提高医用物理学教学质量的几点思考

祝铭山 宋宗根 李文成

湖南医药学院医学院物理教研室，湖南省怀化市 418000

医用物理学是本专科医学院校开设的一门公共基础课，属于交叉学科，主要是用物理学的方法、概念来理论上解释医学、生命现象，或者是将物理技术实践应用于医学的预防、诊断、治疗上[1-2]。毕竟如今高科技的医疗仪器均离不开物理，可以说没有物理理论的支撑，现代医学达不到现如今的水平[3-4]。医学生学好医用物理学，也为将来学习后继课程乃至未来的科研及工作打下必要的物理基础。学科的特点决定了医用物理学不可避免地要有大量复杂又抽象的概念模型、高深的数学公式推导，而这对医学专业的学生，尤其是部分在高中阶段理科基础就显得薄弱的学生而言，无疑是天书一般的存在。那么该当如何提高课堂教学效果，提高任课教师的医学修养(因为这门课的任课教师大都是物理出身，非医学出身)，激发学生自主学习的热情就显得非常重要。

1 医用物理学教学中存在的主要问题

1.1 学生思想上不重视 在医用物理学教学中的最大障碍应该属于学生对该课程思想上的不重视，在上第一节课之前，甚至还有学生会问：我们不是医学生吗，学习物理有什么用呢。其实不然，现代医学的每一次突破性进步都是离不开物理学，交叉学科的特性决定了医用物理学成为现代医学不可或缺的理论依据和技术手段。特别是高科技技术在医学中的应用，如CT、核磁共振、γ刀都是物理学和医学相结合的产物，把医学推向了新的高度。只是很多医学生由于高中的惯性思维所致，没有把物理学与医学联系起来，还不能体会学习医用物理学的实际意义，乃至产生物理学与跟自己的专业关系不大，医学生学习物理用处不大的错误印象，没有把医用物理学当成专业课重视起来，这就会导致学生学习兴趣的严重不足，主要的学习动力也仅是为了这门课不挂科就行。

1.2 教学内容没有和医学相结合 医用物理学的主讲教师大部分来自物理学专业，而非医学专业出身。因此在教学过程中讲授的重点往往是自己熟悉的物理学领域，更注重物理学科体系的完整性，授课内容也以物理原理公式的数学推导及其物理意义为主，忽略了物理与医学的相结合，最多仅是在每节课下课前稍微提点一下或者在章节的末尾稍微加上一点在医学上的应用，在课程改革课时缩减之后留让学生做课后阅读或者干脆一笔带过。教学的内容物理学专业性太强，缺乏医学相结合，所以难以激发医学专业学生的学习兴趣。

2 如何提高医用物理学教学质量

2.1 提高授课教师的医学修养 课程改革的关键在于教师，想要课堂有好的教学质量，就不得不要求任课教师既要有充足的物理学知识，相关的医学知识也不能缺少，物理和医学就好比两条腿走路，哪边长了哪边短了走路都是不平衡的，构建具有医学特色的物理学体系势在必行，每节课或者每一章节都要有一个最佳的切入点让物理学与医学在课堂上生动地结合起来，应用到教学中。因此我们应该鼓励和组织医用物理学教师跨学科听课，与相关医学专业课的教师之间多互动，取长补短，以增长相关学科知识，拓宽知识面，促使教学内容从向多样化、立体化、综合化方向发展。

2.2 合理安排授课内容

2.2.1 要明确医用物理学的定位。注意医用物理学中物理与医学直接的关系，要医学为主，物理为辅助，学为医用，所以可以在教学过程中引入实际的临床问题，有助于让课堂气氛活起来，提高学生分析问题、解决问题的能力。例如，在《液体的表面现象》这一节课中，在讨论气体栓塞之后，可以让学生思考能用气体栓塞这个知识点解释哪些医学现象，气体栓塞是液体在细管中流动，遇到气泡越多就会产生阻塞，可以用这个来让学生解释为什么成人一次呼吸的空气量都有500ml左右，但是如果这些气体是注射入人体的，哪怕是100ml这么点都会导致血流阻塞从而引发猝死，这可以用气体栓塞来解释，因为这些气体会随血液流动流窜到更细的血管中引起血流阻塞。因此在临床上，要十分注意避免“空气针”这样的重大医疗事故的发生；又比如，在讲《直流电》的时候，学生乍一看标题心里难免犯嘀咕：这纯粹就是物理嘛，和医学有什么关系？别忙，我们可以在一边讲解RC充放电路的时候就引入临床医学中一个重要的仪器——除颤仪。如果病人出现窦性心律失常是很危险的，要治疗需就要高电压直流电短时间对心脏放电的方式终止心室颤动，恢复窦性心律。而施加电压一般会高达4 300V，放电时间短到0.08s左右，那么如何把握好这么短的接触时间呢，时间过长了会被电伤，太短了又达不到治疗效果，要刚好0.08s，能把时间控制得这么精准，这是人无论怎么训练都做不到的，那怎么办呢？好了，这就是RC充放电路出场的时候了，电容器充放电只和电阻R和电容C的乘积有关，电容器R与C确定了，放电时间也确定了，调整好RC就能调整好时间，所以这个RC充放电路便是应用在医学仪器除颤仪中的核心理论。像这样多强调现代物理技术在生命医学领域的应用等。

2.2.2 教学内容适当增减。由于医用物理学是基础类公共课，开课时间一般都在大一上学期，这时候学生高等数学也是才开始接触，如果严格按照大纲要求上简谐振动简谐波，简谐振动方程的推导就需要用到微分方程解，学生可是连定积分都没学到，直接讲这个知识点堪比天书还难，这时候授课教师应当适当调整教学内容，可以选择先讲授不需要太多高数知识的且不会影响授课连贯性的X射线、激光及在医学的应用，或者也可以直接跳过这些公式的推导(其实更推荐这么做)。让学生从繁杂的物理公式纯数学推导中解放出来，学生自然就能把更多精力放到医学应用中，也切合他们的专业特点容易激发他们的学习兴趣。

2.2.3 重视物理学思想方法。物理的公式结论适当的讲解它的物理意义，但是具体这些公式怎么推导的怎么来的不作要求，能用来解决问题或者理解物理意义即可。例如，在讲解静电场、稳恒磁场这些章节时候涉及的公式推导要用到定积分，我们可以直接跳过，在讲几何光学时候重点在于眼屈光的矫正问题，那么球面成像公式推导都可以尽量少讲或者一笔带过。

2.2.4 引入物理学发展前沿知识，将物理学历史融入课堂中[5]，激发学习兴趣。在教学过程中，适当结合物理学历史可以作为课堂的“调味剂”，让学生从历史的角度理解物理学的进步对推动生命科学革命性发展的重要作用。例如在讲解光学的时候，可以结合光的本质——持续300年的波动和微粒之争的物理学历史一起讲解，早期的波动学派惠更斯提出了惠更斯原理，粒子学派牛顿发现了光的色散，后来杨氏双缝干涉进一步证明光的波动性，爱因斯坦的光电效应则又验证了光的粒子性，直到现代量子力学的诞生认为光其实是具有波粒二象性，其实每讲到一小段历史就可以停下来讲解里面涉及的物理原理，再结合到医学应用，使课堂内容不至于太纯粹公式化，学生学起来也容易接受。

2.3 注重实验的教学，但要结合学生专业实际 物理和医学都有一个非常重要的共同点，都是基于实验的学科，实验教学是医用物理学教学的重要环节。但对医学生而言物理实验不只是让他们做“物理”的实验，而是通过实验让他们培养观察分析能力，锻炼学生的细心耐心，比如做心电图实验的时候要求学生能找出心电图出现干扰的原因并从医学角度去分析然后提出解决方法；又如通过做分光计测光波波长实验，在调节分光计这些比较复杂的光学仪器来培养学生调节仪器的细心和耐心。

3 采用现代教育技术实现课堂教学的立体化

立体化课堂教学就是不再拘泥于传统的黑板板书授课，充分利用多媒体、网络资源，将知识点结合图片、文字、动画、音频等多种方式呈现在学生面前，激起学生的好奇心引起他们的注意力，充分调动学生积极性，把枯燥无味的知识理论直观地展现给学生，让学生在感受新奇的同时，能对抽象的概念加深印象，例如，在讲理想流体的伯努利方程的时候，可以制作简单的模拟喷雾器原理，在讲眼屈光不正的矫正时候，播放激光准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK手术)的视频等。充分利用多媒体的优势，让学生产生求知欲望，兴趣是最好的老师，让学生乐于学习，无疑能让课堂教学效果事半功倍。

4 小结

医用物理学对医学生而言十分重要，如何上好这一门课，除了思想上要重视医用物理学，在具体做法上，还要注重物理学与医学的紧密结合，提高医用物理学的教学效果并不是一蹴而就的事情，这是一项长期而艰巨的工作。随着医用物理学的不断发展，改革的不断深入，在今后的教学中还会出现这样那样的新问题，而教师只有努力学习新知识不断丰富自己、与时俱进，采用先进教学方法，切实提高课程教学效果，进而提升学生的专业素养。