药学专业无机化学知识点分级教学的思考与探索

作者:毕业通查重     发表时间:2022-06-20 02:34:11   浏览次数:11



摘    要:无机化学是本科药学专业的基础课程。如何提升教学质量,以适应一流专业建设的需求,是亟待解决的问题。本文总结了药学专业无机化学知识点分级教学的思考与探索。


关键词:无机化学, 教学方法,教学改革:分级教学;


Theory and Practice of Graded Teaching of Inorganic Chemistry Knowledge Points in Pharmacy Specialty

Yuan Gao Xinyong Liu

Peng Zhan

Department of Medicinal Chemistry, Key Laboratory of Chemical Biology (Ministry of Education),

School of Pharmaceutical sciences, Shandong University


Abstract:

Inorganic chemistry is a foundation course for undergraduate pharmacy majors. Improving the quality of teaching needed to develop first-class professionals is an urgent problem. This article summarizes the theory and practice of the graded teaching of inorganic chemistry knowledge points in the pharmacy specialty.


Keyword:

Inorganic chemistry; Teaching method; Teaching reform; Graded teaching;


无机化学是高等医药院校药学类专业的重要基础课,对后续的化学课程及专业课程起着重要的作用。无机化学可分为前后两部分(根据人民卫生出版社药学类教材),前一部分是理论化学,涵盖原子结构与分子结构、四大化学平衡,知识点多,概念与模型抽象,部分内容无法“寻根究底”;后一部分是描述化学,也称为元素化学,内容零散,难以记忆。此外,当前的教材内容还存在以下问题:部分知识点与高中化学选修内容重复,部分知识点与高中化学基础跨度较大。加之部分报考医药院校的学生高考没有进行化学考试,基础极其薄弱,增加了教学的难度。因此,传统的教学方法难以适应新时代的需要,对无机化学的教学改革一直是任课教师的重要任务[1,2,3,4,5,6,7,8,9]。本文重点探讨了无机化学知识点分级教学方法。


1 高中选修课本与大学教材重复的知识点与教学方法改进

对于教师,针对大学和高中重复知识点(表1),教学中注重有的放矢,如果基本雷同,则点到即可;如果有由浅到深的递变,在教学时则要采取导入式教学,循序渐进,着重体现难度的差别。


对于学生,针对这些知识点,应和高中教材进行对比学习,着重注意新接触到的“不同之处”及一些特殊现象的产生原因,逐渐培养自己的抽象思维能力,同时也要积极转变学习思维,认识到现有的理论并非尽善尽美,发现一些特例并探究深层次的原因。例如,学生曾在元素个论部分提到一个问题:Zn的核电荷数比Cu大,为什么Cu的共价半径反而比Zn小?教师可给学生一定的提示,例如全充满、屏蔽效应等基本概念,引导学生积极思考,并自行查阅教材,印证自己的解释是否合理,最终达到培养学生自学能力的目的(学生最终给出的解释:在VIII族元素以后,d区和ds元素从左向右d轨道开始趋于全充满,电子之间的排斥作用增强,且电子云接近球形对称,屏蔽效应增强,核对外层电子的吸引有所减弱,因此原子半径逐渐增大)。


2 针对大学教材中跨度较大知识点的教与学的方法

对于教师,针对跨度较大的知识点(表2),应提前让学生做好预习,提供相应的学习材料。例如,在分子对称性的教学中,对称性匹配原则的理解是难点[13]。加之人卫版教材对该知识点缺乏深入介绍,因此通过广泛涉猎化学专业的无机化学教材,摘取铺垫性的内容,作为预习材料,向学生提供或在课堂中介绍。


同时向学生提供可供自学的优质资料,鼓励他们主动通过请教或获取专业数据库资料,来自学这些跨度较大的知识点。“君子性非异也,善假于物也”。对于特别难以理解的部分,可在教学中利用一些软件资源来辅助学生理解。例如,对于分子结构和分子对称性的理解,就可以借助GaussView等软件及点群工具。


3 正确对待有限学时下暂时无法深究的知识点

大学无机化学中存在很多诸如薛定谔方程、磁矩计算公式、溶液中的氢离子浓度计算等无法在有限的课堂教学中深究到底的知识点(表3)。这些知识点在药学专业无机化学教学大纲中并不要求掌握概念的来龙去脉及公式的推演过程。教师在课堂教学中,由于学时所限,可以仅仅使学生做到熟练运用理论、模型、公式去分析解决药学中的具体问题。对于学有余力或者知识基础扎实且有对知识充满好奇的学生,这些知识点看似无法“打破砂锅问到底”,但总不能避而不谈,需要给予合理的解释或者引导自学的途径,这对教师的专业素养与学识提出了很高的要求。


此外,要引导学生以正确的态度对待这类暂时无法“打破砂锅问到底”的知识,在刚遇到这些知识点时,学生经常会面临这样的困境:在想要学习的一个新概念的解释中,又出现了其他新的名词,导致难以理解新概念。笔者提倡采用“顺藤摸瓜”的方法,即对一个概念进行拆解和倒推,一直追溯到最简单的概念,再按照推导顺序逐步理解这一问题。如遇到明显超出知识基础和理解能力的问题,或可暂且搁置,“未晓不妨权放过”,待积累了一定的专业知识后再进行探究。


最后需要强调的是,教师要对知识结构不完善造成的“无法深究”与由于信息不全造成的“模棱两可”进行甄别,例如,在一类判断竞争因素究竟谁占主导的问题中,看起来“无法深究”,其实是提供信息不全。例如,同一族从上往下原子半径为何逐渐增加?有两个因素:一是从上往下原子核电荷数增加;二是从上往下原子电子层数也在增加。人卫版教材中写道:“后者的影响超过了前者的作用。”这是由同族元素原子半径从上往下递增的事实推断出的。然而,大一新生常会迷惑,如果不清楚实验事实,如何判断这二者谁占主导?再如,合理解释两种碘化物的熔点大小顺序:ZnI2 > HgI2。因素一:锌离子半径小,与碘离子距离近,静电引力大,离子键强,熔点高;且半径小的锌离子与碘离子附加极化作用小,碘化锌中共价成分少,熔点高。因素二:锌离子极化能力比汞离子强,碘化锌熔点低。最终结果是因素一成为主要因素[19]。这一解释看来合理,然而学生在不知道正确答案的情况下却很难做出判断。针对这类问题,教师要提供必要提示信息,着重通过过程的推演来培养学生的逻辑思维(抓主要矛盾)。


4 总结与展望

总之,无机化学作为药学专业本科生的基础课程,不但承载着夯实药物基础知识的功能,而且被赋予培养科学兴趣、科学素养与学习方法的使命。因此建设具有高阶性、创新性、挑战度的无机化学金课势在必行。本文根据无机化学课程存在的学时短、内容多,以及知识点与高中化学内容重复、断层、部分知识点难以深究等问题,进行了思考并提出了基于知识点分级理念的教学与学习方案。


首先,教师要根据教学大纲,精选内容,课堂教学“少而精”,无须老师讲就能明白的,不讲;讲了也不明白的,也不讲。课堂教学学会留白,同时构建信息化学习环境,积极推荐有难度、有深度的国外教材等课外拓展学习资料,并推荐自学《大学化学》等一些刊物上的“自学之友”与“师生笔谈”等专栏(表4) [20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65],使学生的学习过程从课堂延伸到课外。


另外,针对生涩、抽象的无机化学知识点,要灵活运用可视化、形象化的教学方法,以及索授式授课模式(demand-based teaching)等[66]。并强化对学生学习方法的引导,例如费曼学习法、八面受敌读书法等[6]。


长期看来,要解决教材内容重复、跨度大、部分知识点难以深究等问题,要根据学生的学情以及高中内容的变化,持续进行大学化学的教材建设。例如,强化数字化教材建设,通过制作微视频,讲解教材的重点、难点、代表性题目的解题思路,搜集、改编与无机化学教学密切相关的文字与视频材料,以二维码的形式呈现,便于阅读观看。


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