醫(yī)學(xué)技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)物理課程教學(xué)改革的嘗試與探討

莫 忠* 劉旭東 胡玉蘭

（中山大學(xué)新華學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院 廣東·廣州 510520）

物理學(xué)在醫(yī)學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入，是學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)、了解生命現(xiàn)象和掌握生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)不可或缺的基礎(chǔ)，一方面物理學(xué)的方法和技術(shù)為醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷提供了許多新的檢測(cè)手段，另一方面物理學(xué)的原理為臨床治療提供了新的方法。[1]本文對(duì)我校醫(yī)學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)（醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程和聽(tīng)力與言語(yǔ)康復(fù)）開(kāi)設(shè)的醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，結(jié)合作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了教學(xué)改革嘗試，主要包括教學(xué)內(nèi)容的精心設(shè)計(jì)、提高任課教師醫(yī)學(xué)素質(zhì)、增設(shè)醫(yī)學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)教學(xué)方法等方面。

1 醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

（1）學(xué)生思想上不重視，學(xué)習(xí)興趣不高。本門(mén)課程涉及的物理概念和定律較多，內(nèi)容比較抽象和深?yuàn)W，繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)對(duì)學(xué)生的高等數(shù)學(xué)提出了更高要。我校學(xué)生的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱，對(duì)醫(yī)用物理知識(shí)的理解和掌握比較困難。此外，大部分學(xué)生沒(méi)有意識(shí)到醫(yī)用物理課對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的重要性，錯(cuò)誤地認(rèn)為物理與自己的醫(yī)學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)聯(lián)系不大。因此，學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力，僅為了應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)。

（2）課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)不合理。目前，醫(yī)用物理學(xué)的課堂教學(xué)主要系統(tǒng)講授物理知識(shí)點(diǎn)，不注重物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系，涉及醫(yī)學(xué)技術(shù)的應(yīng)用講解得較淺，甚至只是在某些章節(jié)稍加一點(diǎn)物理學(xué)知識(shí)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。此外，授課教師一般是來(lái)自于物理學(xué)專(zhuān)業(yè)，缺乏相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識(shí)和醫(yī)學(xué)技術(shù)類(lèi)工作經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)中不能深入淺處地闡明醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用中的物理學(xué)原理，導(dǎo)致學(xué)生難以理解抽象的物理概念，甚至也有些教師對(duì)醫(yī)學(xué)應(yīng)用把握不準(zhǔn)，故很多時(shí)候直接跳過(guò)不講，讓學(xué)生課后閱讀，結(jié)果學(xué)生越學(xué)越?jīng)]有興趣。課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)偏重物理，例如我校醫(yī)用物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)中只有少數(shù)幾個(gè)跟醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的，基本沒(méi)有綜合性設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器嚴(yán)重不夠，每次同時(shí)進(jìn)行3個(gè)不同實(shí)驗(yàn)，每組約3～4人，這就導(dǎo)致只有少數(shù)學(xué)生能真正參與到實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

（3）考試內(nèi)容、考核方式有待提高。醫(yī)用學(xué)物理學(xué)涉及醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科，由于教師在課堂教學(xué)中不注重物理的“醫(yī)用”，因此考題內(nèi)容往往脫離醫(yī)學(xué)應(yīng)用，偏重于純粹的物理知識(shí)的考核，涉及物理技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容較少，不能體現(xiàn)醫(yī)用物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)。另外，應(yīng)增加平時(shí)成績(jī)中課堂表現(xiàn)的考核，提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率。

2 醫(yī)用物理學(xué)課程教學(xué)改革思路[2]

2.1 提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)

任課教師可以通過(guò)大型醫(yī)療儀器中的物理原理和技術(shù)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)醫(yī)院對(duì)醫(yī)學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力要求和物理學(xué)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)中所起的作用，意識(shí)到醫(yī)用物理學(xué)是醫(yī)學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)不可或缺的基礎(chǔ)課程。同時(shí)，教師要在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中注重醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用中的物理學(xué)原理。在各知識(shí)點(diǎn)適當(dāng)?shù)匾雽?shí)例，有助于學(xué)生明確學(xué)習(xí)的意義，如：在學(xué)習(xí)黏性流體流動(dòng)方程時(shí)，可以結(jié)合血液的黏性和流動(dòng)對(duì)學(xué)生提出問(wèn)題“血液在動(dòng)脈中與毛細(xì)血管中誰(shuí)的流動(dòng)速度更快？”還可以進(jìn)一步討論血液黏性與高血壓的關(guān)聯(lián)，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，適當(dāng)?shù)匾胛锢韺W(xué)史，講磁共振成像的物理原理時(shí)，簡(jiǎn)單介紹幾位相關(guān)物理學(xué)家的成就。另外，在物理教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)亟榻B前沿科學(xué)研究，可以極大地提高學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣。

2.2 教學(xué)內(nèi)容和要求的改革

（1）在教學(xué)內(nèi)容上，將醫(yī)學(xué)技術(shù)問(wèn)題與物理學(xué)原理有機(jī)地融合在一起。在課堂教學(xué)過(guò)程中多引入臨床醫(yī)學(xué)技術(shù)問(wèn)題。如：在講解電容器的充電、放電原理及其微分方程全部解的推導(dǎo)之前，通過(guò)動(dòng)漫展示心臟除顫器在醫(yī)院的應(yīng)用實(shí)例，并讓學(xué)生觀察、思考它的工作原理。在推導(dǎo)薄透鏡的成像公式前，先提出問(wèn)題“戴眼鏡的同學(xué)知道自己配戴鏡片的度數(shù)是多少，怎么確定的？”讓學(xué)生們分小組討論，然后再講人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)作用及非正視眼的矯正。這樣帶著疑問(wèn)去探尋醫(yī)學(xué)技術(shù)中隱藏的物理學(xué)原理，使學(xué)生覺(jué)得物理理論的理解其實(shí)并不難。這樣既增強(qiáng)了學(xué)生的自信性，又提升了學(xué)生利用物理學(xué)原理和方法分析解決問(wèn)題的能力。

（2）提高教師醫(yī)學(xué)素質(zhì)。要想提高“醫(yī)用物理學(xué)”教學(xué)質(zhì)量，授課教師不僅要有專(zhuān)業(yè)的物理學(xué)知識(shí)，還要提高自身醫(yī)學(xué)技術(shù)水平。首先，提升學(xué)歷和到醫(yī)院進(jìn)修是提高授課教師醫(yī)學(xué)知識(shí)水平的重要途徑。其次，要鼓勵(lì)教師跨學(xué)科跨專(zhuān)業(yè)聽(tīng)課，對(duì)任課教師定期進(jìn)行醫(yī)學(xué)技術(shù)知識(shí)培訓(xùn)，了解學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)技術(shù)新動(dòng)向、新技術(shù)、新方法。我院成立了醫(yī)用物理教研室，授課教師討論教學(xué)內(nèi)容和方法，堅(jiān)持集體備課和分段式教學(xué)。教師們也常到實(shí)習(xí)醫(yī)院參觀學(xué)習(xí)，并通過(guò)了解歷屆畢業(yè)生的工作反饋來(lái)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)方法和更新知識(shí)結(jié)構(gòu)。

（3）強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)過(guò)程中不可或缺的部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅對(duì)物理理論進(jìn)行驗(yàn)證加深理解，使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力，我院開(kāi)設(shè)的醫(yī)用物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按照教學(xué)大綱進(jìn)行了調(diào)整，如表1所示。

表1 醫(yī)用物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革

改革后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更強(qiáng)調(diào)物理理論在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，與學(xué)生專(zhuān)業(yè)緊密相關(guān)。注重學(xué)生動(dòng)手操作和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)形式也多元化，設(shè)計(jì)了必做實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)，增加了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如：非正常眼的模擬與矯正。

（4）多種教學(xué)方法和手段并行。單純的知識(shí)講授會(huì)覺(jué)得單調(diào)、枯燥，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果，提問(wèn)討論法、講授法相結(jié)合是課堂教學(xué)的重要方法。基本物理概念、原理在課堂上要詳細(xì)講解，并在課件中適當(dāng)穿插動(dòng)畫(huà)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)展示醫(yī)學(xué)儀器工作中的物理原理。而一些重要公式的推導(dǎo)則采用黑板板書(shū)教學(xué)以集中學(xué)生的注意力。為了讓學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用中物理學(xué)原理產(chǎn)生興趣，采取提問(wèn)討論的方式，努力使枯燥的物理課變得豐富有趣。另外，要將現(xiàn)代信息技術(shù)引入到教學(xué)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)督促學(xué)生學(xué)習(xí)。我校開(kāi)通了泛雅教學(xué)平臺(tái)，課程的教學(xué)課件，課后作業(yè)布置等都可以在該平臺(tái)上操作，學(xué)生則可以通過(guò)手機(jī)APP或電腦進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)、討論和留言。

2.3 考試內(nèi)容、考核方式的改革

醫(yī)用物理學(xué)考試內(nèi)容要求：（1）必須掌握基本概念、計(jì)算公式和方法；（2）運(yùn)用知識(shí)分析、解決醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用中物理問(wèn)題的能力；（3）實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的觀察、分析能力以及實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)等。這就要求學(xué)生對(duì)所學(xué)醫(yī)用物理學(xué)知識(shí)點(diǎn)能融會(huì)貫通、學(xué)以致用。以醫(yī)用學(xué)物理學(xué)中聲和超聲這章內(nèi)容為例，聲壓、聲阻抗、聲強(qiáng)級(jí)等概念以及用聲強(qiáng)反射系數(shù)解釋超聲檢查耦合劑的作用是學(xué)生要掌握的，超聲波的性質(zhì)和對(duì)物質(zhì)的作用也是考核的重點(diǎn)，同時(shí)要重視對(duì)A型、B型、M型超聲儀和超聲多普勒診斷儀原理的考核，拓展和深化學(xué)生對(duì)聲波和超聲波在醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用的理解。

考試是教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，而合理的考核方式能推動(dòng)教學(xué)的開(kāi)展。我校課程的期末總評(píng)成績(jī)由40%平時(shí)成績(jī)和60%期末成績(jī)構(gòu)成。這樣增加課堂表現(xiàn)在平時(shí)成績(jī)中的比例，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，也有利于學(xué)生自我表達(dá)能力的培訓(xùn)。為了擴(kuò)展學(xué)生的思維，期末試題除了選擇題、名詞解釋、計(jì)算題外，可增加一些開(kāi)放性論述題和綜合應(yīng)用題。

3 結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)用物理學(xué)是物理學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)和人工智能的發(fā)展，教學(xué)過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，教師們要提升自身素質(zhì)，掌握物理學(xué)在醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最新前沿的應(yīng)用，要因材施教，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)方法以及考核方式，讓學(xué)生更好地理解所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)出合格的醫(yī)學(xué)技術(shù)人才。