醫(yī)學(xué)類專業(yè)醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐

陳 丁

（徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)信息與工程學(xué)院 江蘇 徐州 221004）

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式、相互作用和轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，是其他自然科學(xué)和工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)。依據(jù)蘇聯(lián)的課程體系，面向非物理專業(yè)學(xué)生而講授的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)的基本內(nèi)容合稱為普通物理學(xué)，大學(xué)物理是在普通物理學(xué)的基礎(chǔ)上又增加了部分理論物理的內(nèi)容[1]。而醫(yī)學(xué)物理學(xué)是將物理學(xué)的基本原理和方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括人類疾病的預(yù)防、診斷、治療和保健、康復(fù)等[2]。也即醫(yī)學(xué)物理學(xué)講授的是物理學(xué)知識，但服務(wù)對象是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，是面向醫(yī)學(xué)講物理[3]。醫(yī)學(xué)是以人體為研究對象的生命科學(xué)，生命現(xiàn)象屬于物質(zhì)的高級運(yùn)動(dòng)形式，在生命活動(dòng)中無時(shí)無刻不遵循著物理規(guī)律[4]。因而物理學(xué)的知識和思維是學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)和了解生命現(xiàn)象所不可缺少的基礎(chǔ)[2]。物理學(xué)所提出的方法和技術(shù)為醫(yī)學(xué)的研究提供了許多新途徑，如通過開發(fā)醫(yī)療設(shè)備來促進(jìn)人類健康的物理學(xué)——診斷物理學(xué)和通過放射治療、熱療和高強(qiáng)度聚焦超聲的醫(yī)療設(shè)備來幫助人類恢復(fù)健康的物理學(xué)——治療物理學(xué)。因此，在徐州醫(yī)科大學(xué)（以下簡稱“我校”）生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生（就我校而言，包括臨床、麻醉、影像、口腔、檢驗(yàn)、公衛(wèi)、預(yù)防、藥學(xué)、眼視光等專業(yè)的學(xué)生）的能力培養(yǎng)中，物理學(xué)具有十分重要的地位。

醫(yī)學(xué)物理學(xué)的授課活動(dòng)是面向醫(yī)學(xué)類專業(yè)的學(xué)生，通過學(xué)生自學(xué)、教師講授、完成課后作業(yè)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生理解以達(dá)到掌握物理知識并形成科學(xué)思維進(jìn)而形成正確的世界觀的過程。影響學(xué)生掌握物理知識和養(yǎng)成科學(xué)思維的因素很多，包括學(xué)生的主觀能動(dòng)性、學(xué)生物理基礎(chǔ)的差異、醫(yī)學(xué)物理授課的方式方法、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合程度等。

1 醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程現(xiàn)狀分析

1.1 課程性質(zhì)

醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)目的是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握物理學(xué)的基本知識和基本技能，進(jìn)而形成科學(xué)思維，為后續(xù)醫(yī)學(xué)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其特點(diǎn)在于：

①基礎(chǔ)性。醫(yī)學(xué)物理學(xué)是醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)課，主要講授的是物理學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識，而基礎(chǔ)課程暫時(shí)還顯示不出其意義[5]，學(xué)生暫時(shí)還不知道為什么要學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，這些內(nèi)容和后續(xù)課程的聯(lián)系在哪里。此外，物理學(xué)的一些基本理論和概念是比較抽象的，如果單純地講授這些抽象概念，就難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而影響教學(xué)效果，不利于醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)。

②連接性。就物理學(xué)本身而言，有些章節(jié)的內(nèi)容是需要前幾章的內(nèi)容作為基礎(chǔ)的，比如波動(dòng)光學(xué)中光的干涉需要振動(dòng)與波動(dòng)中同頻率同方向簡諧振動(dòng)的疊加作為基礎(chǔ)，但醫(yī)學(xué)院校物理課時(shí)少，不能講授全部內(nèi)容，那么為了后面章節(jié)做鋪墊，需要在有限的課時(shí)內(nèi)擠出時(shí)間講解這些基礎(chǔ)知識。

就物理學(xué)和數(shù)學(xué)而言，數(shù)理不分家，但醫(yī)學(xué)生的高等數(shù)學(xué)因課時(shí)壓縮，講授的內(nèi)容普遍偏少，導(dǎo)致學(xué)生數(shù)學(xué)知識掌握不扎實(shí)，而醫(yī)學(xué)物理學(xué)學(xué)習(xí)中又不可避免地會(huì)用到高數(shù)的知識，且后續(xù)的專業(yè)課中又包含著物理學(xué)知識。如果哪個(gè)環(huán)節(jié)掌握不扎實(shí)，那么后期的學(xué)習(xí)中就變成了“記憶能力大賽”，學(xué)生越來越不理解有關(guān)內(nèi)容，只好死記硬背，無法做到融會(huì)貫通，更別提養(yǎng)成科學(xué)思維和科學(xué)的世界觀了。

③醫(yī)-工結(jié)合。醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程是面向醫(yī)學(xué)講物理，授課對象是醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生。在醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程的講授中，必須緊密聯(lián)系醫(yī)學(xué)的有關(guān)知識，讓學(xué)生直觀感受到所學(xué)知識與后續(xù)課程之間的聯(lián)系，更加有目的性地學(xué)習(xí)。

1.2 教師特點(diǎn)

在現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)院校中，醫(yī)學(xué)物理學(xué)授課教師多為來自師范類或綜合性大學(xué)的物理相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生，雖擁有相對扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)知識，具有一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但大多數(shù)缺乏醫(yī)學(xué)背景，很難將物理教學(xué)內(nèi)容和有關(guān)醫(yī)學(xué)課程做到有機(jī)結(jié)合，學(xué)生很難直觀地從醫(yī)學(xué)物理學(xué)的課程中感受到課程的重要性和實(shí)用性[3]，進(jìn)而造成學(xué)生不想學(xué)，不愿學(xué)的局面。此外，雖然有的授課教師對醫(yī)學(xué)的相關(guān)內(nèi)容非常感興趣，但他們沒有時(shí)間、沒有平臺(tái)去了解醫(yī)學(xué)的相關(guān)知識。

1.3 學(xué)生特點(diǎn)

①不同專業(yè)、不同地區(qū)的學(xué)生物理基礎(chǔ)有差異。有的學(xué)生高中時(shí)期選修物理，那么基礎(chǔ)會(huì)好些，而高中時(shí)期沒有選修物理的學(xué)生基礎(chǔ)會(huì)差些。我校麻醉專業(yè)學(xué)生的物理基礎(chǔ)普遍較好。而定向班的學(xué)生中也有幾位因?yàn)槠疲m然高考總分不太高，但物理基礎(chǔ)也較好。中東部地區(qū)學(xué)生的物理基礎(chǔ)普遍好于西部地區(qū)學(xué)生。

②好學(xué)敢問，思維活躍，競爭意識較強(qiáng)，但耐挫能力較弱。隨著“00后”成為大學(xué)生中的主力軍，通過課上和課下的接觸，發(fā)現(xiàn)他們這一代與“80后”“90后”相比思維活躍，有的學(xué)生提出的問題天馬行空，面對不會(huì)、不懂的地方敢于提問。他們的學(xué)習(xí)方式傾向于碎片化學(xué)習(xí)，難免造成不系統(tǒng)。當(dāng)代大學(xué)生大部分是獨(dú)生子女，其成長經(jīng)歷和所處環(huán)境相對封閉，學(xué)習(xí)壓力大，缺乏應(yīng)有的承受能力。

③高年級學(xué)生對新生的錯(cuò)誤引導(dǎo)。醫(yī)學(xué)物理學(xué)的授課對象是大一新生，新生到校后會(huì)和高年級學(xué)生交流，他們會(huì)錯(cuò)誤引導(dǎo)新生，認(rèn)為物理不重要，只需考試前突擊下就能過。這就造成大一新生對物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不足，這在很多非物理專業(yè)學(xué)生中是普遍現(xiàn)象，尤其在醫(yī)學(xué)類學(xué)生中更甚。醫(yī)學(xué)生不重視醫(yī)學(xué)物理的學(xué)習(xí)，認(rèn)為學(xué)習(xí)物理沒有什么用處，只想著機(jī)械式的通過考試。并且在這個(gè)基礎(chǔ)上，其在思維上多采用死記硬背的方式來學(xué)習(xí)物理，越學(xué)越痛苦。

1.4 教學(xué)模式

①醫(yī)學(xué)物理學(xué)作為醫(yī)學(xué)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，醫(yī)學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀是課時(shí)少，任務(wù)重。醫(yī)學(xué)物理課時(shí)一再被壓縮，從94學(xué)時(shí)壓縮到72學(xué)時(shí)，到現(xiàn)在壓縮到60學(xué)時(shí)，需要完成包括流體在內(nèi)的7章內(nèi)容的講授，同時(shí)，這里面還要包括16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。由于課時(shí)少，不可能講授整本教材的全部內(nèi)容，教師難免會(huì)挑選一些重點(diǎn)內(nèi)容講解，同時(shí)為了內(nèi)容的連貫性，會(huì)把某個(gè)章節(jié)的某一個(gè)或幾個(gè)要點(diǎn)挑出來講解，這樣如果有些同學(xué)上課不認(rèn)真聽講，那么課后會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間和精力來學(xué)習(xí)這些章節(jié)，學(xué)完后發(fā)現(xiàn)這些章節(jié)反而不是重點(diǎn)。

②目前醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)模式較為單一，多是課堂上按照幻燈片（PPT）講解，僅有少部分老師采用PPT+板書，此外，信息技術(shù)使用較少，無法滿足學(xué)生了解專業(yè)知識和外延知識的迫切愿望[3]。疫情期間上課采用線上+線下相結(jié)合的模式。前期多是采用錄課，然后學(xué)生對著教學(xué)視頻完成醫(yī)學(xué)物理學(xué)的學(xué)習(xí)。答疑的時(shí)候多是給出問題，讓學(xué)生回答，有些同學(xué)不思考，等待別的同學(xué)給出答案，這些同學(xué)直接復(fù)制答案，教師無法實(shí)時(shí)判斷學(xué)生的知識掌握情況。

③現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)多是認(rèn)知型、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，與課堂內(nèi)容雖相關(guān)但不緊密，與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系就更不緊密了[7]。

2 醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程教學(xué)改革與嘗試

2.1 在教學(xué)中注重運(yùn)用數(shù)字化手段

綜合運(yùn)用編程3D可視化、flash動(dòng)畫、微課、慕課、雨課堂[8]等手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。照著PPT講解，“流水式”的演示使得學(xué)生對重點(diǎn)內(nèi)容和重要公式的理解不深刻，可能學(xué)生還沒聽明白，而PPT已經(jīng)放到下一頁了，學(xué)生來不及思考，所以在此基礎(chǔ)上，任課教師應(yīng)對重要公式的演算、推導(dǎo)等用板書形式寫出來，適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生留出思考的時(shí)間，加深理解。

2.2 借助計(jì)算機(jī)仿真軟件輔助教學(xué)

由于學(xué)期初就開始醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程，其中不可避免會(huì)用到高數(shù)知識，而很多學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)高數(shù)的相關(guān)知識，甚至有些專業(yè)壓根就不開設(shè)高數(shù)課程，導(dǎo)致學(xué)生形成了物理難學(xué)的主觀印象。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)仿真軟件輔助醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)仿真建模來展示抽象的物理問題，通過教師的實(shí)際操作，將抽象問題具體化，提高課堂的代入感和互動(dòng)性[5]。

2.3 改革教學(xué)理念，提高教師的教學(xué)能力

承擔(dān)醫(yī)學(xué)生教學(xué)任務(wù)的物理教師多是物理科班出身，缺乏較為系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)相關(guān)知識，所以，物理教師應(yīng)當(dāng)主動(dòng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識，可以利用課余時(shí)間和同在醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢，和醫(yī)學(xué)專業(yè)教師多接觸，找出物理和醫(yī)學(xué)之間的結(jié)合點(diǎn)，并將其補(bǔ)充到醫(yī)學(xué)物理的教學(xué)中去。此外，理工科出身的醫(yī)學(xué)物理學(xué)教師在醫(yī)學(xué)院校做科研時(shí)要和醫(yī)學(xué)方向相結(jié)合，這在潛移默化中會(huì)逐漸提高自身的醫(yī)學(xué)知識，將醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)和教師自身的科研相結(jié)合。

2.4 在物理實(shí)驗(yàn)課中，多開展與醫(yī)學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)

比如，在流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，可開展測血壓，聽心臟跳動(dòng)的聲音等。當(dāng)血壓計(jì)袖帶中的壓強(qiáng)稍低于心臟的收縮壓時(shí)，血液通過被壓扁的血管形成湍流，此時(shí)在聽診器中可聽到湍流聲[6]。還可以開展三維心電模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更加直觀地感受到心電圖記錄的原理等。通過這些實(shí)驗(yàn)可以讓醫(yī)學(xué)生直觀感受到物理在醫(yī)學(xué)中的作用和意義，增加師生互動(dòng)。此外，在做采購計(jì)劃時(shí)，多向與醫(yī)學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)上傾斜。

2.5 作業(yè)形式的多樣化

學(xué)生不愿意學(xué)習(xí)物理的原因之一是一聽就會(huì)，一做題就不會(huì)，久而久之，自信心受到打擊，失去學(xué)習(xí)動(dòng)力。除了常規(guī)的課后作業(yè)外，教師可以將學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組，每組課后查閱資料，找出醫(yī)學(xué)中的物理學(xué)知識點(diǎn)，要求每組的結(jié)果不能相同。這樣學(xué)生很樂意去提前翻閱專業(yè)書籍，查找相關(guān)結(jié)合點(diǎn)。

此外，對于醫(yī)學(xué)物理課本中的曲線圖和表等，要求學(xué)生自己通過計(jì)算機(jī)軟件畫出來。因?yàn)閷W(xué)生后期寫論文或做PPT時(shí)，展示成果最好的手段就是圖和表，通過這種方式，提前鍛煉了學(xué)生的軟件使用能力。

2.6 充分利用互聯(lián)網(wǎng)+的優(yōu)勢，延伸教學(xué)維度

現(xiàn)在網(wǎng)上的慕課平臺(tái)很多，國外的包括：Edx、Coursera、FutureLearn和Udacity等，國內(nèi)的平臺(tái)包括：華文慕課、好大學(xué)在線、學(xué)堂在線、智慧樹、中國大學(xué)MOOC等。這些在線課程平臺(tái)上有不少著名大學(xué)的課程，可作為線下教學(xué)的補(bǔ)充。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代中，如果能好好運(yùn)用這些線上教學(xué)平臺(tái)，定能收到事半功倍的效果。

3 結(jié)語

關(guān)于提升醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，許多專家都有自己的思考[9-12]。本文從物理學(xué)和醫(yī)學(xué)的關(guān)系出發(fā)，分析了醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，指出了當(dāng)前面向醫(yī)學(xué)生講物理方面所存在的一些問題，物理教師應(yīng)切實(shí)結(jié)合課程性質(zhì)、學(xué)生的特點(diǎn)和教學(xué)模式等現(xiàn)狀，在醫(yī)學(xué)物理教學(xué)中改革教學(xué)理念，豐富教學(xué)手段，根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)合理選擇物理講授方式和內(nèi)容，提高醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)效果、促進(jìn)醫(yī)學(xué)生全面發(fā)展，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才。