開(kāi)發(fā)、研制都需要物理化學(xué)理論作指導。與專(zhuān)業(yè)課結合進(jìn)行物理化學(xué)基本理論的講授，在講授物理化學(xué)理論的時(shí)候把這些應用融合進(jìn)去，學(xué)生明白了物理化學(xué)對專(zhuān)業(yè)的作用，提高了對物理化學(xué)課程的學(xué)習積極性、主動(dòng)性。
2.2優(yōu)化物理化學(xué)實(shí)驗，開(kāi)設與藥物制劑專(zhuān)業(yè)課結合的綜合性實(shí)驗
過(guò)去的物理化學(xué)實(shí)驗，多為物理化學(xué)基本原理的驗證性實(shí)驗，需要增加物理化學(xué)原理在藥物制劑中的應用性和綜合性實(shí)驗。教學(xué)改革后，驗證性實(shí)驗占三分之一，三分之二的實(shí)驗為綜合性、設計性實(shí)驗，如維生素C注射液在水溶液中的氧化分解是假一級反應，要求學(xué)生根據已學(xué)的動(dòng)力學(xué)知識，查閱資料，設計加速實(shí)驗，預測維生素C注射液的穩定性，設計中要充分注意實(shí)驗室的條件，根據設計方案完成實(shí)驗，掌握藥物穩定性研究方法。又如利用相圖研究表面活性劑的增溶作用并利用電導法測出臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration，CMC)值，把三組分相圖知識和電化學(xué)測定結合，開(kāi)設綜合實(shí)驗，加強了學(xué)生分析問(wèn)題、綜合解決問(wèn)題的能力。再如固-液界面的吸附(醋酸、活性炭系統)和電導法測定醋酸的電離平衡常數是兩個(gè)實(shí)驗，若吸附平衡后不用酸堿滴定指示終點(diǎn)，而用電導滴定確定終點(diǎn)，把兩個(gè)實(shí)驗合并為一個(gè)實(shí)驗，不但培養了學(xué)生的能力，在當前學(xué)時(shí)減少、內容增加的情況下也很有意義。
3豐富物理化學(xué)教學(xué)手段和方法
物理化學(xué)以物理學(xué)和數學(xué)為其理論基礎，學(xué)科交叉性、知識點(diǎn)的寬廣性和原理的費解性是其特點(diǎn)，講授和學(xué)習的難度都較大。僅靠教材的單一課堂講授是不夠的，需要通過(guò)豐富教學(xué)手段和方法以達到學(xué)以致用、與藥物制劑專(zhuān)業(yè)相融合的教學(xué)目的。
3.1開(kāi)設有專(zhuān)業(yè)特色的專(zhuān)題講座
結合課堂講授，不定期地開(kāi)設一些有關(guān)學(xué)科前沿的、結合專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)題講座，開(kāi)闊學(xué)生視野，提高學(xué)習興趣。如結合表面現象和膠體化學(xué)的講授，安排納米生物技術(shù)講座;講完相平衡后，可以開(kāi)設超臨界流體萃取技術(shù)在中藥研究中的應用;講完化學(xué)動(dòng)力學(xué)后，可開(kāi)展制劑穩定性研究講座。其他如生物電化學(xué)傳感器、中藥膜分離技術(shù)、超細粉體技術(shù)、藥用高分子材料、締合膠體等可根據具體情況有選擇地開(kāi)設。這些專(zhuān)題講座，可以由任課教師開(kāi)設，也可以邀請專(zhuān)業(yè)課教師開(kāi)設，還可以以學(xué)生主講、討論，教師補充的方式進(jìn)行。
3.2倡導探究性學(xué)習，關(guān)注學(xué)科前沿，培養學(xué)生的創(chuàng )新能力
探究性學(xué)習又稱(chēng)為研究性學(xué)習，是培養學(xué)生的學(xué)習能力、創(chuàng )新能力的有力手段。探究性學(xué)習注重培養學(xué)生對所學(xué)知識和技能的實(shí)際應用，在教師的指導下，學(xué)生選擇和確定專(zhuān)題進(jìn)行學(xué)習、研究，在學(xué)習、研究的過(guò)程中學(xué)會(huì )主動(dòng)地應用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題。
物理化學(xué)的理論在實(shí)際中有很多應用，但學(xué)生往往意識不到這些應用，或者即使知道一些，也是一知半解，不去深究。這時(shí)，研究性學(xué)習可以起到積極的促進(jìn)作用，通過(guò)專(zhuān)題研究，查資料、查文獻，專(zhuān)業(yè)知識的應用問(wèn)題解決了，學(xué)生同時(shí)得到了多方面的鍛煉，培養了良好的經(jīng)常查閱文獻的習慣，培養了探究的習慣，培養了關(guān)注學(xué)科前沿、緊跟科技發(fā)展的創(chuàng )新意識。
如冷凍干燥和噴霧干燥是制藥工業(yè)中常用的操作，這些操作設備都是以物理化學(xué)理論為基礎開(kāi)發(fā)出來(lái)的，教學(xué)中在講完相關(guān)的理論后，要求學(xué)生以“制藥工業(yè)中常用的干燥方法”為題，查資料、文獻等制作多媒體幻燈片，由學(xué)生來(lái)講、學(xué)生提問(wèn)，充分學(xué)習、討論相關(guān)的物理化學(xué)原理是如何應用于實(shí)際生產(chǎn)的，并鼓勵學(xué)生找出原有設備、操作的不足，應用所學(xué)的知識，提出改進(jìn)意見(jiàn)。
3.3充分利用現代教學(xué)方法，開(kāi)展教學(xué)改革
多媒體幻燈片、教學(xué)視頻等現代化教學(xué)手段，可以擴展教學(xué)空間、時(shí)間，把有限的課堂延伸。在課堂上，多媒體幻燈片、視頻等資料可以豐富課堂信息，同時(shí)教學(xué)過(guò)程也變得直觀(guān)、易理解。課后，教師可以把已制作好的多媒體、視頻等資料，發(fā)給學(xué)生學(xué)習，也可以給出明確的主題讓學(xué)生自己查找資料，這樣做培養了學(xué)生的學(xué)習能力，也可以培養學(xué)生良好的學(xué)習習慣。檢查學(xué)生的課后學(xué)習效果非常重要，這也是一個(gè)督促的過(guò)程，檢查的方式可以有多種，可以進(jìn)行小組討論、個(gè)人匯報等。布置課后學(xué)習材料的時(shí)候，就要明確讓學(xué)生知曉需要達到的學(xué)習效果、要討論的問(wèn)題、檢查的方式和時(shí)間等，要求學(xué)生一定要在規定的時(shí)間內完成。
現代教學(xué)理念、教學(xué)方法是近年來(lái)教學(xué)研究的新成果，可以大膽嘗試，為教學(xué)改革服務(wù)。如開(kāi)展反向式教學(xué)，反向式教學(xué)又稱(chēng)為反轉課堂式教學(xué)，2000年開(kāi)始于美國，現已受到教育界的廣泛關(guān)注。其基本做法是要求學(xué)生在家通過(guò)教學(xué)視頻學(xué)習，在課堂上討論自己的學(xué)習結果、回答問(wèn)題等�；ヂ�(lián)網(wǎng)的普及為反向式教學(xué)提供了豐富的資源，教學(xué)中可以充分利用這些資源。如可以選擇一些物理化學(xué)原理在藥物制劑中的應用作為反向式教學(xué)的內容，教師可以把視頻錄好交給學(xué)生使用，也可以給學(xué)生提供一些視頻鏈接，還可以要求學(xué)生自己搜索視頻學(xué)習后在課堂上交流。反向式教學(xué)變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習為主動(dòng)學(xué)習，在自主學(xué)習的過(guò)程中，學(xué)生也可以更用心地體會(huì )物理化學(xué)原理對藥物制劑專(zhuān)業(yè)的基礎和指導作用。又如開(kāi)展問(wèn)題導向教學(xué)法(problem-basedlearning，PBL)教學(xué)，PBL教學(xué)是以問(wèn)題為基礎、以學(xué)生為中心、以教師為導向的小組討論式教學(xué)方法。如表面現象一章課堂講授結束后，給學(xué)生一個(gè)膏劑的配方，并告知學(xué)生該配方由于鋪展性能不好，需要改進(jìn)，要求學(xué)生應用所學(xué)知識結合查閱文獻提出改進(jìn)方案并進(jìn)行實(shí)驗驗證。在討論階段，教師主要做好引導、總結。通過(guò)這樣的教學(xué)過(guò)程，學(xué)生鞏固了基礎知識，學(xué)習了如何應用物理化學(xué)基本理論解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)習效率、學(xué)習興趣明顯提高。
在應用現代教學(xué)方法時(shí)，切忌一刀切，一定要結合實(shí)際，選擇合適的教學(xué)內容，否則可能適得其反。沒(méi)有萬(wàn)能的教學(xué)方法，任何一種教學(xué)方法只有在恰當應用時(shí)才能發(fā)揮應有的作用。
4教學(xué)相長(cháng)，基礎課教師要加強相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識修養
醫藥院校的物理化學(xué)教師，大多畢業(yè)于綜合院校，藥學(xué)專(zhuān)業(yè)知識欠缺。物理化學(xué)與藥物制劑專(zhuān)業(yè)融合，體現專(zhuān)業(yè)特色的教學(xué)改革對物理化學(xué)教師提出了更高的要求，物理化學(xué)教師應自覺(jué)地通過(guò)自學(xué)、向專(zhuān)業(yè)課教師學(xué)習等方式提高自身水平，開(kāi)闊視野，擴大知識面。在這個(gè)過(guò)程中，觀(guān)念的改變尤為重要，有的基礎課教師認為自身在自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域學(xué)習、鉆研了多年，教其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生早已游刃有余，何必花功夫去了解、學(xué)習其他專(zhuān)業(yè)的知識。有這種觀(guān)念的教師自認為自己講得很精彩了，可并不受學(xué)生歡迎，原因就在于這些教師不能從學(xué)生的專(zhuān)業(yè)角度講解為什么要學(xué)這門(mén)課，這門(mén)課和自己的專(zhuān)業(yè)有什么聯(lián)系。所以，基礎課教師要放下“架子”，更新觀(guān)念，自覺(jué)地提高相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識修養，做到給學(xué)生一碗水，自己要有一桶水。
在教學(xué)改革中，我們重視集體備課，充分利用集體備課的優(yōu)勢，起到了事半功倍的效果。如：每周1次集體備課，總結上一周的教學(xué)，討論下一周的教學(xué)內容，重點(diǎn)是教學(xué)如何與專(zhuān)業(yè)結合。在條件允許的時(shí)候，邀請專(zhuān)業(yè)課教師參加集體備課，教師們集思廣益，從教學(xué)方法、教學(xué)內容、課堂組織等方面探討，相互學(xué)習、相互提高，保證了教學(xué)質(zhì)量，也避免了走彎路。
加強物理化學(xué)教學(xué)與藥物制劑專(zhuān)業(yè)的融合，建立基礎課程與專(zhuān)業(yè)融合的教學(xué)模式是一個(gè)長(cháng)期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，需要廣大教師在日常教學(xué)中堅持、改進(jìn)、完善。
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