药学类理化实验教改.docx

药学类理化实验教改物理化学实验是药学专业的化学类基础实验课其教学目的不仅在于学生要掌握实验的操作技能而且要学会利用计算机软件处理实验数据还要能利用物理化学理论和实验技术解决药学方面的实际问题培养学生的创新能力和探索精神。现行药学专业的物理化学实验课教学存在以下三点亟待解决的问题经过两年的物理化学实验教学改革探索教学上取得了以下成果:(1)在实验教学中发现的亟待修正的理论问题不能及时更正未能把准确知识时时传授给学生。针对上述问题实验教学组把存在的问题总结如下:实验课是理论课程的深化与提高目前国内部分高等院校所用物理化学[1][2][教材关于表面张力中附加1压力的概念定义为弯曲液面内外压力差符号ΔP。对于曲率半径为r的球形弯曲液面附加压力Δp＝2σ/r单位N.m-2。在学习这部分内容时很容易使学生理解困难原附加压力概念使压力与压强两个概念相混淆Δp单位N.m-2明明表明是压强为求理论知2识的准确性、严谨性。上述附加压力概念应修改为附加压强由于表面张力存在弯曲液面存在附加压强由此将附加压强定义为弯曲液面内外压强差符号Δp表示。这同时也与教科书《物理学》[3]、《医用物理学》[4]中液体表面性质的附加压强概念相统一。表面张力是多相系统的重要界面性质溶液表面张力测定以最大气泡法最为常见目前国内各版本物理化学实验教材及开设的实验大多数以最大气泡法[5][6][7][8]命名。通过对最大气泡法的实验研究笔者认为最大气泡法应修改为最大泡压法[1]。气泡刚形成时由于表面几乎是平的所以曲率半径r极大当气泡形成半球形时曲率半径等于毛细管半径r0此时值r最小随着气泡的进一步增大r又趋增大直至逸出液面。r等于r0时附加压强最大:P＝2σ÷r0。国内物理化学实验测液体表面张力的实验测的都是最小气泡产生的最大附加压强据此我们可以得出最大气泡法应改为最大泡压法[1]。(2)目前药学专业的物理化学实验课程体系仍沿用“化学模式”都是验证性实验目前没有开设联系药学尤其是与药学相关的具有综合性、设计性的研究型实验。针对药学专业开设物理化学实验第二军医大学药学专业开设的物理化学实验课程体系值得学习借鉴该校已经开设了部分综合设计型物理化学实验加强了与药学专业的联系.(3)现行物理实验数据的处理除了燃烧热实验和铅锡相图绘制实验是直接电脑输出时时实验数据与绘图其余实验硫酸链霉素水解速率常数测定、液体饱和蒸气压测定、液体表面张力测定(最大泡压法)这些实验数据处理都采用手工绘图处理。不可避免地引入人为误差影响结果的客观性往往出现同一组学生采用同一组数据手工绘图得出各不相同的结果我校物理化学实验教学应与时俱进克服困难积极落实数据处理信息化工作提高学生科学处理实验数据能力。从2008级药学专业学生开始物理化学实验硫酸链霉素水解速率常数测定、液体饱和蒸汽压测定、液体表面张力测定开始采用Excel绘图把Excel绘图的基本操作传授给学生。以最大泡压法测得不同浓度乙醇溶液的表面张力为例(选取学生实验数据)先绘制σ～c曲线选择最佳趋势线类型使得到的曲线与实验数据趋势相吻合并显示其曲线方程求得dσ/dc的微分方程求出各个浓度乙醇溶液的dσ/dc值再把dσ/dc值代入吉布斯吸附公式可求出其表面吸附量值Γ。下面将具体介绍其操作过程:打开Excel软件创建工作表在工作表的A列输入系列浓度c值单位mol?m-3.在B列输入与浓度相对应的表面张力s值单位N?m-1如表1。σ-c曲线的绘制:①在Excel窗口中单击鼠标左键拖拽选中A列、B列数据区域鼠标左键单击工具栏中的“图表向导”在“图表类型”列表中选择“XY散点图”点击“下一步”后再分别点击两次“下一步”点击“完成绘制出散点图。②鼠标放在任一散点上点击鼠标右键选择“添加趋势线”命令出现“添加趋势线”对话框。在对话框中选取“类型”标签选择回归分析类型为“多项式”“;阶数”设置为2在“选项”标签中选择“显示公式”与“显示R平方值”选项.从拟合的趋势线与实验数据点的重合程度及相关系数R2值可确定采用多项式二阶曲线拟合能得到最好的结果。拟合曲线方程为:y=1×10-9x2-10-5x+0.0675求该方程一阶导数得其切线方程为:dσ/dc=1×10-9×2×c-10-5把相应的浓度c值代入该切线方程可求出各种浓度乙醇溶液的dσ/dc值再把dσ/dc值代入吉布斯吸附公式可求出其表面吸附量值Γ单位mol?m-2如表2。如上述方法创建新工作表在工作表的A列输入系列浓度c值在B列输入与浓度相对应的表面吸附量Γ值。绘制出散点图后按照实验数据趋势选择“多项式”拟合“阶数”设置为2。总上所述经过两年的实验教学改革教学水平得到了很大提高今后要加强与国内教师交流更加体现物理化学实验做为专业课程的桥