醫學院校“醫用物理”研究性教學模式實踐*

楊艷妮 王郡婕 李金霞

西安醫學院醫學技術系，陜西省西安市 710021

醫用物理是物理學和醫學結合而成的一個邊緣學科，是醫學院校開設的一門專業基礎課程。醫學發展中的基礎技術方案需要物理學的新知識和新技術的支撐，物理學的新研究內容又會隨著醫學的逐漸發展而相繼產生。高等醫學院校開設的醫用物理是以高中物理為基礎，更加系統、全面的介紹了物理學幾大領域的內容，其主要目的是為了擴大學生的物理知識領域，為后續的醫學專業課做好一定的物理知識儲備。然而，在醫用物理的課堂教學中，如何將醫學上的前沿知識、技術、方法和成果與物理學緊密的融合在一起，提高學生對知識的實際運用能力，正確認識醫學和物理間的關系，提高學習興趣？研究性教學滿足了當代對人才培養的需求，它是現代教學理念的最佳實踐，反映了當代高校中教學與科研間相輔相成的關系[1]。研究性教學的出現源于對傳統的灌輸教育弊端的反思，教學內容和教學方案的設計重在塑造學生的創新能力，增強學生學習的主動性。自教育部明確提出高校“要積極推動研究性教學”以來,很多高校都開展了研究性教學，并在各學科的教學實踐中得到應用[2-5]。近幾年，我們在醫用物理的課程建設中，也進行了教學方法的改革，在教學中引入研究性教學思想，取得了一定的成功。

1 研究性教學的理論依據

1.1 現代教育理論的實踐 在過去的一百年里，心理學家對“學習是如何發生的？學習有哪些規律？學習應以怎樣的方式進行？”等問題進行了深入的研究，其中最具代表性的是建構主義學習論，它代表了現代學習理論發展的新特征和未來心理學發展的新走向。建構主義是指學習者可在他人的幫助下，利用一切資源，在特定的環境下完成知識的建構，它更加注重學生主動建構和主動探究知識，來提高學生的創造能力和實踐應用能力[6]。研究性教學恰是現代教育理論的實際應用。

1.2 教學與科研的有機結合 哈佛學院前任院長在他的著作《失去靈魂的卓越》中指出，一味地追求學術成果，遺忘了教書育人才是高校的第一任務，這種做法無疑是一種失去靈魂的卓越[7]。中科院錢偉長院士在談論教學與科研的關系時曾說，沒有科研的教學就是失去靈魂的教育，高校的教學就成了無源之水，無本之木[8]。教師可以通過教學過程不斷的加深和完善自己的專業知識，還可以將自己的科研經驗通過教學傳授給學生，使學生明白如何提出問題、分析問題、解決問題，進而培養學生的實踐能力；在教學之余，適當的科學研究可幫助教師了解本專業的最新動態和拓寬知識面，進而更新教學內容，提高課堂教學質量。在豐富的科研背景基礎上的教學，才能培養出滿足社會需求的創新型人才。傳統的教學方法——傳道授業解惑已不符合我國高等教育的應用型人才培養目標，研究性教學正好能促使科研與教學的有機結合。

2 研究性教學的原則

2.1 教師的主導作用 有效的教學離不開教師的組織和引導，教師在教學方案設計中要確定各個教學環節的時間分配和組織方式，包括教師講授、學生研究性學習、學習成果展示、教師指點和學生互評等。在教學方案的設計中，教師可利用不同的方法創設情景來激發學生自主學習、努力建構自己的知識體系。根據醫用物理課程的特點，教師通過梳理教學內容之間的邏輯關系，挖掘知識結論本身所對應的問題，創設與教學目標相一致的情境問題。

2.2 學生的全體參與與體驗 研究性教學能讓學生親身體驗研究中所經歷的困惑和成功后的喜悅，讓他們更深刻的感悟科學精神的意義。學生的研究性學習以小組為單位，小組成員在整個課程教學過程中是固定的。要求每個成員都要有機會作為某次研究性學習成果展示的主講，而小組的其他成員必須參與回答教師和其他小組的提問。

2.3 教學方式的多樣性 雖然研究性教學模式在許多學科中都得到了認同和推崇，它也與高等教育的創新型人才培養目標相吻合，但在教學過程中，教學內容、學生知識結構等條件決定了我們不能采用單一的教學模式和方法。因此，應采用研究性教學和傳授式教學相結合的教學方法，讓學生在獲得新知識的同時，掌握到研究的方法，體驗到研究的快樂。

3 研究性教學情境實例

研究性教學和傳授式教學相結合的教學模式以“情境”為基礎，能否創設符合教學要求的問題情境，將直接影響教學的成敗。合理有效的問題情境能使學生輕松地理解所學的物理概念和規律，提高學生自主思考和解決問題的能力。下面是醫用物理課堂的幾個典型應用型課題的問題創設情境。

3.1 彎曲液面的附加壓強 如果在一個管子的兩端吹2個大小不同的肥皂泡，中間的活塞打開后，兩泡相通。問題1：管子兩端的肥皂泡會發生怎樣的變化？最終會達到一個什么狀態？問題2：人體內的3億多個肺泡大小不同，且有些彼此相連，那么相連的肺泡為什么沒有出現上述例子中的情況呢？問題3：人體內肺泡表面的附加壓強是由哪些因素決定的呢？問題4：新生兒為什么要以大聲啼哭的強烈動作進行第一次呼吸？

3.2 泊肅葉定律 法國醫生泊肅葉通過研究血液在血管內的流動情況，并進行了大量的實驗，得出了黏性流體在等截面水平細圓管內作層流時，體積流量和管子兩端的壓強差是正比關系，和流阻成反比。問題1：體循環系統的每段血管的血液總流量相同，流阻和管段兩端壓強差有什么關系呢？問題2：在體循環系統中，小動脈、大動脈和毛細血管中，誰的流阻最大？誰的血壓降最大？問題3：哪些方法可以減小流阻來降低血壓？

3.3 伯努利方程的應用 理想流體在等截面的管中流動，若流速不變，則伯努利方程給出了壓強和高度之間的反比關系。問題1：在帕斯卡裂桶實驗中，為什么只用一杯水就可以把桶壓裂？問題2:為什么要選擇與心臟同高的上臂處作為測量血壓的部位？問題3:人體血壓是計示壓強還是絕對壓強？其單位是什么？以上3個例子中的問題，都需要學生查閱資料，小組討論等形式來解答，學生參與到教學的各個環節，對問題的理解才會深刻，對知識的掌握才會牢固。教師精心設計的教學方案和學生的主動參與相結合，才能使學生的各項能力得到提高。

4 討論

研究性教學模式的目的是在課堂教學中引入科學研究的思想，使學生在探究的過程中自主學習，培養學生的探究能力和邏輯思維能力。但是，在實施研究性教學模式的同時，還要確保完成教學任務，實現教學目標，因此，還應注意以下兩個問題：(1)學生在研究性學習的過程中，面臨的往往是復雜的綜合性問題，這不僅需要多數學生智慧的碰撞或分工合作、互相學習、相互爭論、相互啟發，更需要教師在各個階段給予學生指導和幫助，因此，必須建立一個相互學習的平臺，為學生提供各種學習資源——動畫、視頻、文獻等多種形式的資料。(2)在課表安排的時間內很難有效的實施研究性教學，學生在課前、課后都需要花費大量的時間來學習和討論，因此，傳統的成績評價體系已不能適應新的教學方法。一個有效的評價體系應重視學生的學習態度、參與度和學習結果，使學生在學習過程中能發現自我和欣賞別人。