中醫藥環境下大學物理課程的新型教學模式

王蘊華 王 翌 王 力

天津中醫藥大學健康科學與工程學院，天津市 300000

醫用物理在我校主要是針對中醫藥本科生開設的一門專業基礎課程，對該學科的專業學習起到打基礎的作用[1]。醫用物理課的學生，既有人數多的普遍現象又有專業不同的個性化特點；而且醫學生往往對醫用物理這門課不夠重視程度不夠，興趣也不高；再加上有的學生高中階段物理基礎不好，對這門學科的學習也存在畏難情緒。基于此現狀，與我校對醫用物理的教學形式改革，現匯報如下。

1 醫用物理的特點

醫用物理仍然涵蓋了物理學的力、熱、聲、光、電的所有內容。依照教學大綱，雖然對醫學生的物理理論深度要求并不高，理解其原理夠用即可[2-3]，但對于與醫學聯系緊密的章節，要求理論應與醫學基礎研究和臨床實踐掛鉤，同時強調研究方法、測量技術和手段的熟悉也是十分重要的。這就要求教學中需深入學習的內容，會因不同專業而有所不同。例如，骨傷專業要適當突出彈性力學部分的內容；藥學專業要適當突出熱學、光學部分的內容；中醫等專業要適當突出流體動力學部分的內容等。當然，對于所有的專業，醫用物理的教學過程中，還要注重教會學生分析問題、解決問題的邏輯思維能力。物理專業出身的教師，相對來說，物理知識容易講得過深，而對于醫學類專業知識涉足不深，在講課過程中內容易僵化，理論和實際聯系把握不當，難以激發學生學習的主動性。針對以上教學現狀，就中醫藥院校如何進行醫用物理課程的教學改革，我們做了一些探索性研究。

2 改革各教學模式

傳統的教學模式分為三個階段：課前學生預習知識、課中教師傳授知識、課后學生通過作業鞏固知識。翻轉課堂的教學模式分為兩個過程：課前學生觀看教師事先準備好的視頻的自學過程和課中學生與老師的探討與鞏固過程[4]。可以看出翻轉課堂是指重新調整課堂內外的時間，把傳統教學模式中的前兩個階段變為其第一階段，把傳統教學模式中的第三個階段轉換到課堂上來。所以在一定程度上增強了學生的自學能力，滿足了學生的個性化學習，同時也增加了師生探討和交流的時間，實質是將學習的決定權從教師轉移到學生的模式[5]。

2.1 以互動為核心的翻轉課堂 我教研團隊自2017年開始，以“雨課堂”智慧教學平臺為媒介[6]，針對醫用物理課程中與醫學聯系緊密的四章內容，充分考慮了中醫藥院校的具體特點，筆者以互動為核心[7]，對“翻轉課堂”的教學模式進行微調后做了大膽嘗試[8]。通過近兩年的實踐證明，此模式在我中醫藥大學醫用物理的教學過程中，是行之有效的。由于醫用物理教學的成功，筆者準備開始在生物力學等中醫藥其他課程中實施這一教學模式。(1)需要學生在課前完成老師通過雨課堂上傳的課前課件：其中包含教師依據教學大綱制定的預習提綱，與預習提綱同步的教學視頻，以及與教學視頻配套的測試題，還有一些重要的與醫學聯系緊密的熱門話題，學生根據自身需要以看視頻、聽播音、閱讀電子書、網上與他人討論、查閱資料等多種方式完成自主學習過程[9]。(2)需要學生在課中按照老師通過雨課堂上傳的課中課件：針對重點、難點等核心內容，老師和學生先做面對面的交流與探討。即教師可以借助思維導圖、對比表格等形式精講來滿足學生的需要；或經過討論學生走上講臺發表自己的看法，進而促成他們的個性化學習；還可以走進實驗室在老師的指導下邊做實驗邊總結結論[10]。隨堂提交重點內容的思維導圖和知識點的歸納總結。(3)需要學生在課后完成老師通過雨課堂上傳的課后課件：其中包含與醫學聯系緊密的專家講座及此部分內容的前沿展望。要求上傳觀后感。(4)還要特別說明的是，對于不同專業可以選擇不同的內容進行翻轉課堂的教學實踐，從而突出其在相應方面的創新能力。

2.2 雨課堂 課堂教學改革固然重要，但如果信息化的工具和手段過于復雜，那么教學過程將陷入使用工具分散教學精力的窘境。雨課堂是一款主要面向高等教育領域的智慧教學工具，它的實現主要基于大家最為熟悉的PPT和微信軟件[11-12]。教師可以推送視頻、語音、課件到學生的手機上，學生只需要在微信中關注雨課堂公眾號，掃描教師推送的課程二維碼即可開始輕松的學習旅程[13]。在課前+課中+課后的整個教學過程中，雨課堂基本實現了教師對教學全周期的數據采集工作，由此直觀地量化了學生的學習軌跡。教師可以根據報表數據對教學過程進行靈活地調控，更好地修改、完善教學方案，進而達到最好的教學效果。學生則可以根據個人學習的數據了解自己的學習狀態，隨后也可在終端上有針對性地進行調整和加強。由此看出，雨課堂為真正實施翻轉課堂提供了極大的便利。

3 該教學模式的具體實現

筆者認為，該模式的最大特點是將傳統授課與課堂活動融為一體[14]。下面以醫用物理第二章第二節(2學時)粘性液體在管道中流動這部分內容為例，簡要介紹這種教學模式的流程。學生在上節課已經系統地學習過第二章第一節(2學時)理想液體穩定流動的知識。教師利用雨課堂平臺已將學生指定分成若干小組，并推選出各自的組長。

3.1 課前 要求學生在上課之前必須預習教材第二章第二節粘性液體在管道中流動的知識。教師把預習任務清單、預習相關視頻以及考查預習情況的測試題等這些學生課前需要學習的內容，通過雨課堂平臺發送給所有人，同時設定預習截止的時間節點。課前課件里包含以下幾個預習內容：任務1：粘性液體的定義、性質、規律。附優酷視頻和單選、多選測試題及答案。任務2：雷諾數的定義式及層流和湍流的劃分標準。附優酷視頻和填空測試題及答案。任務3：在理想液體穩定流動的基礎上，改寫粘性液體做層流的方程。附對比表格。任務4：泊肅葉定律的推導、適用條件、物理意義及對中醫脈象形成機理的探討。任務5：用以上所學的知識，分析粘滯液體在狹窄、彎曲、分叉中流動會出現的異常現象；附我團隊制作的教學演示視頻。任務6：把粘性液體拓展到實際液體血液，分析血栓、動脈粥樣硬化的形成機理。附優酷視頻。

學生可多種方式在老師限定時間內完成自主學習過程。對于基礎較差的學生還可重復回看。上課前老師可通過雨課堂查到反饋信息，這樣教師既可監控每個學生對課前材料的預習情況，又可準確地調整授課重點把握課堂進度。

3.2 課中 這是整個教學過程的一個重要環節。任務完成需要小組成員充分合作、相互交流，才能更好地掌握理論知識。為充分調動學生學習的積極性、主動性、趣味性和實用性，設計教學環節如下：(1)(0～10min)教師通過雨課堂導入課前PPT向學生展示本節課的預習任務清單；學生針對任務1～4分小組交流預習情況分享心得。(2)(10～25min)教師通過雨課堂導入新課PPT向學生展示圍繞本節課教學目標設計的表格。先由教師通過雨課堂隨機點名環節帶領學生復習第一節的重點知識點，同時填寫表格左邊三行；隨后由三組學生針對這節課任務1～3依次推出小組發言人，三組發言人走上講臺將本組收集的材料展示給大家，反饋講演分享心得。同時在老師的引導下依次填寫表格右邊三行，把知識補充完整。(3)(25～50min)教師通過雨課堂導入任務4泊肅葉定律內容的PPT，以教師精講為主線。在限定條件是牛頓粘滯流體在水平剛性直圓管中做穩定層流時，據力的平衡列出微分方程后，再交給學生用高等數學的方法，求解速度分布函數和流量的表達式。隨后向學生拋出一個個問題把適用條件進一步放寬，從而改寫泊肅葉定律的近似式，為指導醫學臨床做鋪墊。問題如下：問題1：若剛性直圓管存在高度差h；問題2：若流體是非牛頓粘滯流體，例如賓漢或卡森流體；問題3：從泊肅葉定律如何看中醫脈象形成的機理；問題4：若是狹窄、彎曲、分叉管；課間休息10min。(4)(50～60min)教師對知識拓展問題1～3，通過雨課堂導入兩個我們團隊自己制作的視頻，做個簡要解答。(5)(60～85min)教師通過雨課堂導入針對任務5提出的問題4中涉及的狹窄管、彎曲管、分叉管的3例圖形，以學生討論為主線，應用前面學過的知識分析解決實際問題，進而復習鞏固應用知識的目的。教師鑒于雨課堂對預習的反饋信息，點名叫觀點具有代表性的同學上來主講自己的觀點，教師隨時叫停，強化重點、難點，糾正錯誤。把結論一點一點地標注在那三副圖形上。(6)(85～95min)教師通過雨課堂導入第二節思維導圖PPT，做總結性的發言，幫助學生梳理知識框架。意在達到兩個目的：其一是明確第二節內容的重點、難點問題，以及第二節與第一節內容的聯系與區別；其二是要想進一步探究血液在血管中的流動問題，還需要學習醫學、生物學、生物流變性方面的知識。(7)(95～100min)根據課堂上各小組及個人的綜合表現，以投票的形式推出優秀小組和個人。激勵學生提高學習的自覺性和主動性。

3.3 課后 教師借助雨課堂課件發布課后課件。期中包含有關任務6的自制教學視頻和我校心腦血管方面的專家講座視頻；還要公布實驗室對外開放時間，學生可以在實驗室自己動手觀察演示實驗，提高動手能力；還要通知第二章紙質作業上交時間。

4 該教學模式的研究進程

筆者的體會是這樣的課堂活動與學生的學習內容相配套，能夠最大限度地為學生提供一個動態的、交互式的學習環境，深得教師和學生的推崇。在實行這個教學模式的同時，已成型的四章授課內容基礎上編寫適用教材，這套教材采用了基于網絡課程——雨課堂管理系統，在編寫該教材的同時編寫該教材的配套課件。目前，正在為推廣該教學模式做準備。現對于生物力學這門課，由一名經驗豐富的主管教師和一名網絡技術比較嫻熟的年輕教師負責課程設計、教案準備、結課考試卷等。筆者的目標是不同專業的老師遵守自己專業的教學大綱，同專業可以統一的電子教案；學生完成相同的課堂活動，結課后通過相同的考卷測試。但這并不影響主講教師在講課過程中的個性發揮。

5 該教學模式的實施體會

從上面的教學案例不難看出，粘性液體的流動內容是醫用物理課程的基本教學內容，在傳統教學中很容易一筆帶過。而在這個模式的教學活動中，卻給學生提供了全面探索物理學與醫學緊密聯系的機會。

5.1 模式的特色 (1)主動性：設計教學全程都讓學生親自參與、相互切磋、共同提高。不但要求課前預習，課后寫觀后感，在問題討論式的啟發引導下，并且有針對性的討論，直到得出科學的結論，這其實就是通過醫用物理的學習，訓練學生發現問題、解決問題的科學探索能力，真正實現了以學生為主體、研究性的主動學習。(2)針對性：一方面，針對中醫藥院校的醫用物理的課時較少的情形，把部分理論知識分散在課前掌握，會使得課堂上的時間能被更好地利用；另一方面，針對不同專業對醫用物理中不同內容，要求掌握知識的深度、廣度不同的情形，本著因材施教的原則，有針對性地對不同專業做不同的教學設計及配套視頻。(3)效率性：各教學環節都必須在規定時間內完成，這就要求學生注意力要高度集中，課下無事可干、圖書館無人看書、教室無人自習的現象明顯減少，大大提高了學習效率。(4)成長性：幾個人的小組中，每個人必須積極思考、密切合作、相互砥礪、共同提高。通過具體問題在同一環境下的集體學習，彼此取長補短，這對人的成長是很有益的，同時也弘揚了團隊精神。

5.2 實施的條件 (1)有好的教學設計和視頻：有根據教學目標、教學規律并以學生為中心進行的教學設計和結構良好的教學視頻。這意味著必須由教學經驗豐富的教師，投入大量精力設計教學過程，錄制教學視頻。對教師的要求較高，投入的工作量較大。(2)有保障的課上課下時間比例：如果學生不能保證在課前按規定看完教學視頻和課程測試，課堂中難于融入課堂討論和測試。這就要求學生課前∶課中∶課后投入的時間至少保證2∶1∶1的時間比例。(3)有科學合理的課程評估機制：既然教學活動貫穿課上課下全過程，則應該采用過程性評價與終結性評價相結合的方式評定學生成績，只有這樣才能有效杜絕混課現象，才能完整體現出學生對課程的掌握、理解程度。

綜上所述，當前教學改革的熱點是把信息技術融入中醫藥院校醫用物理專業基礎課程教學中，需要將智慧型教學工具與適宜的教學模式結合起來，根據不同的教學目標進行各具特色的教學設計，才能達到良好的教學效果。