“三位一體”模式的醫用物理學課程思政教學設計及應用研究

劉 慧 余 蓉 王旭東 范 雨 敬小麗 木本榮

（成都中醫藥大學醫學技術學院，四川 成都 611137）

一、引言

習近平總書記在2016 年12 月召開的全國高校思想政治工作會議上強調要樹立“課程思政”的教學教育理念，實現“知識傳授”與“價值引領”的統一，推動“思政課程”向“課程思政”的立體化育人轉型，把思政教育貫穿教育教學全過程[1-3]。該觀點為高校思想政治教育工作提出了新思路。公共基礎課程是高校人才培養的基礎，將思想政治教育與公共基礎課程相對接，在公共課程教學中實現思政教育更有助于新時代人才的培養[4-6]。

醫用物理學作為高等醫學類院校的一門重要的公共基礎課程，致力于培養學生的數理思維，提高科研能力，拓展創新能力。醫用物理學課程內容包含了力學、熱學、電學、光學、原子物理學及醫學技術應用，內含豐富的科學思想、科學方法、科學精神。課程內容有益于開展“思政”教學，逐步實現啟發學生開展客觀實踐探索，并回歸于實際應用的學科。

此外，醫用物理學課程授課專業眾多，課程影響廣泛，涉及臨床醫學、臨床檢驗學、衛生檢驗檢疫、生物科學、制藥工程等。醫用物理學授課對象大多為大學低年級學生。這些學生普遍處在高中至大學階段的關鍵適應期，急需“課程思政”教學對學生的人生觀、價值觀、社會觀進行正確的指導[7-10]。鑒于此，本文擬采用“三位一體”教學方法將“課程思政”融入傳統的醫用物理學教學設計并探索實施方案。采用“導學、案例、討論”等多元化過程將“學習、思考、實踐”三位一體教學模式引入“課程思政”教學。課程穿插物理學史及中國古今科技重大發明，以生動的人物事跡和豐富的歷史故事潛移默化地引導學生樹立積極向上的人生觀、價值觀、社會觀，為枯燥的物理知識營造了生動的人文環境，培養學生的人文情懷、家國思想，樹立社會主義核心價值觀[11]。

二、醫用物理學的課程思政教學目標

課程思政目標分為初級、中級、高級三個層次。初級目標為培養學生掌握物理學的基本知識及方法；中級目標為培養學生分析問題和解決問題的能力；高級目標為培養學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀，幫助學生樹立辯證唯物主義方法論，將社會主義核心價值觀滲透到課程培養過程中。三個層次逐步遞進，最終實現醫用物理學課程思政的高級教學目標。

我們將知識目標、能力目標和育人目標有機結合，在傳授知識的過程中合理內嵌思政元素，由淺入深、由簡至繁地將“育德育人”的教育目標潛移默化地分散于整個課程中。課程教學目標重點在“以文化人，以文育人”，培養目標主要體現在以下三方面：

1.知識目標

掌握經典物理學的基礎知識，包括力學、電學、光學、熱學、原子物理學等。了解物理學前沿科技應用基礎，包括電子技術、通訊存儲、半導體材料、大數據及人工智能等方面的基本原理。

2.能力目標

熟悉先進的醫學技術及設備，例如核磁共振（MRI）、計算機斷層掃描技術（CT）、掃描探針顯微鏡（STM）等，能用物理學原理較好地解釋先進醫學技術及設備的基礎原理。培養學生嚴密的邏輯思維能力、嚴謹的科學研究素養、細致的分析和解決問題能力，能較好地將物理學思維應用于今后的臨床工作及科學研究中。

3.情感目標

幫助學生樹立辯證唯物主義方法論，激發學生“不畏艱難、不懈奮斗”的人生觀，增強學生民族自豪感和愛國主義情懷，浸潤學生“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的家國情懷，并帶領學生構建人類命運共同體的基本思想。逐步在知識傳授中以“育人育德”為中心，將社會主義核心價值觀培養滲透到教學中，培養學生成為社會主義合格的建設者和接班人。

三、醫用物理學的課程思政教學內容

重構醫用物理學教學內容，適時嵌入“思政”元素，合理運用 “案例教學”“翻轉課堂”“同伴學習”“線上線下”混合式教學等多種方法將課程內容有機地與“思政”元素相結合。醫用物理學根據本學科的特點主要從以下幾個方面將 “思政”元素切入教學內容。

1.國內外物理學家的感人事跡

醫用物理學在講授過程中應緊密聯系物理學史的內容，講述物理學發展史中作出重要貢獻的國內外科學家事跡。從牛頓與蘋果的故事、到庫侖發現庫侖定律，其中的每個故事均激發學生不畏艱苦，刻苦鉆研，實事求是的科學精神。

2.古代中國物理科學成就

《考工記》《夢溪筆談》《天工開物》等均凝集了中國古代科學家豐富的智慧；指南針、造紙術、印刷術、火藥等集中體現了中國古代人民對物理和科技的推廣應用。在教學過程中相關知識點穿插歷史成就的介紹，可以提升學生的學習動力，同時體現中國古代先賢的智慧，增強學生的民族自信心和自豪感。

3.新中國科技的重大突破

新中國科技的迅猛發展離不開老一輩科學家的全身心投入，他們犧牲個人利益，為祖國的科技事業貢獻了畢生的心血。錢學森、郭永懷、鄧稼先、錢三強等在“兩彈一星”領域取得了重大的成就。在教學過程中，潛移默化地介紹這些老一輩科學家的故事，可以激發學生的集體主義、社會主義、愛國主義情懷。啟發學生居安思危，培養學生為“中華崛起而讀書”的家國情懷。

4.當代中國的先進技術發展

改革開放以來，我國的經濟和科技發展均突飛猛進。尤其在基礎建設、航空航天、電子信息、設備制造等領域進入了國際先進水平。如世界最大的射電望遠鏡“天眼”；世界首個量子通訊衛星“墨子”號等。在涉及相關物理基礎部分，間接介紹這些科技成果的發展和應用，有助于啟發學生科學探索的動力，以及投身祖國建設的熱情。

綜上所述，結合四部分內容，醫用物理學的課程思政教學內容詳細設計如表1 中所示。

表1 醫用物理學教學內容與課程思政融入點一覽表

四、醫用物理學的課程思政教學設計及評價體系

為進一步豐富課程思政的教學形式、提升課程教學的效果，醫用物理學課程思政采用多元化的教學模式，包括案例教學、問題情境、任務驅動、同伴學習、翻轉課堂、線上下混合式教學。在不同形式的教學活動中，學生不斷地發現、探索、研究、協同、合作；這些教學活動培養學生的團隊協作，追求真理，不畏困難，積極樂觀的精神，潛移默化地將思政內容融入到教學活動中。例如翻轉課堂，需要多名學生的分工配合，小組同伴互助接力，極好地培養了學生的集體主義精神。實踐證明，多元化的教學模式及豐富的教學活動，能夠讓學生在學習活動、組員互動、求知探索的過程中體會到課程思政的精髓，將集體主義精神、辯證唯物思想、科學探索精神、堅持不懈不畏困難的精神傳遞給學生。醫用物理學課程思政詳細教學設計如表2 中所示。

表2 醫用物理學課程思政教學設計及教學方法一覽表

此外，評價體系是教學效果的主要反饋平臺。因此，醫用物理學課程評價體系增加了“思政”考核的內容。根據教學目標，課程思政采用多樣化的教學評價方法，合理地激發學生學習興趣，同時一并實現“思政”教學評價，詳細評價設計及成績分布列于表3 中。

表3 醫用物理學課程思政考核評價體系一覽表

課程考核體系分為兩大部分：知識能力考查（70%）及思政素質考查（30%）。從表中可知，一方面，評價體系從基礎理論、基礎技能、思維創新等方面對學生的知識結構、思維能力進行考核；另一方面，評價體系增添了思政素質的考查，從唯物辯證觀、集體主義、愛國主義、民族自信等方面進行考查。其中，思政素質的考查已提上至綜合成績的30%，這足以突出思政素質的培養在課程評價中的重要性，引起學生的高度重視，激發學生的參與熱情。思政素質的考核形式多元化，通過論文論述、小組分享、課堂討論等互動性強、參與度高的環節進行，避免了課程思政教學“說教化”，讓學生從學習活動中體會思政思想。

五、醫用物理學的課程思政教學實例

醫用物理學課程思政教學需要實現兩方面的目標，一方面，通過學習學生能掌握扎實的物理知識和基礎科學技能；另一方面，通過學習學生能夠潛移默化地接受思想教育，在世界觀、人生觀、價值觀等方面得到陶冶。因此，如何合理地分配課程思政和基礎知識的教學比例，有機銜接兩者的教學過程成為“課程思政”的重難點。本文以“量子力學的不確定性與量子計算機發展”為課程思政案例，詳細闡述教學設計及實踐詳細內容。教學主要分為四大模塊，分別為課程引入、課程講解、課堂討論、課后研討，相對的教學內容、方法、思政目標等，詳細教學設計情況列于表4.

表4 量子力學不確定性與量子計算機發展的思政教學案例

1.課程引入

第一部分，課程以“薛定諤的貓”動畫視頻的為引導，提出問題“如何確定薛定諤的貓生與死概率”。以問題導入，情境設立的教學方法，啟發學生思考量子力學的混沌效應。從微觀的量子力學行為推廣宏觀的貓的生死概率問題。其次，介紹計算機的計算方式，介紹比特（Bit）計算制，即計數單位為“1”或者“0”。最后，根據兩者的對比和聯系，引出思政教學目標，理解科學的物質觀，體會唯物辯證主義思想。

2.課程講解

第二部分，課程以案例教學的方法，介紹量子力學與計算機科學的聯系，理解計算機二進制與量子力學不確定的關系，引入思政目標，理解客觀世界萬物互聯，啟發學生以科學發展的觀念看世界。

3.課堂討論

第三部分，課堂討論采用任務驅動模式進行，主要介紹量子計算機的發展歷程和重要人物，如，中國量子計算機之父-潘建偉的事跡。課程設置了兩個案例情境：

探索量子計算機的科研之路非常坎坷，潘建偉“不放棄、不怕輸”的精神越過了一個又一個難題。

量子計算技術的研發需要大量資金，初期國內對量子計算技術領域一片空白，國內申請項目十分困難。潘建偉申請了幾個大學的兼職，組織團隊所有力量，堅持科研攻關。

分組討論兩個案例，思考兩個重要問題。第一點，任何的成功都始于無數次的失敗，在困難與挫折面前新一代年輕人如何積極應對？第二點，當個人發展遇到瓶頸，如何志存高遠，不忘初心，將個人命運如何與國家發展相互融合？通過“問題-情境-思考”的教學形式，讓學生投入“學習、思考、實踐”的三位一體模式中，啟發學生樹立正確的挫折觀、人生觀、價值觀。同時，激發學生“家國情懷”，為國家和民族奮斗的熱情。

4.課后研討

為進一步加深和鞏固量子計算機技術的知識，課后研討采用 “線上學習”+“線下分享”混合教學模式。線上提供學習資源：TED（technology entertainment design，TED）演講網易公開課——量子計算機初學者指南。線下通過同伴學習、小組討論，組間匯報，分享話題“量子計算機帶給當今生活的改變”。通過分享和討論，激發學生認識到世界的多元聯系性，培養唯物辯證觀；啟發將已學知識融會貫通，著重培養科學創新的思想。在這些交流和討論中，逐步培養學生協同合作的能力，培養集體主義榮譽感。

六、結語

醫用物理學作為醫學類院校的一門公共基礎課程，承擔著承前啟后，扎實根基的重要課程地位。該課程選課人數眾多、教學專業廣泛，具備推廣思想政治教學的學生基礎。我們試將思想政治教育與醫用物理學課程相互融合，逐步探索適合本學科的“課程思政”教學方法和路線。課程從知識、能力、情感方面制定了“思政”教學目標，重構了醫用物理學“課程思政”教學內容。課程采用“導學-案例-討論”的形式，將“學習-思考-實踐”的三位一體培養模式引入醫用物理學“課程思政”的教學設計及評價體系。其中，翻轉課堂、同伴學習、案例分享、小組討論等教學形式高度激發了學生的學習積極性和探索求知欲。以“量子計算機”為課程思政教學案例，詳細分析了課程思政在醫用物理學中的教學融入與實際應用。通過互動交流、協作學習、主動探索等形式，讓學生在潛移默化中接受思政教育，樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀，培養集體主義精神和愛國主義情懷，感悟吃苦耐勞、不怕挫折、勇于奮斗、堅毅不拔的中華民族優秀傳統，啟發學生志存高遠、為國奮斗的青年熱情。醫用物理學的“課程思政”教學將逐步實現“知識傳授”與“價值引領”的統一，為推進新時代高校人才培養做出貢獻。