醫用物理學“慕課+翻轉課堂”教學模式探索

戰麗波，李光仲，閆 鵬，邢 娟，李向民

（濱州醫學院，山東 煙臺 264003）

醫用物理學是高等醫學院校的公共基礎課，其任務是使學生掌握物理學中的基本概念、基本規律和基本方法，提高自主學習能力，為后續課程及將來的醫療衛生工作和科學實驗準備必要的物理基礎知識，并用于指導未來的學習和醫學實踐[1]。

1 醫用物理學教學中存在的問題

首先，醫用物理學內容是與醫學相關的一般性物理問題，理論化程度高。與高中物理設置偏重具體、特例問題、直觀性強的特點相比較，醫用物理學是物理知識在醫學領域的應用分析，需要用到高等數學中的矢量運算與微積分，偏重于抽象分析，對于問題的認知程度加深。其次，醫學生對于醫用物理學的學習興趣不高，主動性差。由于醫學生對于醫用物理學課程重要性認識不夠，并且大一學生剛入學，醫學知識不足，物理學內容應用于醫學領域時，學生對于兩者的結合分析顯得較為困難，這些現象導致了學生學習問題的產生。

2 “慕課+翻轉課堂”教學實踐

教學實踐的研究對象是2016級臨床醫學專業中兩個班級，兩班共有學生146人，課程授課時間為16周，每周兩節課。教學實踐采用“慕課+翻轉課堂”的教學模式，主要分為“線上、課外”和“線下、課內”兩大部分，實施過程中一個班級學生根據自己意愿分成若干個學習小組，每個小組5～8人。

2.1 “線上、課外”部分

首先創建課前學習任務，教師根據課程標準及教學目標把物理概念、公式、定理和簡單例題在課前就布置給學生。現在網絡上開放視頻資源非常豐富，有國家精品課程、網易公開課、好大學在線、中國大學 MOOC等，信息量龐大，教師需要在大量的資源中甄選適合學生基礎和需求的授課視頻、動畫演示等，也可以根據學生學習的實際情況，自己動手有針對性地將抽象的、學生難理解的內容制成微視頻、多媒體課件等供學生自主學習。以醫用聲學中的多普勒效應這一章節為例，教學目標是理解多普勒效應，了解多普勒效應在醫學中的應用。在課前教師把多普勒效應的來源、內容以及多普勒效應原理的討論布置給學生，教師動手制作多媒體課件以幫助學生理解多普勒效應原理，如圖1所示。

圖1 多普勒效應原理討論

學生依托慕課和教師推薦的學習資源進行自主學習，可以根據自己的節奏進行學習，反復觀看自己不懂或有疑惑的地方，有更多思考的空間。在自主學習過程中，學生遇到疑惑可以通過我校的網絡教學平臺與教師和同學溝通、交流，學生進行課堂教學之前識記基本知識點。對于有關課程內容有趣的、前沿的物理問題，例如：教師提出“電子眼測速儀是怎么測出車速的”“血管內血液流速是怎么測出來的”“沖擊波怎么形成的”等問題，教師在線上提示、答疑以引導討論，鼓勵學生互動交流，及時與學生一起分析或布置相應的議題任務，培養學生發現問題、思考問題、解決問題的能力[2]。教師通過線上和學生交流來充分了解學情，這樣可以有的放矢地在課堂上答疑解惑，對一些難以理解的理論或需要補充的知識進行授課，完成對物理學科知識的邏輯性、系統性的傳授。因為學生在課前就思考過問題，教師在課堂上是有針對性地解答疑惑，這樣學生對基礎知識的消化吸收效果會很好。學生自主學習之后可以靈活選擇時間完成線上的題目測試，教師可以及時看到學生測試結果[3]。測試成績計入課程考核成績，如果測試不達標則返回繼續學習，直到測試通過，這樣可以有效監督學生課前自主學習的質量。

2.2 “線下、課內”部分

課堂上教師根據學生在線學習的實際情況對大家普遍存在的疑難問題進行答疑，也可以小組為單位組織學生探究疑難問題。在學生完成基本知識點的識記、理解和簡單應用后，進一步引導學生進行高階思維能力的培養。首先，教師根據相關知識提出多個研究議題，例如討論體外沖擊波碎石術的原理與應用，超聲多普勒血流儀的原理，彩色多普勒血流成像儀的基本原理等，學習小組從中選取研究議題，或者學習小組可以根據自己的興趣提出相關的議題，學生自己制作課件，決定講解方法，并在課堂上分組交流展示；小組組長進行分配任務和組織討論，并在展示之后每人寫出總結報告，總結報告中包括自己做出的貢獻、遇到的問題和解決方案、自己的收獲等，最后組長寫全組的總結報告[4]。其次，教師在布置任務時要做好引導，并在展示過程中按照需求做好指導，最后對學生的探究過程、成果進行評價，做好總結。在這個過程中，引導學生進入深層次的學習和探討，把抽象的公式、定理應用于新的情境中，培養學生處理復雜材料、困惑或者突發事件、問題的能力，從新穎的角度分析、評估信息的能力，運用知識經驗評估或解決新問題的能力，有利于培養高階思維能力，對于學生形成科學素養大有益處[5]。

“線下、課內”進行翻轉課堂教學時要注意的問題是，教師如何根據相關知識設定“有用有趣”的議題，可以通過創設真實的與學生生活息息相關的問題情境來激發學生的求知欲。要設置與學生能力水平相當的問題，不能因為太難而使學生失去了學習的信心，也不能由于太簡單而限制了學生思維的發展，注意引導學生進行高階思維能力的培養[6]。另外，在教學的過程中，要讓學生分小組進行討論，并對學生積極的回答予以肯定，為學生營造輕松、活潑、民主的學習氛圍，促使各個層次的學生都能積極愉快地參與到課堂活動中。

2.3 考核方法

采用“慕課+翻轉課堂”教學模式后，可以實現教學質量的全程跟蹤，學生完成線上的測試后，教師可以及時看到學生測試結果，增加了線上互動及課堂討論參與的分值。課堂上學習小組展示時，加入學生互評環節，對于優秀學習小組及回答問題積極的學生有1～3分的附加分。成績構成為：20%平時（網絡互動及課堂討論的參與）+50%議題交流展示[論文20%+PPT展示30%（其中20%為教師評分、10%為學生互評分）]+30%隨堂測驗[7]。

3 “慕課+翻轉課堂”實施效果

“慕課+翻轉課堂”實施后，學生在學習興趣、學習行為方面存在顯著改變。為明確改革效果，研究團隊圍繞“慕課+翻轉課堂”的教學目標和教學過程設計了學習情況調查問卷，問卷主要考察學生的學習興趣與學習行為，學生根據問題表述進行自我評估，評估結果分為非常贊同、贊同、保持中立、不贊同、非常不贊同5個級別[8]。問卷調查對象為2016級臨床醫學專業兩個班級，共有學生146人。“慕課+翻轉課堂”教學結束后啟動問卷調查，回收問卷142份，有效問卷140份，有效率為95.6%。據分析結果可知：（1）學生的學習興趣增強。與傳統課堂的講課相比，“慕課＋翻轉課堂”中師生的互動更富個性化，教師對學生的指導更有針對性。傳統的課堂形式屬于先教后練，學生完全處于被灌輸的狀態，課堂上教師進行新課導入、知識講解、布置作業，學生很難真正參與到整個課堂中[9]。在“慕課＋翻轉課堂”教學時，學生在課前通過觀看教學視頻進行自主學習，課堂上在教師引導和同伴互助下探究、解決疑難問題[10]。這樣課堂變得更加活躍輕松，通過網絡構建物理教學體系，學生可以與教師、同學自由學習、溝通、交流，并完成各項任務，避免了以往“無用無趣”的學習，學生學習興趣明顯提高。86.6%的學生認為“慕課+翻轉課堂”對提升學習興趣有很大幫助，12.2%的學生認為有幫助，只有1.2%的學生認為沒有幫助。（2）學生的學習行為積極。“慕課＋翻轉課堂”重新調整和配置課堂內與課堂外的時間，將學習的主動權與決定權從教師轉移到學生手中[11]，學生積極參與各個環節，能夠主動學習思考，同學之間交流討論明顯增多，師生之間的交互過程也明顯加強。例如：在探討多普勒效應的應用議題時，學生能夠主動探索，跳出教師提供的議題范圍，提出了“運用多普勒效應理論分析馬航MH370航班落入南印度洋”“運用多普勒效應討論宇宙正在膨脹”等議題，課堂上師生、生生之間的討論熱烈，對于多普勒效應的學習更加深入。88.3%的學生認為“慕課+翻轉課堂”對改善學習行為、提高學習效率有很大幫助，10.8%的學生認為有幫助，只有0.9%的學生認為沒有幫助。（3）學生適應“慕課+翻轉課堂”教學。80.3%的學生表示喜歡“慕課+翻轉課堂”的教學方式，7.5%的學生持否定意見，還有12.2%的學生表示說不清楚。同時，有52.6%的學生非常希望教師繼續采用“慕課+翻轉課堂”的教學方式，23.8%的學生選擇希望繼續，10.7%的學生不希望繼續，還有12.9%的學生認為無所謂。可見，多數學生對“慕課+翻轉課堂”給予認同，但同時認為投入的學習時間比傳統教學要多，課業負擔增大。

4 結語

“慕課+翻轉課堂”的教學實踐取得了積極的教學效果，同時對教師和學生提出了更高的要求。教師在備課過程中要投入更多的精力關注學生的學習進展，在線上、線下做好引導，關注學生個體的差異，做好師生互動。學生積極參與議題探究，需要投入較多精力進行準備。“慕課+翻轉課堂”能解決現在醫用物理學教學中存在的問題，學生學習興趣提高，能夠進行自主學習，學生之間的合作學習加強，能夠培養學生終身學習的意識。