醫學物理學課程PBL問題設計的探討

林卿 王瑞軍 許建梅

摘要：在基于問題的PBL學習中，學生要學習如何分析問題，并就解決問題做出合理判斷，旨在激發學生在課堂討論和協作分析問題的能力。一個PBL教學經典問題的設計是開展好PBL學習的前提，本文對醫學物理學PBL教學中問題設計方面進行了探索和討論。

關鍵詞：醫學物理學；PBL；問題設計；案例；教學改革

1969年，加拿大麥克馬斯特大學首創了基于問題的學習（PBL）模式。在麥克馬斯特大學醫學院的引領下，一些醫學院已經將基于問題的PBL學習納入他們的課程中，利用真實的病例教導學生如何像臨床醫生一樣思考。基于PBL的學習是面向一個問題，從不同的角度去分析并正確理解問題。本文對醫學物理學PBL教學中問題設計方面進行了一些探索和討論工作。

一、當前醫學物理學課堂教學存在的問題

醫學物理學是典型的多學科交叉課程，教學難度較大。我們在醫學物理學課堂教學中引入新的教學方法和理念，圍繞如何解決學生“學”的問題，開展教學方法改革，探索如何在教學中靈活運用PBL教學方法。在PBL教學中，學生要學習如何分析問題，找出解決問題的必要知識，并就解決問題做出合理判斷。

二、醫學物理學PBL教學問題設計

（一）“圓孔衍射”章節與PBL教學經典問題特點

波動光學主要就是講光的干涉、衍射和偏振。光的衍射比較著名的實驗，比如單縫夫瑯禾費衍射、圓孔衍射等。光學儀器有圓孔，透鏡有孔徑（相當于圓孔），光通過它們要發生衍射，所以研究光的衍射案例非常重要。

一個PBL教學經典問題的特點：（1）具有教學實踐性；（2）關注引起興趣或思考的問題；（3）要求讀者利用問題中的信息來解決問題；（4）與中心人物形成同理心；（5）只有足夠的信息才能進行良好的分析。

（二）PBL問題（1）設計

（1）問題A：生活中由遠處而來的汽車（圖1），兩盞汽車燈距離1.3m，夜間人眼最敏感的光波是黃綠光（550nm），瞳孔直徑為5.0mm，求人在離汽車多遠距離時能分辨出汽車的兩盞燈？

（2）問題解析。因為眼睛和許多光學儀器都有環形光圈，所以圓孔衍射是光學系統中常見的衍射現象，其衍射知識演示如下圖所示：

最小分辨角與儀器的孔徑及光波的波長有關，并根據瑞利準則計算出系統的最小分辨角。，其中D為圓孔直徑。

（三）PBL問題（2）設計

（1）問題B：對比人眼與鷹眼的分辨率？

（2）問題解析。最小分辨角的倒數稱為分辨本領（或分辨率）。如果要提高分辨本領一方面可以通過增大透鏡的直徑，另一方面也采用較短的光波波長作為光源來達到。以圖片3的問題為例，取人眼瞳孔直徑：2.5mm；分辨本領：0.024m，鷹眼瞳孔直徑：6.2mm；分辨本領：0.0096m。鷹眼的瞳孔也很大，在一定范圍內，瞳孔越大，分辨率越高，從這一點來說鷹眼要比人眼靈敏。

三、展望

基于問題的學習（PBL）是一種教學方法，它可以幫助學生通過便利的問題解決方式來學習知識，培養靈活的理解能力和終身學習技能。一個好案例或者一個好問題將引導班上的學生討論他們可能在現實世界中遇到的事件。學生利用問題的“故事”作為問題空間構建自己的學習，從不同的角度去分析并正確理解問題，今后學生也可以根據他們的興趣和與有關的先驗知識產生問題并解決問題。

參考文獻：

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基金項目：2013年海南省高等學校科學研究基金（Hjjg201326）

作者簡介：林卿（1981），男，漢族，副教授，主要從事物理學的科研與教學工作；王瑞軍（1965），教授，海南醫學院物理教研室；許建梅（1962），副教授，海南醫學院物理教研室。