醫學專業大學物理課中的案例教學

趙新麗

摘 ? ?要： 在醫學專業大學物理課中引入問題式案例教學，本著教學案例內容應具有典型性、啟發性、趣味性和實踐性的原則開展教學，并對教學效果進行了探討。

關鍵詞： 醫學專業 ? ?大學物理 ? ?案例教學

物理學是醫學院校一門必修的基礎課，肩負著引導學生學會如何將物理學的概念、原理、規律應用在醫學上的使命。多年來傳統的醫學物理課教學中，只注重突出物理學自身的“理論化”、“公式化”特點而忽略了物理學的“醫學應用”，一方面使得學生感覺課堂枯燥無味，失去學習興趣，產生抵觸心理，另一方面，即使學生記住了幾個公式或定理，但不能對問題深入理解和掌握，一遇到實際問題，往往感覺束手無策，無法用已有理論知識解決實際問題，更談不上創新。為此，筆者近年在物理教學中引入問題式案例教學，進行有益嘗試與探索。

1.案例教學及其背景

所謂案例教學是指在教師指導下，把學生帶入具有一定代表性的典型事件的現場，深入角色，再現案例情景，以提高學生實際運作能力的一種教學方法。

1921年，哈佛大學法學院首次將案例方法應用于教學中。這種教學法強調在教學中由學生參與分析和討論個別案例，目的是通過對案例的認識達到對法律規則的理解。到20世紀中葉，案例教學被美國所有的著名法律學院采用[1][2]，隨后逐漸被應用于醫學、經濟學、社會學、心理學、管理學等學科的教學和研究中，尤其是應用于美國的師范教育和師資培訓并取得了很好的教學效果。目前，案例教學法已成為美國各種專業和職業教育中的一種重要方法。近年來，國內也有不少教師對此進行了實踐，并認為該教學法是非常有效的教學方法[2]-[4]。

2.大學物理案例教學步驟及示例

與其他課程類似，大學物理案例教學的步驟可分為：提供案例，組織討論（包括學生查閱資料、收集信息），教師評述，原理分析。與此相對應的學生的學習過程應是：案例情境，查閱資料、收集信息，分析案例，掌握原理及應用。通過閱讀、分析、思考及相互間的討論，不僅加深了對知識、理論、方法的理解與應用，而且鍛煉了思維，提高了分析解決問題的能力。

案例教學是本著讓教、學雙方互促互動的原則，強調學生的積極主動參與，教師不是單純通過說教，而是通過對具體事件的討論分析逐漸歸納出知識脈絡并解決問題。教學中通常采用問題式案例實施教學，這些案例主要來源于臨床實踐或生活實際，具體如下：

（1）典型性：所選案例要能夠說明一類或一組事件，經典、典型。

案例[5]：患者，男性，18歲，患鼻咽血管纖維瘤入院，全身麻醉下施行經硬腭進路手術。在剝離腫瘤基底時，將手術床頭逐漸抬高10°～30°，使患者處于頭高腳低斜坡位，盡量使手術部位高出心臟水平。血壓下降過低或停止降壓后血壓回升至正常時放平手術床。問題：①體位對血壓有何影響？為何術中男患者處于頭高腳低位？②讓手術部位高出心臟水平的目的？③心臟在血液循環中有什么重要作用？

讓學生對這些問題充分討論后，教師總結：人體不同部位的血壓和體位有關。作為一個閉合循環系統，血液的流動必然服從質量和能量守恒定律。假設血管中血液為理想流體，考慮血管系統內的血液受地球重力場的影響，各部分的壓強、流速和高度的關系為p+ρgh+■ρv■=常數，利用這一結論可以解釋體位、流速和血壓的關系。在等截面均勻管中流動，由于流體的速度不變，高處血管的壓強小，低處血管的壓強大。我們通常選取人體心臟的高度作為參考測量血壓。臨床全麻手術過程中，為實行體位控制性低血壓，減少手術期間出血，使手術視野清晰，便于操作，降低危險減少并發癥，盡量使手術部位高出心臟水平，使手術區域局部的脈壓降低，血供來源減少，有效減少出血。推動血液流動的是重力和壓力梯度，壓力梯度的產生是通過心臟做功實現的，因此血液循環是靠心臟做功維系的。

臨床上許多操作都可以用體位和血壓的關系來說明，如病房輸液、血壓測量等，為保證臨床操作的安全性，必須注意體位的不當造成的后果。利用同截面處流速與壓強的關系還可以解釋血液中紅細胞軸向遷移等問題。

（2）啟發性：通過對案例的層層剖析，啟發學生思維。

案例[5]：1948年2月，一艘名叫“烏蘭格梅奇號”的荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，全體船員及船上攜帶的一條狗突然死亡。他們既沒有外傷，又沒有中毒跡象，倒像是心臟病突然發作。這件海上奇案立即引起人們的關注。但幾十年過去了，偵破工作仍沒有絲毫進展。后來隨著科學技術的發展，查出制造當時慘案的真正“兇手”竟然是看不見、聽不著的“次聲波”。問題：為什么次聲波能夠造成船員死亡？

問題提出后，可引導學生逐一討論以下問題：①次聲波及其特點？②人體內各器官是否總在脈動？其脈動頻率在什么范圍？③共振現象及其危害？帶著疑問和好奇，同學們積極主動地投入到資料查閱、信息收集中，最后匯報了以上內容并得出結論：人體內的各個器官本身都有自己較低的固有頻率。比如人軀體的固有頻率為7～12赫，頭部的固有頻率為8～12赫，腹部內臟固有頻率大約為4～6赫。這些人體本身所固有的頻率，正好在次聲波的頻帶范圍內，一旦大功率的次聲波作用于人體，這些器官固有頻率就會和外界次聲波產生共振。海上風暴中的次聲波不僅強度大，而且頻率正好在人的心臟的固有頻率范圍內，在外來次聲波的不斷激發下，心臟吸收了次聲波的能量而強烈地顫抖起來（產生共振現象），從而使人感到頭昏、惡心、肌肉痙攣、呼吸困難、驚恐不安、神經錯亂、失去知覺，甚至血管破裂，最后導致死亡。

（3）趣味性：可激發學生的學習興趣，提高創新思維能力。

案例[5]：組織同學們觀看一場立體電影。在觀看立體電影時，大家都要戴上一副特制的眼鏡，這樣，從銀幕上看到的景象才有立體感。如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。問題：①這是一幅什么樣的眼鏡？②戴上它的作用是什么？③是不是立體影像都一定要用偏振光呢？尋找實現立體影像的方法。④如何實現立體聲的效果？

（4）實踐性：與學生的實踐需求相吻合，對學習有指導意義。

案例[5]：超聲檢查時，醫生需要在受檢查者的皮膚與超聲探頭之間涂一層耦合劑。超聲波成像主要被用于觀察人體腹部器官的病變情況，可以看到圖像比較清晰。若用它觀察人體骨骼和肺部等部位的病變卻不能得到清晰的像。問題：①涂一層耦合劑的目的是什么？②為什么超聲波不宜用于觀察肺部病變？

3.課程教學效果

通過具有典型性、啟發性、趣味性和實踐性的案例進行調研、分析、總結，可彌補傳統方法的局限，讓學生積極主動地投入到對案例的思考和討論中，充分調動學生的學習積極性、主動性和創造性。據初步統計，開展大學物理案例教學后，無論是學生平時的學習情況，還是考試成績，都取得了令人滿意的教學效果。調查表明，84%學生認為案例教學能促進物理知識特別是相關定理、定律的理解和記憶。調查還顯示，案例教學有助于對學生自學能力、學習興趣、分析問題、思維方法和科學素質的培養。

參考文獻：

[1]王榮浩.衛生職業教育，2006，24（4）：97.

[2]吳元香.新課標下創設物理課堂教學情境的實踐與體會[J].物理通報，2008（10）：8-10.

[3]吳軍，胡先志.用案例研究來培養教師的教育技術能力[J].教學與管理，2006（24）：39-40.

[4]王光昶，張建煒，等.案例教學法在醫學物理學教學中的應用[J].西北醫學教育，2008（06）：1136-1138.

[5]仇惠，王亞平.醫學物理學[M].第二版科學出版社.