陳 錦
(成都中醫藥大學成人教育學院,四川 成都 610072)
醫用物理學是高等醫學院校開設的一門重要的基礎課,它是由物理學與醫學相結合而成,屬于交叉學科、邊緣學科[1]。物理學在現代醫學發展過程中具有重要的作用,它既為醫學提供理論、概念和方法,又提供現代化的實驗、診斷和治療手段。近年來,隨著生命科學研究從宏觀的、定性的形態描述進入微觀的、定量的本質探討,要求生命科學工作者具有更全面更深厚的物理學基礎。醫用物理學的學習為成人醫學生進一步學習現代醫學課程打下必要的物理基礎,使成人醫學生在學習醫學知識的同時,掌握科學的思維方法,不斷提高分析、解決問題能力,進一步提高綜合素質。
由于物理學是一門邏輯性較強的學科,對于醫學生來說難度較大,而對于成人醫學生來說,難度更大。大多數成人醫學生由于缺乏高中物理基礎,所以在醫用物理學的學習過程中產生了較大的畏難情緒,常較難抓住重點,這就需要教師深入分析教材,引導學生理解授課內容,啟迪學生思維,引領學生主動參與課堂教學活動。
成人醫學生感到醫用物理學難學,主要是不能正確運用邏輯思維方法處理具體問題。教學過程實際上是引導學生認識的過程。教師在傳授知識的同時,還需培養學生正確的邏輯思維,使其樹立辯證唯物主義世界觀。
筆者就醫用物理學教學中如何培養學生的邏輯思維,如何在教學中突出重點、突破難點談談自己的體會。
思維是一種復雜的活動,但它可以分解成一些基本的思維形式和思維方法。自然科學中常用的思維方法有:比較和分類、歸納和演繹、分析和綜合、抽象和具體等。
抽象是正確反映客觀事物本質,形成概念的一種思維方法。抽象思維是根據事物的內容和性質,抓住事物的主要因素,撇開次要的、局部的和偶然的因素,建立一個與實際情況近似的理想模型進行研究。如我們在研究氣體的性質時,就是根據氣體動理論,考慮氣體本身表現出來的特性,對氣體進行一種理想的、抽象的概括,忽略分子本身的大小和分子間引力這些次要因素從而提出理想氣體分子的微觀模型。在理想模型的基礎上,得出了理想氣體適用的狀態方程:PV=(M/μ)RT[2]。
比較法是認識事物的基本方法之一,是確定對象之間差異點和共同點的邏輯方法。人們認識事物是從區別事物開始的,事物之間的差異性(個性或特殊性)和同一性(共性或一般性)是比較法的客觀基礎。科學研究中的比較,是要從表面差異極大的事物之間找出其本質上的共同點;在表面極為相似的事物之間找出其本質的差異點[3]。任何比較都是在一定關系上,根據一定標準進行的。沒有標準,就無法進行比較;不同的標準,就不能進行比較。
如講授諧振動時,可以將振動和平動進行比較,讓學生認識二者的共性和個性。振動和平動的共性是機械運動——物體對參照系位置的變化。振動的特殊性在于它的位移是時間t的周期函數。由于振動是機械運動的一種形式,因此,它的能量描述與平動相同。以彈簧振子為例,它的動能Ek=1/2(mv2),彈性勢能Ep=1/2(ks2),由于它的特殊性,振動位移S是時間t的周期性函數,即 S=A(ωt+φ),它的速度 v=ds/dt=Aω(ωt+φ)也是時間 t的周期性函數,故振動的動能和勢能都是時間的周期性函數。但在任一時刻,總動能E=Ek+Ep為一恒量,即振動也要遵守機械能守恒定律。
在教學中,如機械振動和電磁振蕩、穩恒電流與交變電流、電場與磁場以及光的衍射等都可用比較法講授。這樣既有利于新課的理解,又復習了舊課。
在物理實驗中,應用比較法可以準確、簡單地測定各種物理量,如在用奧斯粘度計測量液體的粘滯系數,用惠斯登電橋測量電阻時都用到了比較法。
事物都有主次和難易之分。任何一門課程內容都有重點知識和一般知識及難易的不同。
重點知識是根據本課程的研究對象及與其他課程的聯系而定的,重點知識是本質的、最核心的、能承前啟后的知識。
物理學中的基本概念和規律屬于重點知識。如功和能的概念、伯努利方程、熱力學定律、含源電路的歐姆定律等。
難點是指學生難以接受和理解的知識。難點不僅決定于知識的內容,還取決于教學對象,即學生已有的物理、數學基礎。如諧振子對高中畢業生并非難點,而對大多缺乏高中物理知識的成人醫學生而言就是難點。又如麥克斯韋速率分布的計算,內容并非難點,但是由于成人醫學生的高等數學知識不足,理解和計算比較困難,這就需要教師因材施教,各個突破。
第一,要使學生明確這些知識的重要性。第二,著重闡明這些知識的物理意義以及它在整個課程中的縱橫聯系。第三,通過課堂上例題的演算,使學生學會處理這類問題的方法。再通過課外作業使他們能逐步應用這些知識。第四,盡可能配合實驗、教具和多媒體課件等直觀的教學形式,加深學生的感性認識。
如在講授靜電學時,緊抓電場強度、電勢、電容這3個重要的物理量,重點講清它們的物理意義、定義式及相關計算,引導學生注意它們在概念、公式間的差異與聯系,使學生在概念清晰的基礎上記憶相關公式。
難點取決于知識的內容和教學的對象。需要教師在教學中隨時記錄學生出現的問題,分析產生的原因,要了解學生、關心學生。如波動光學是比較抽象的內容,其中,光的干涉、光的衍射又是兩個比較復雜的問題。因此,除了加強課堂的直觀示教讓學生反復觀察它們呈現的不同圖樣外,還要根據二者內在的聯系,總結對比,使學生在對比中明確它們在光屏上雖然都出現了明暗相間的條紋,表現出光的波動性,但是,二者是有區別的,由于明暗條紋產生的條件不同,因而條紋間距、條紋寬度都不相同。還可以利用列表對二者加以比較,抓住各自的本質,使復雜的內容簡單化,抽象的內容具體化,讓學生一目了然,達到深入淺出的效果。
除重點知識外,由基本概念、定律派生出的物理結論和與之有關的實際應用等,也是要熟悉或了解的。這些知識不能與重點知識等同對待。只有掌握了基本概念,才能融會貫通地應用于實際工作中。因此,在教學中力求突出重點,抓住關鍵,以奠定牢固的知識基礎。
教師在醫用物理學教學中不僅是向學生灌輸書本上的知識,更重要的是讓學生學會運用先進科學技術和理性思維方法去分析問題、解決問題。根據現代教育理論指導和完成醫用物理學的教學工作,是醫用物理學教育工作者必須不斷探討的重要問題。
[1]胡新珉.醫學物理學[M].7版.北京:人民衛生出版社,2008.
[2]喀蔚波.醫用物理學[M].北京:高等教育出版社,2005.
[3]宓子宏.物理教育學[M].杭州:浙江教育出版社,1999.■