“三融合、二反馈、四推进”教学模式在药学专业物理化学实验中的应用

杨晶 汲丽丽 张釜源 高乔 李德慧 赵珊珊

摘要：为提高物理化学实验课的教学效果，我们针对药学专业实施“三融合”（融合“线上”和“线下”混合式教学模式，融合课程思政元素，将物理化学实验知识与生产科研实践融合）、“二反馈”（学生反馈、教师反馈）、“四推进”（推进分层次改革实验教学内容、推进静态与动态双向并行的过程性评价、推进实践型和科研创新型人才的培养、推进启发式、互动式、讨论式教学方法）的教学模式，并以“硫酸链霉素的水解反应”这一药学重要的物理化学实验为例，实施“三融合、二反馈、四推进”这一教学模式，以期为物理化学及其实验课的课程建设和教学改革提供参考和借鉴。

关键词：教学模式；思政元素；药学专业；物理化学实验

物理化学是高等中医药院校中药学、药学、药物制剂等专业一门重要的专业基础课，它主要内容包括化学热力学、化学动力学、电化学、相平衡、界面现象、结构化学和统计热力学等，通过物理化学课程的学习，学生不仅学到物理化学基本概念、基本理论，还能学到应用物理化学知识解决生产、生活和科研实践上的一些问题，同时，物理化学由于其独特的学科特征还蕴含着一些哲学理论，这门课程的学习效果直接影响后续课程的学习和综合能力的培养，对于药学专业来说，物理化学是后续专业课如药剂学、药物化学、药理学、生物药剂学与药物动力学等课程的奠基石，为了学好这门理论课，必须附带一定的实验课程，即这门课程的学习离不开实验辅助教学，理论课和实验课相辅相成，缺一不可，实验教学可验证理论教学中的一些知识点，有助于学生对理论知识的理解和掌握，理论教学与实验教学相辅相成，在学校实验教学建设发展过程中，实验教学质量扮演着至关重要的一个角色，将直接影响整个课程的教学质量[1]。物理化学实验的研究方法和实验技能是化学工作者所必备的基本功，该基础学科的学术重要性毋庸置疑。随着国家对于基础学科的愈加重视，对于人才的培养要求也发生了变化，更加注重学生动手操作实验能力，这就要求我们要与时俱进，及时做出改革，不断进行实践探究。为提高高等中医药院校物理化学实验的教学质量，我们针对药学专业物理化学实验实施“三融合”（融合“线上”和“线下”混合式教学模式，融合课程思政元素，将物理化学实验知识与生产科研实践融合）、“二反馈”（学生反馈、教师反馈）、

“四推进”（推进分层次改革实验教学内容、推进静态与动态双向并行的过程性评价、推进实践型和科研创新型人才的培养、推进启发式、互动式、讨论式教学方法）的教学模式，并以“硫酸链霉素的水解反应”这一药学重要的物理化学实验为例，实施“三融合、二反馈、四推进”这一教学模式，以期为中医药院校物理化学及其实验课的课程建设和教学改革提供参考和借鉴。

1  物理化学实验实施“三融合”的教学模式

1.1  “线上”和“线下”并存的混合式教学模式

在以往物理化学理论课教学过程中，我们采用“线上”与“线下”融合的混合式教学模式，教学效果较好，在实验教学中，也实行“线上”与“线下”融合的混合式教学模式。充分利用“线上”教学资源，在课前向学生提供相关实验仪器设备的操作文本资料，帮助其进行课前预习。学生可以根据自身情况，选择性地开展相关内容的学习，实现“以学生为中心”的个性化教学。针对物理化学实验课堂中学生被动接受的问题，我们进行了物理化学实验探究型教学方法研究，把主动权交给学生。学生完成线上课程中的思考题，进入线下实验课堂。小组成员通过讨论分析实验设计思路，开始小组合作实验。设计适合个体化和小组群体化学习的网络平台，“教”为主的内容做好课堂设计也需要学生积极参与而非传统的单一讲授为主，“学”为主的内容做好线上各种资源的共享，逐步由原来单一的计划教学体系过渡到传统的计划教学与新型的开放教学相结合的复合型体系[2]。

1.2  采用多种方式将课程思政元素融入物理化学实验课教学

灵活多样的课程思政元素是提高学生学习兴趣的手段，让学生真正入耳、入脑、入心。通过线上课程提供与实验内容有关联的科学家人物故事或相关实验改革链接，为学生提供可自由选择了解的内容；通过线下课堂学生分享自主查阅的与实验项目相关的事件或人物，经教师指导起到触动学生心灵的作用[3]。

1.3  将物理化学实验知识与生产科研实践融合

将具有中医药特色的物理化学实验教学内容与生产科研实践相结合，以期达到教学促科研，科研促教学，相辅相成，共同促进，科研实践上的外延拓展可通过“线下”教师讲解，或者“线上”教学资源库里观看视频、科研文献、知识拓展来实现。即通过具体物理化学实验知识与科研实践相结合，促进学生的创新创业、科研能力的培养和塑造[4]。

2  物理化学实验过程中注重“二反馈”的教学理念

物理化学实验教学过程中，注重“教与学相辅相成”这一核心要素，教与学是相互作用的两个环节，它们之间的相互影响犹如力与反作用力一样关系密切，任何有效的“教”必须针对“学”，任何有效的“学”必须对“教”有所反馈，要达到高阶层次的教学必须对“学”有相应的反馈，没有任何反馈的“学”学不好，学生实时实地的对所教内容和授课模式以及评价方式进行反馈，教师及时反思并做出相应整改措施、修订方案等教学反馈[5]。

2.1  学生层面的反馈

对于物理化学实验教学采用混合式教学模式，学生从“线上”学習开始就可以针对教学内容和教学模式进行反馈，学生的反馈量越大，越说明学习用心程度越高，针对不同的反馈，课程团队可根据学生提出的建议或者集体研究及时给予解决。

2.2  教师层面的反馈

混合式教学模式对教师要求比较高，工作量比较大，教师不仅要在“线下”及时反馈学生的问题，同时，教师要实时在线对学生的“线上”教学反馈给予反馈，这就要求教师的综合能力、知识面广度等均需较高，教师反馈的同时还可进行过程性评价，评价学生的自信心、好奇心和探索欲等综合能力，即反馈和动态评价同时开展。

3  物理化学实验过程采取“四推进”的方法

3.1  推进分层次改革实验教学内容

物理化学实验分为热力学、相平衡、电化学、表面化学、化学动力学等知识模块。物理化学实验综合性比较强，涉及到物理学、分析化学、有机化学、无机化学等学科，因此，每個物理化学实验包含的知识模块蕴含着基础、提高、拓展这种递进式的知识层次。同时，每个实验还提炼出实践性较强的操作和科研性较强的延申操作，这些视频和知识点在“线上”网络教学平台里都有，学生可根据自己的兴趣爱好进行选择性学习，这样就有利于推进实践型和科研型学生的培养[6]。

3.2  推进静态与动态双向并行的实验课考核评价

物理化学实验课程在考核方法上重视学生学习过程的考核，强调学习的主动性和自觉性。通过线上课程学习考核学生的主动性和参与度，线下的实验课堂是对学生素质养成、学习能力、团队合作、沟通水平、创新思维的考核。根据实践型和科研创新型人才的培养需求通过线上教学平台筛选教学内容，在整个教学过程中推进静态（作业、各种考试等）与动态（线上、线下课堂和在线讨论互动、合作学习等反馈情况）双向并行的过程性评价。静态的评价主要指作业、考试等；动态评价是指在理论课、实验课上学生与教师的互动，平台上的讨论，学习通上讨论涉及到学生之间、师生之间的互动情况，教师根据学生的回复情况实时动态地跟踪评价学生学习状况[7]。

3.3  推进实践型和科研创新型人才的培养

物理化学每个实验综合性都比较强，教师根据每个实验提炼实践型和科研型的操作环节，学生根据个人能力可选择性地在“线上”网络教学平台上学习，同时，通过开放式实验平台使学生直接参与到教师的科研项目中，教师团队提供“线下”机会培养科研创新型人才，如大学生创新创业大赛，互联网+大赛等，所以教师团队通过“线上”和“线下”教学模式培养实践型和科研创新型人才[8]。

3.4  推进启发式、互动式、讨论式的教学方法

物理化学实验包括验证性实验、综合性实验和设计性实验，其中综合性、设计性实验采取给出粗略的实验步骤，然后学生根据理论知识及老师给出的实验条件讨论并完善整个实验的各个环节和详细步骤，即采用启发式教学方法，同时实验操作过程中，两个人一小组共同完成一个实验，一起讨论如何使实验误差降低到最小，物理化学实验一般是根据多个数据绘图，实验结束后，教师组织学生小组讨论平行实验之间的结果差异，即开展讨论式教学方法，归纳总结实验中还需改进的地方，这种启发式、互动式、讨论式教学方法基本是“以学生为中心”在教师指导下完成，可激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质，有利于提高教学效果[9]。

4  药学专业物理化学实验“三融合、二反馈、四推进”教学模式实例

以“硫酸链霉素的水解反应研究”为例来说明“三融合、二反馈、四推进”教学模式在我校物理化学实验中的具体实施情况。根据药学专业人才培养方案需求确立“硫酸链霉素的水解反应研究”这一化学动力学实验，硫酸链霉素为一种氨基糖苷类抗生素。链霉素对于结核分枝杆菌具有强大的抗菌作用，链霉素对许多革兰阴性杆菌，比如大肠埃希菌、克雷伯菌等具有抗菌作用。通过“硫酸链霉素的水解反应研究”这一实验，学生学到药物保质期的制定是需要半衰期、反应动力学特征等参数的确定，因此，学生通过做这一实验可将实验知识与生活、科研实践联系起来。

4.1  前期准备阶段

物理化学每一个实验都是采用“线上”、“线下”混合式教学模式，前期是文献调研、收集和整理阶段，根据内容特点分别设定“线上”和“线下”教学内容。“硫酸链霉素的水解反应研究”是一个综合分析化学、有机化学、无机化学和物理化学的综合性实验，因此，8学时很难完成全部实验过程，为此，很多环节设计成“线上”教学，如T6型紫外可见分光光度计的使用、水浴锅的操作方法以及如何测定溶液的pH值这些制作成微视频上传到学习通网络教学平台上，通过利用平台自主学习，学生可掌握相关仪器的原理、操作方法和注意事项，学生根据学习状况在留言区留下问题，教师根据学生问题及时讨论答疑，另外，教师会结合视频学习内容出在线测试，在线测试100分，不及格的同学继续学习，及格的同学可学习这些仪器在其他实验中的应用，所以在“线上”教学环节中，充分体现学生和教师都能及时反馈，同时实行实验分层次改革教学内容。学生的在线测试结果为静态的考核评价，学生与教师的讨论互动情况是动态的评价方式，在相互讨论中，教师会根据学生回答问题的语言组织、逻辑思维、知识面宽度等方面对学生进行评价

4.2  实验实施阶段

在正式实验课上，教师先介绍“硫酸链霉素的水解反应研究”这一实验的实验目的、基本原理、仪器和药品、粗略的实验步骤等，然后学生分小组讨论实验的具体细节问题，如不同温度下的硫酸链霉素溶液pH值如何调节，即如何保证硫酸链霉素溶液水解除温度不同外，其余因素都相同，即开启启发式、讨论式教学方法，学生讨论并写出具体的实验步骤后，教师审核没有错误后学生开始做实验，学生做实验过程中，教师根据学生进行的实验环节随时提问学生，如硫酸链霉素水解反应实验中铁试剂的作用包括哪些？学生既可动手操作又可动脑思考问题，即教师和学生在整个实验过程中相互随时反馈，同时教师根据学生的回答问题表现和操作熟练程度随时随地的对学生的能力进行动态评价，积极推进互动式教学方法。

学生做完实验后，整合实验结果，学生会发现，温度不同，其余因素都相同的情况下，样品吸光度不一样，这说明温度发生变化的“量变”会引起硫酸链霉素水解反应的“质变”，结合“反应温度的量的变化会影响硫酸链霉素水解反应的质的改变”的教学，将辩证唯物主义的“量变到质变”哲学思想贯穿于物理化学实验的教学过程中，站在哲学的高度，引导学生树立正确的世界观。

4.3  实验反馈阶段

实验结束后，学生对整个“硫酸链霉素的水解反应研究”实验的所有环节进行反馈，包括“线上”教学环节和“线下”教學环节，除了教学模式外，还需对物理化学实验授课内容进行反馈，反馈的形式主要通过调查问卷、讨论等形式完成。同时教师利用考核过程中所获得的各种数据进行分析和统计，分析学生的科学世界观、价值观和人生观是否崇高，从而进一步评估学生在专业课程学习过程中是否真正获取了知识、培养了能力、提高了道德修养。然后再根据学生的反馈情况，课程团队集体讨论存在的问题及原因，再有针对性提出具体改进措施并抓紧落实，进而形成一个持续改进的闭环[10]。

结语

通过对高等中医药院校药学类专业必修的物理化学实验课程进行改革，实施“三融合”“二反馈”“四推进”的教学模式，分层次改革教学内容，优化教学模式，完善教学方法，融入课程思政元素，有助于培养学生的逻辑思维能力和实践能力，提高中医药人才的培养质量，探索出物理化学实验教学改革新模式。

参考文献：

［1］杨晶，李德慧，高乔. 5G时代下，中医药院校物理化学混合式教学模式的研究[J]. 教育教学论坛，2020，20：205-206.［2］陈亚娟，王钦亭，张振华. 基于MOOC的线上线下混合式教学模式在材料力学教学中的应用[J]. 大学教育，2021，9：78-80.［3］李国芝，卢伟伟，魏学锋. “物理化学”课程中融入思政教育初探[J]. 广州化工，2021，49（18）：127-129.［4］田东亮. 科研式物理化学实验教学探索[J]. 实验室研究与探索，2020，39（8）：205-209.［5］周建波，邹帅，崔小莹，徐超. “参与式”教学模式在药学有机化学实验中的应用[J]. 化学教育，2017，38（8）：56-59.［6］杨秀林， 石路岩. 建设双一流学科的“物理化学实验”教学改革探索[J]. 广州化工，2022，50（3）：162-163.［7］杨风霞，安彩霞，王爱荣.基于创新能力培养的物理化学教学模式探索与实践[J]. 化学教育，2016，37（24）：16-20.［8］白新伟，胡珠楠，王虎，陈定梅，张萍，李煜. 创新型人才培养目标下《无机化学》课程教学改革[J]. 云南化工，2021，48（6）：165-168.［9］张婷. 物理化学教学中任务驱动模式的应用及任务分析[J].化学教育，2017，38（4）：18-20.［10］马建春，张军，薛玫，王中慧，康艳珍，王丽芳. 围绕本科应用型人才培养目标对物理化学课程教学改革的探索[J]. 广东化工，2015，42（8）：207，201.

项目基金：2022年度吉林省高等教育教学改革研究课题“立德树人背景下高等中医药院校物理化学实验课教学改革研究与实践”（JLJY202217182655）

作者简介：杨晶（1979—  ），女，汉族，吉林德惠人，博士研究生，副教授，研究方向：化学教学的模式和方法。

*通讯作者：赵珊珊。