陈蔚燕，张保华，韩磊，李建忠

青岛农业大学化学与药学院，山东 青岛 266109

表面活性剂是一类非常重要的精细化工产品，在浓度很低的情况下可以显著降低目标溶液的界面或者表面张力，当其浓度达到一定值以上时，表面活性剂会自发地定向排列形成分子聚集体，从而在化工过程中发挥增溶、乳化、润湿、洗涤、泡沫、分散、絮凝、杀菌等作用。从字面意思上来看，表面(surface)、活性(active)、剂(reagent)，可以看出这类物质具有较强的表面活性，表面活性剂的应用领域非常广泛，誉有“工业味精”的美称[1,2]。表面活性剂化学课程是应用化学、材料化学、药学相关专业的专业基础课，该课程应在修完有机化学、物理化学和化工原理的基础上开设，因此该课程的学习需要具有一定的化学基础。目前表面活性剂化学课程的授课方式仍然是教师讲、学生听的模式，讲授纯理论知识点，学生听课枯燥，学生对课程学习的主动性不够，课堂教学效果不好[3–5]，因此开设表面活性剂化学课程的高校也对该课程进行了大量的教学改革探索，伍春娴[6]对化妆品科学与技术专业表面活性剂课程进行了改革实践，主要提出增设实验实践内容和缩减课堂教授时间来突出学生在课堂的主体地位。龙攀峰等[7]提出在表面活性剂化学课程教学中制作生动的多媒体教学课件和选择适当的科研实例进入课堂来激发学生的学习兴趣。任朝华等[8]建议用实用性和趣味性的教学方法和专题讲座来调动学生学习表面活性剂的主动性。许虎君等[9]认为选择合适的教材和专业教育讲座可以提高表面活性剂课程的教学质量。当下对表面活性剂化学课程的改革并不深入，没有对课程内容进行创新与深化，学生理论联系实践的能力还很薄弱，没有将零散的教学内容形成体系，学生依然抓不住课程主线，学以致用的能力较差，该课程也未充分发挥高校课程思政载体的作用，无法展现表面活性剂课程应用性的特点。

1 我校表面活性剂化学课程开课情况

目前，我校表面活性剂化学课程对应用化学、材料化学、化学工程、制药工程、药学专业以选修课形式开设，应用化学、材料化学、化工三个专业的选课率达到70%，药学专业选课率达95%。笔者近几年针对药学专业表面活性剂化学课程的教学调查发现，该专业的学习风气端正，考研率达40%以上；在授课过程中发现该专业学生到课率达100%，学生接受理论知识的能力较强。但是表面活性剂化学课程是一门应用性极强的课程，须将理论知识灵活运用，要与实际生活进行接轨。教师在教学过程中发现，提问关于表面活性剂的理论知识点时，大部分学生都会积极回答，但对表面活性剂偏实际应用的问题，回答则不积极。在期末考试的卷子中，分值15分的应用题，选课学生的平均得分为4.5分，可以看出我校药学专业表面活性剂化学课程的教学需要改变目前的教学方式，才能加强药学专业学生理论联系实际的能力。

我校药学专业是山东省应用型专业群建设专业，结合国家医药行业发展趋势，立足省内医药产业体系的发展特色，运用“导–学–研–产”结合的育人模式，以“导师制”为引线，理论实践结合为主体，科学研究为学术提升，创新创业为职业拓展，校企合作为实践保障，主要培养具有药物创新意识、团队合作精神、具有社会担当的全面发展的新时代药学专业综合应用型人才。根据这种思想，我们构建了如图1所示的表面活性剂化学课程教学改革的顶层设计，根据药学专业的培养目标去探索表面活性剂化学课程“培养什么人”和“怎样培养人”。一方面能够让表面活性剂化学的定位方向始终紧跟企业的实际需要，培养学生在相关行业从事科研、开发和管理等方面工作的实际操作能力和解决问题的能力；另一方面可以促进该专业学生的全面发展(理论知识和实践能力)，培养学生自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力；具备较强的创造性思维、开拓创新精神及创业实践能力，具有创业精神和创业意识。

图1 表面活性剂化学课程改革的顶层设计

2 针对药学专业表面活性剂化学课程改革采取的措施

2.1 采用一个主线三个模块的教学方式

表面活性剂化学课程的内容主要包括表面活性剂的概述、表面活性剂的作用原理、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、特殊类型表面活性剂、表面活性剂的复配等内容。在教学过程中发现，表面活性剂属于胶体与界面化学范畴的知识，但是由于我校药学专业的物理化学课时一再被压缩(从物理化学上下册共104学时压缩至现在的64学时)，导致界面与胶体化学部分略讲。所以对于表面活性剂这部分知识，学生了解很少，在学习表面活性剂化学课时，面对的是新知识，再加上该课程涉及的化学物质名字特别长，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇单甘油酯等，使得学生们认为这门选修课的难度大、知识点零碎、自己无法形成系统的知识链。因此，笔者通过几年的探索和实践，发现该课程可以用“一个主线，三个模块”的方式进行教学，整个教学进度以“一个主线，三个模块”为卡点，这里的一个主线指的是以表面活性剂的定义为主线，把表面活性剂的定义(文章开篇处)作为贯穿整个教学过程的一个线，它可以把整个教学内容串起来，不论课堂上讲的任何内容，都能在定义中找到相对应的那一部分。三个模块指的是将全部教学内容分成三个单元(图2)。模块1涵盖了表面活性剂的基本理论(12学时)，主要讲表面、界面、表面张力、表面活性剂如何降低表面张力，定向排列，胶束，临界胶束浓度(CMC)，亲水亲油平衡值(HLB)，增溶、乳化、润湿、洗涤、泡沫等；模块2为不同类型表面活性剂的特点、应用及合成(12学时)；模块3为表面活性剂的复配(8学时)，在该模块中分别将阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂按照实际生产需求进行两两复配组合，讲述实际生产中这些复配体系的性质和用途。通过这3个模块，学生可以有条不紊地把握课堂进度，做到心中有数；同时“一个主线，三个模块”方式将这门课程的知识点有机地串起来而不零散。每个模块的学习也是对表面活性剂定义的多次加深理解，模块法教学以一个教学单元为一个整体，每个模块紧扣该单元主题，所有模块相关知识连为一条教学线索，这样改变了传统的“一遍过”的授课方式，让学生能够更加清晰地掌握本课程的结构，能够更容易地从整体上理解表面活性剂的理论知识点和实际应用。

图2 表面活性剂化学模块化教学

2.2 采用讨论式教学法

传统的填鸭式、封闭式教学方式不适合现代化教学，由于每个模块中知识点非常多，因此我们在模块1和模块2中采取讨论式教学法。所谓讨论式教学法指的是学生在教师指导下相互交流讨论的启发式教学法[10–12]。在模块1中，介绍界面张力和表面张力时用图3中的流程图进行小组讨论，提出问题“为什么荷叶上的水滴是球形？”“为什么浮游生物在水面能站住？”“为什么液面上的曲别针不沉底？”“为什么毛细管有上升现象？”“蒸馏实验中加入沸石为什么可以防止暴沸？”组织学生以6–8人的小组进行讨论，用现有的知识来解释这些问题，然后分别找学生给出答案。学生的答案各种各样，有的答案很接近但并不专业，此时需要教师给予相应的评价和考核(考核指标见图3)。在这个过程中教师要参与到小组讨论中，控制学生讨论的话题，避免相互聊天，学生根据教师的意见对自己的答案进行修订，用于接下来知识点的拓展。随后教师根据学生给出的答案引入界面或表面张力，这种方式可以极大地激发学生参与课堂讨论的积极性，可以让学生充分调动自己的思维进行思考，并用课堂中的新知识去丰富和反思小组讨论时的答案。通过在模块中实施讨论教学，一方面可以将该课程的知识点加以紧凑，加深学生对知识点的理解，提高专业知识的理解能力；另一方面通过讨论和同学间的合作，学生能够发现自身对相关知识的理解程度，也增强了同学间的交流和协作，有效增强了学生的团队意识。在PPT制作中，还能够促进学生准确应用信息技术辅助手段的能力，有效地活跃课堂氛围，开阔学生的知识面。

图3 讨论法教学流程及考核方式

在表面活性剂的功能讲解中，采取课堂大组讨论进行教学。笔者在探索和实践中，会在第一次课时就给学生安排好任务，按照学生学号尾号的不同随机安排表1中的不同题目，要求学生课下查阅相关资料做成PPT，在每次课上留出15 min，学生们依次在讲台上汇报。这项工作每个人都要参与，每人汇报时间3–5 min，随后由师生共同打分作为平日成绩，同时随机找两位同学对讲解人的PPT进行评价。这种教学方式与传统授课方式相比较，学生通过搜集资料、制作课件、上台演讲的一系列程序，对所讲主题内容非常熟悉，加深了学生对知识点的理解，打破了常规的“老师讲，学生听”的上课模式，充分调动了学生的积极性。实践发现课堂展示效果超过了预期，大部分学生都非常认真地查阅文献，精心制作PPT，即使主题相同，每个学生做PPT的思路和风格也相差很大。通过这种方式的汇报和讨论，学生不仅锻炼了自学、归纳总结能力，还拓展了课程之外丰富的知识内容。连续三个学期通过调查问卷显示，大多数学生喜欢这种讲课方式，他们认为不仅掌握了专业知识，而且提高了自己各方面的综合能力和素质。

表1 PPT汇报的主题

在模块2中将表面活性剂共分成5大类，与传统授课时对这5类表面活性剂的授课思路相似，每个类型中会详细讲1–2个品种的表面活性剂，对每个表面活性剂的类型、作用、合成、应用等进行讲解。讨论式教学法在模块2中应用后，将5类表面活性剂的知识点合并到一起，提出一系列问题(表2)，这些问题涉及到所有表面活性剂。学生需要在课余时间自己查阅资料，准备好相应问题的答案；在教师讲到某一类表面活性剂时，会从表2中抽出相应的问题，随机找学生回答。这样一来，不仅可以促进学生自学的能力，而且可以提高课堂效率。学生查找的答案不尽相同，对积极思考的学生给予及时表扬，使学生得到正面评价，增加自信。通过交流还可以促进学生之间的沟通能力，教师根据同学的评价给予成绩评定。通过提问与思考，让学生从讨论过程中巩固和加深已有知识，吸引学生的专注力，极大地提高了学生学习的积极性、主动性。

表2 模块2中讨论式教学问题汇总表

2.3 加入中国的人文元素

中国传统文化意义深远，人文元素丰富多彩，可以借助这些人文知识来丰富表面活性剂化学课程。如《礼记》中就有记载“冠带垢，和灰请漱；衣裳垢，和灰请澣”。魏晋时期，人们发现皂角和澡豆有去除污渍的作用。直至民国初期，西方制皂术传入，中国才开始改用肥皂，并将其称为“洋胰子”[13,14]，通过这些文化元素可以引入表面活性剂的由来。再如“盈盈荷上露，灼灼如明珠”这样的诗句可以引入来讲解界面张力和表面张力的存在；“秋荷一滴露，清夜坠玄天。将来玉盘上，不定始知圆”来描述表面张力的作用。加入传统文化的元素，可以刺激学生学习的兴趣，同时可以增强学生的文化自豪感。

2.4 融合思政教育

高校课程要兼顾知识传授和德育教育于一体，表面活性剂化学课程是一门应用型的课程，课程中的理论知识零散复杂，联系实际、贴近生活的地方很多。通过多年授课的摸索，发现表面活性剂化学课程中也包含了大量的思政元素，如图4所示。授课中我们会适时融入思政元素，发挥高校课程思政载体的作用，教师在每个单元模块的授课中，在小组讨论和成绩评价中无声地将这些元素渗透到课堂中，融入到学生的日常行为中，努力培养药学专业学生理论联系实际的能力和绿色可持续发展的观念。

图4 表面活性剂化学课程内容与思政元素的融合

2.5 表面活性剂化学课程教学改革的效果反馈

通过将我校表面活性剂化学课程的教学内容进行单元模块化，利用讨论式教学，融入传统文化和课程思政元素后，我们在20级药学专业选课学生中做了调查问卷，通过不同问题的设置，可以看出我们实施的教学方法改革有利于学生对该课程的掌握。调查问卷共设7个问题，选课人数59人，参与调查问卷57人，图5呈现了调查问卷的问题及部分学生对教学方法的评价和自己的收获。

图5 表面活性剂化学课程教学改革的意见反馈

3 结语

针对我校药学专业表面活性剂化学课程，采取一个主线、三个模块的教学方式，在课堂教学过程中实施讨论式教学法，充分发挥中国传统文化的优势，结合思政教育，表面活性剂化学课程的教学效果得到显著的提升。以学生为主的课堂逐渐呈现，学生参与课堂的积极性大大提高，打破了传统课堂老师讲、学生听的教学模式；学生充分发挥自己的构思，将小视频制作、PPT制作等形式结合表面活性剂化学的内容在课堂上展现出来。同时也在学生中构建了正确的人生观和绿色发展科技兴国的理念，文中的教学模式和方法值得在相关应用型化学课程中进行推广和应用。