微课在中药学专业物理化学教学中的应用初探

吴 凯，韩 宁，李维峰，邬瑞光

（北京中医药大学，北京 100102）

物理化学作为中药学专业学生本科阶段一门重要的必修课程，它是从物理现象和化学变化的联系入手，揭示化学反应基本规律的学科，为后续中药药剂学、中药炮制学、中药化学等课程奠定基础。由于物理化学概念抽象、理论性强以及公式应用复杂等学科特点，中药学专业学生学习物理化学时往往存在掌握困难以及积极性不高的问题，导致其中药学专业知识学习效果不佳。

微课，即微型视频课例，是由教学设计师David Penrose在2008年提出的新兴教育概念，以5分钟～10分钟的短视频为载体，围绕某一知识点和教学环节而开展的教学活动，具有主题清晰、结构紧密、内容量大、学习便捷等优点[1-2]。经长期实践教学表明，微课在传统课堂教学中的融入突破了传统课堂对时空的限制，提供了一个良好的自主学习平台，满足了学生快节奏的学习需求，并解决了教学模式单一的问题[3-5]。

基于此，本文探究微课在中药学专业物理化学教学中的应用，旨在提高其教学质量。

1 中药学专业物理化学教学存在的主要问题

针对中药学专业物理化学普遍存在的短学时、多内容的问题，中医药类高校从中药学专业培养目标以及课程体系设置出发，通常采取精简物理化学教学内容的方式，完成物理化学教学工作。虽然精简的方式能够有效减轻学生学业压力，但在一定程度上会影响学生对物理化学知识体系的全面掌握。比如在讲授热力学第二定律内容时，反复强调其在解决化学反应方向和限度的功能性，而在实际教学过程中会降低化学平衡章节的学习要求，使学生对热力学第二定律难以融会贯通。又如简化热力学基本方程和麦克斯韦关系式的公式推导过程，一方面影响学生对热力学性质之间关系的分析，另一方面也影响后续多组分热力学以及表面现象的学习，从而对学生学习效果形成负反馈。

中药学专业物理化学教学大多是从化学化工角度进行经典物化知识传授，由于缺乏与中药学相关专业课程的结合，导致学生对物理化学存在难而无用的印象。例如热力学基本定律中引入的熵、焓、吉布斯函数、亥姆霍兹函数等状态函数，虽然从定义、物理意义以及在化学中的应用进行详细介绍，但缺乏如抽象性质与中药药性相关联等方面的思维拓展，造成学生对抽象函数只停留在数学运算层面。又如在一级反应动力学的讲解过程中，重点讨论一级反应动力学的特点，忽视一级反应动力学在给药策略制定等中药学的应用介绍，使学生对简单级数化学反应模型出现死记硬背的现象。

在物理化学实验方面，由于中药学专业物化实验往往采取与理论课程同向进行的方式，导致理论部分与实验内容错位，出现学生预习实验困难，教师填鸭式讲解实验原理的局面，限制了学生实践能力和科研素质的提升。除此之外，更多中医药类高校受自身师资条件限制，物理化学实验内容以简单化学体系为载体，内容枯燥乏味，出现学生仅以完成实验报告为学习目的的尴尬局面。

2 微课在中药学专业物理化学教学中的实际应用

2.1 模型化分解知识点，实现碎片化记忆

物理化学知识体系庞大且内容冗繁，通过微课进行模型化拆分，使学生实现碎片化。比如在热力学学习过程中，采取制作诸如理想气体绝热过程体积功计算、熵变计算以及吉布斯自由能变计算等主题微课形式，避免课堂学习由概念引出再到变量计算的复杂过程，实现对热力学内容降维的同时，帮助学生从热力学知识体系中提炼重要知识点，有针对性地完成模型化学习，全面掌握计算方法。又如，在相图学习过程中，设计如单组分相图相态分析、双组分气液平衡相图相态分析、具有最高临界会溶温度系统相图相态分析以及简单低共熔混合物相图相态分析等微课，将相图应用部分从“相图绘制—物理意义—相图应用”的课堂学习模式中剥离，避免学生课堂注意力分散所导致的知识点遗漏，在完成相图应用学习的同时熟练掌握杠杆规则。

2.2 丰富教学内容，促进自主学习

目前，中药学专业学生普遍存在因高数运算能力弱、物理应用能力差以及化学基础相对薄弱，导致自主学习能力较差的问题，而针对中药学专业学生开放的物理化学教学资源稀缺。因此，利用微课填补中药学专业物理化学教学盲区，助力中药学专业学生自主学习很有必要。例如在反应级数测定课堂教学中，由于主要介绍微分法和积分法对类型速率方程的级数测定，忽略介绍类型速率方程的级数测定，使学生对知识掌握片面化。在反应级数测定专题微课中，重点介绍反应级数测定在实验样品的选择、测量指标内容以及测量方法，突出微分法与积分法在确定两种类型速率方程，即和反应级数中的关系。使学生从实验设计的源头出发，对反应级数测定有一个完整认识。又如，通过热力学经典习题主题微课，在讲解分析状态方法、状态函数法设计计算路径以及解析技巧的过程中，串联高等数学与物理学知识，提升学生整体学习能力。

2.3 链接中药学相关知识，激发学生兴趣

为改变中药学专业学生认为物理化学难而无用的印象，除了通过制作如荷叶水滴形状、活性炭除甲醛、信号灯的设置等从物理化学角度分析生活中现象的微课，拉近物理化学与学生的距离以外，更应通过制作如中药复方载药胶束在靶向控释递药系统的应用、复方纳米晶体提高中药难溶性有效成分生物利用率、三组分相图在中药复方微乳设计等物理化学在中药学相关领域应用主题的微课，表明物理化学的重要作用，加深学生对专业的认识。与此同时，在微课中植入中药学专业相关知识的课外拓展环节，例如在制作阿伦尼乌斯方程微课时，列举其应用在中药材炮制过程中相关动力学参数测定的文献，供学生阅读参考，有效提高学生专业能力。

2.4 做好实验知识储备，提高实践能力

实验微课的录制为预习实验原理、检测仪器的原理与测定方法、实验设备的搭建和实验步骤的说明提供了良好的途径。比如在双组分气液平衡相图绘制的实验中，通过制作沸点仪设计原理、阿贝折射仪的使用以及实验步骤说明，使学生明确：（1）双组分气液平衡为单变量体系；（2）沸点仪如何维持液相组成恒定；（3）溶液折射率的影响因素；（4）理解溶液组成—折射率标准曲线的用途；（5）阿贝折射仪测定折射率的步骤；（6）换液对沸点仪的清洗要求。有效缩短实验课堂中理论知识讲解时间，使学生将精力集中于实验目标的实现以及数据分析。进一步结合课堂演示，有效提高实验成功率，帮助学生树立自主完成实验的信心。除此之外，还可以开展以克拉佩龙—克劳修斯方程测量气体摩尔相变焓、半衰期法测定化学反应级数以及温度对反应速率影响规律为内容载体的微课，介绍物理化学实验数据的处理方法，并对数据处理软件的使用方法进行讲解，在讲解功能理论知识的同时帮助学生形成科研思维。

3 结语

综上所述，将微课与中药学专业物理化学传统教学有机结合，能够保证学生课前预习效果、吸引学生注意力、提高课后总结效果，并锻炼学生利用理论知识解决专业问题的能力，在拓展学生思维的过程中提高中药学专业物理化学整体教学质量。