模塊化教學(xué)模式在醫(yī)用物理學(xué)課程中的應(yīng)用

祝銘山 宋宗根 李文成

摘 ?要：本文分析了醫(yī)學(xué)類(lèi)本專(zhuān)科院校醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，闡述了醫(yī)用物理學(xué)要突出醫(yī)學(xué)為主物理為輔的教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐的必要性。依據(jù)醫(yī)學(xué)生的實(shí)際情況，學(xué)校應(yīng)結(jié)合教學(xué)課時(shí)的安排，對(duì)醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化調(diào)整，以適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)的醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)需求;突出課程的醫(yī)學(xué)主導(dǎo)地位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以期能解決醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題，切實(shí)提高醫(yī)用物理的課堂教學(xué)質(zhì)量，在提高學(xué)生物理學(xué)應(yīng)用能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生成為具有扎實(shí)理工基礎(chǔ)的創(chuàng)新醫(yī)學(xué)人才。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)院校;醫(yī)用物理學(xué);教學(xué)改革;模塊化;創(chuàng)新能力;

作者簡(jiǎn)介：祝銘山，湖南醫(yī)藥學(xué)院物理教研室講師，研究方向?yàn)獒t(yī)用物理學(xué)、影像物理學(xué)教學(xué)研究工作;宋宗根、李文成，湖南醫(yī)藥學(xué)院物理教研室講師。（湖南 懷化 418000）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1671-0568（2019）15-0045-03

醫(yī)用物理學(xué)是高等醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)公共基礎(chǔ)課，它是一門(mén)交叉學(xué)科，主要是將物理學(xué)的原理與方法應(yīng)用于人類(lèi)疾病的預(yù)防、診斷、治療上。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)與物理學(xué)的結(jié)合，醫(yī)用物理學(xué)作為醫(yī)學(xué)類(lèi)本科院校教學(xué)的重要一環(huán)，其教學(xué)改革是為了進(jìn)一步加強(qiáng)本科教學(xué)，提高醫(yī)學(xué)類(lèi)本科院校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。近兩年隨著改革的不斷深入，醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)課程的學(xué)時(shí)數(shù)都有不同程度的縮減。鑒于學(xué)時(shí)少而內(nèi)容多且要求高的實(shí)際情況，如何在極其有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)科學(xué)有效地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)是目前迫切需要解決的問(wèn)題。許多學(xué)者已經(jīng)在這些方面做了細(xì)致的研究。本文結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，同時(shí)參考借鑒其他同行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和改革的思路，總結(jié)如下。

一、“醫(yī)用物理學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)狀

1.授課內(nèi)容千篇一律，沒(méi)有“因?qū)I(yè)施教”。首先要明確醫(yī)用物理學(xué)要學(xué)為醫(yī)用。由于學(xué)生在學(xué)習(xí)醫(yī)用物理學(xué)的時(shí)候有很大的盲目性，很大程度上依賴(lài)教師的授課內(nèi)容與方法。在師資少、學(xué)生多的情況下，往往會(huì)出現(xiàn)教師為了方便教學(xué)，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生教授的知識(shí)要點(diǎn)幾乎一模一樣的情況，致使難以學(xué)以致用，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性普遍不高，物理知識(shí)對(duì)后續(xù)課程應(yīng)有的基礎(chǔ)作用得不到體現(xiàn)。

2.內(nèi)容偏重于物理理論而非醫(yī)學(xué)應(yīng)用。傳統(tǒng)醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)大多內(nèi)容較偏重于物理學(xué)理論而非醫(yī)學(xué)，導(dǎo)致相關(guān)原理在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用內(nèi)容偏少或者不夠完善，理論與實(shí)際脫節(jié)。所以，應(yīng)該避免這種過(guò)多講物理概念、公式、公式推導(dǎo)、物理圖像、物理過(guò)程等純理工科式的物理教學(xué)模式，相反應(yīng)多講物理原理在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。

3.難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。數(shù)理不分家，物理是離不開(kāi)數(shù)學(xué)的，要學(xué)好大學(xué)階段的物理，高等數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)是不可或缺的。然而“醫(yī)用物理學(xué)”課程一般都在大一第一學(xué)期開(kāi)課，這就導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)跟不上，而且醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)理工科院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)比較薄弱，公式推導(dǎo)證明過(guò)多會(huì)讓學(xué)生學(xué)習(xí)倍感困難。[1][2]如果花費(fèi)大量時(shí)間去講解物理公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣，加之目前國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校的醫(yī)用物理學(xué)的授課教師大都是出自物理學(xué)專(zhuān)業(yè)或者相關(guān)純理工科專(zhuān)業(yè)，對(duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)認(rèn)識(shí)不足，這對(duì)改革提出了巨大的挑戰(zhàn)。要想改革得到落實(shí)，這對(duì)任課教師的知識(shí)面要求頗高，不僅要求任課教師既要精通物理，又要對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)基本知識(shí)有所涉獵，以及清楚物理學(xué)與醫(yī)學(xué)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠找到醫(yī)學(xué)和物理學(xué)直接的結(jié)合點(diǎn)、切入點(diǎn)。教師如果要避免讓學(xué)生感覺(jué)這門(mén)課是高中物理的“升級(jí)版”，就要去在課堂上側(cè)重于講解物理知識(shí)在醫(yī)學(xué)方面前沿的應(yīng)用，結(jié)合他們的專(zhuān)業(yè)，因“專(zhuān)業(yè)”施教，使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理的重要性和必要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)思考，提高創(chuàng)新意識(shí)，保證教學(xué)質(zhì)量提高[3]。所以，有必要開(kāi)展基于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的“醫(yī)用物理學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐。

二、開(kāi)展模塊化教學(xué)的現(xiàn)實(shí)考量

基于物理學(xué)為醫(yī)用的教學(xué)內(nèi)容改革，對(duì)醫(yī)學(xué)物理學(xué)進(jìn)行模塊化的分類(lèi)，提高教學(xué)效率和教育質(zhì)量，適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的專(zhuān)業(yè)需求，是解決公共基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本研究針對(duì)醫(yī)學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)和任務(wù)，結(jié)合醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行了初步探討和嘗試，取得了較好的教學(xué)效果。本文從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，總結(jié)出改革的具體內(nèi)容，以供從事醫(yī)學(xué)物理的教學(xué)工作者參考。

1.保持內(nèi)容的完整性與系統(tǒng)性。本課程內(nèi)容所涉及到的物理學(xué)方面的知識(shí)主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理（近代物理）五大部分。力學(xué)包括質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)和剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。振動(dòng)和波包括機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波。熱學(xué)包括氣體動(dòng)理論和熱力學(xué)基礎(chǔ)。電磁學(xué)包括靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)和電磁波。光學(xué)包括幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和激光。近代物理包括狹義相對(duì)論基礎(chǔ)和X射線(xiàn)、原子物理初步等知識(shí)。

首先，在明確醫(yī)學(xué)物理學(xué)基本理念的前提下，教師進(jìn)一步根據(jù)具體專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)需求進(jìn)行劃分，并以此作為組合課程模塊的基本出發(fā)點(diǎn);其次，要對(duì)所有要學(xué)習(xí)這門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行全面梳理，并形成完整的課程報(bào)告，在此基礎(chǔ)上劃分出必修模塊和分專(zhuān)業(yè)的選修模塊，最后通過(guò)前兩個(gè)步驟的鋪墊，確定醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程具體模塊分類(lèi)與優(yōu)化。

2.教學(xué)內(nèi)容的體系結(jié)構(gòu)。教師應(yīng)充分考慮到各專(zhuān)業(yè)的后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程和學(xué)生就業(yè)后在實(shí)際工作和研究過(guò)程中對(duì)醫(yī)用物理學(xué)知識(shí)的需求，為各專(zhuān)業(yè)定制不同的教學(xué)內(nèi)容體系，促進(jìn)學(xué)生在后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)中對(duì)醫(yī)用物理學(xué)知識(shí)的吸收和應(yīng)用，使醫(yī)用物理學(xué)的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性充分展現(xiàn)在學(xué)生后繼學(xué)習(xí)的過(guò)程中。為此，對(duì)于原有的教學(xué)模式采取的改革方法是：打破原有課程教學(xué)體系，按模塊要求重新整合課程體系;根據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)要求來(lái)確定專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃、課程設(shè)置;打破學(xué)科界限、課程界限，將每一個(gè)模塊看作一個(gè)整體。

3.“5+X”模塊課程結(jié)構(gòu)。“按模塊要求重新整合課程體系”要求不同的醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)分通用模塊和分專(zhuān)業(yè)選修模塊，建成“5+X”模塊課程結(jié)構(gòu)，其中“5”意思為基礎(chǔ)必修的通用的五個(gè)基礎(chǔ)部分內(nèi)容，根據(jù)物理學(xué)上的經(jīng)典劃分方法分為“力學(xué)”“熱學(xué)”“電磁學(xué)”“光學(xué)”“原子物理” 五部分，每個(gè)部分都有所有專(zhuān)業(yè)均必須要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)物理內(nèi)容，如力學(xué)基本原理、機(jī)械波、聲波、流體力學(xué)、電學(xué)基礎(chǔ)、磁學(xué)基礎(chǔ)、幾何光學(xué)基本原理等;而“X”則代表選修內(nèi)容，是根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)具體設(shè)定，針對(duì)我校的具體情況，本課程現(xiàn)期主要采取如下幾種模式。

一是針對(duì)本科影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，學(xué)習(xí)重點(diǎn)講授“基爾霍夫定律”“X射線(xiàn)”“超聲波成像原理”“核醫(yī)學(xué)以及核磁共振成像基本原理”等對(duì)影像技術(shù)專(zhuān)業(yè)后繼課程學(xué)習(xí)有重要幫助的內(nèi)容。[4][5]

二是對(duì)于本科藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，學(xué)習(xí)內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)在于光學(xué)部分，更多地學(xué)習(xí)“光的偏振性”“旋光性”“光譜分析”等內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)也增設(shè)“旋光儀測(cè)葡萄糖濃度”這一針對(duì)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)，這些對(duì)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)后繼課程學(xué)習(xí)有重要的幫助。

三是針對(duì)本科臨床專(zhuān)業(yè)學(xué)生，內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)在于臨床應(yīng)用的“氣體栓塞”“除顫儀的基本原理及應(yīng)用—RC充放電路”“心電圖的形成過(guò)程與心電圖機(jī)的使用”等內(nèi)容。[6]

四是針對(duì)本科康復(fù)治療專(zhuān)業(yè)，內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)在于力學(xué)部分，因?yàn)樵搶?zhuān)業(yè)后繼課程有諸如“人體力學(xué)”“生物力學(xué)”等課程，需涉及的物理力學(xué)知識(shí)相比其他醫(yī)學(xué)生要求要高。

三、模塊化教學(xué)改革的實(shí)踐效果

經(jīng)過(guò)兩年多醫(yī)學(xué)院校醫(yī)用物理學(xué)課程模塊化教學(xué)實(shí)踐，模塊化教學(xué)改革取得了比較好的實(shí)踐效果，得到各系師生的好評(píng)。在對(duì)醫(yī)用物理學(xué)進(jìn)行模塊化教學(xué)的同時(shí)，我們也針對(duì)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的特點(diǎn)，在不破壞模塊內(nèi)容系統(tǒng)性與完整性的前提下，對(duì)某些較難的內(nèi)容在理論上作了淡化處理，盡可能避開(kāi)了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。如簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程、機(jī)械波中波動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程、液體表面附加壓強(qiáng)公式、RC充放電路公式、光學(xué)中的干涉衍射、量子力學(xué)初步中的不確定關(guān)系式和薛定格方程等等。自醫(yī)用物理學(xué)實(shí)行模塊化教學(xué)后，醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)中內(nèi)容多、課程難與學(xué)時(shí)少的矛盾得到了初步的緩解。在期末考試成績(jī)占60%，平時(shí)成績(jī)占40%的考核方式下，期末總評(píng)成績(jī)不及格學(xué)生人數(shù)下降到只占總?cè)藬?shù)的5%左右。

醫(yī)用物理學(xué)模塊化教學(xué)改革的創(chuàng)新之處在于：將醫(yī)用物理學(xué)按專(zhuān)業(yè)進(jìn)行不同的模塊化教學(xué)，將物理學(xué)為醫(yī)學(xué)所用。[7][8]雖然這看起來(lái)并不利于學(xué)生深入扎實(shí)地學(xué)習(xí)物理學(xué)，但卻是以醫(yī)學(xué)學(xué)生的實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)，將學(xué)生從難度較高的抽象物理理論中解放出來(lái)，強(qiáng)調(diào)醫(yī)用物理學(xué)在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，使學(xué)生能掌握實(shí)用的物理學(xué)知識(shí)。這種教學(xué)方法既針對(duì)性地適用于他們將來(lái)的專(zhuān)業(yè)需要，又適合現(xiàn)階段少學(xué)時(shí)的醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)。此改革能適應(yīng)醫(yī)學(xué)院校的辦學(xué)情況、學(xué)生水平及相關(guān)課程課時(shí)計(jì)劃。

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