模块化教学模式在医用物理学课程中的应用

祝铭山 宋宗根 李文成

摘  要：本文分析了医学类本专科院校医用物理学教学的现状，阐述了医用物理学要突出医学为主物理为辅的教学内容改革与实践的必要性。依据医学生的实际情况，学校应结合教学课时的安排，对医用物理学教学内容进行模块化调整，以适应不同专业的医学生学习需求;突出课程的医学主导地位，激发学生的学习兴趣，以期能解决医用物理学教学实践中的实际问题，切实提高医用物理的课堂教学质量，在提高学生物理学应用能力的同时，培养学生成为具有扎实理工基础的创新医学人才。

关键词：医学院校;医用物理学;教学改革;模块化;创新能力;

作者简介：祝铭山，湖南医药学院物理教研室讲师，研究方向为医用物理学、影像物理学教学研究工作;宋宗根、李文成，湖南医药学院物理教研室讲师。（湖南 怀化 418000）

中图分类号：G642.0      文献标识码：A      文章编号：1671-0568（2019）15-0045-03

医用物理学是高等医学院校医学类专业学生必修的一门公共基础课，它是一门交叉学科，主要是将物理学的原理与方法应用于人类疾病的预防、诊断、治疗上。现代医学的发展离不开与物理学的结合，医用物理学作为医学类本科院校教学的重要一环，其教学改革是为了进一步加强本科教学，提高医学类本科院校教学质量和教学水平。近两年随着改革的不断深入，医学专业的医用物理学课程的学时数都有不同程度的缩减。鉴于学时少而内容多且要求高的实际情况，如何在极其有限的教学时间内科学有效地进行教学活动是目前迫切需要解决的问题。许多学者已经在这些方面做了细致的研究。本文结合自身的教学实践，同时参考借鉴其他同行的实践经验和改革的思路，总结如下。

一、“医用物理学”课程教学内容现状

1.授课内容千篇一律，没有“因专业施教”。首先要明确医用物理学要学为医用。由于学生在学习医用物理学的时候有很大的盲目性，很大程度上依赖教师的授课内容与方法。在师资少、学生多的情况下，往往会出现教师为了方便教学，针对不同专业学生教授的知识要点几乎一模一样的情况，致使难以学以致用，导致学生缺乏学习的积极性普遍不高，物理知识对后续课程应有的基础作用得不到体现。

2.内容偏重于物理理论而非医学应用。传统医用物理学教学大多内容较偏重于物理学理论而非医学，导致相关原理在医学中的应用内容偏少或者不够完善，理论与实际脱节。所以，应该避免这种过多讲物理概念、公式、公式推导、物理图像、物理过程等纯理工科式的物理教学模式，相反应多讲物理原理在医学方面的应用。

3.难以激发学生学习热情。数理不分家，物理是离不开数学的，要学好大学阶段的物理，高等数学相关知识是不可或缺的。然而“医用物理学”课程一般都在大一第一学期开课，这就导致学生的数学知识跟不上，而且医学类专业的学生数学基础相对理工科院校的学生来说比较薄弱，公式推导证明过多会让学生学习倍感困难。[1][2]如果花费大量时间去讲解物理公式的数学推导势必导致学生缺乏学习的兴趣，加之目前国内医学院校的医用物理学的授课教师大都是出自物理学专业或者相关纯理工科专业，对医学知识认识不足，这对改革提出了巨大的挑战。要想改革得到落实，这对任课教师的知识面要求颇高，不仅要求任课教师既要精通物理，又要对医学领域的相关基本知识有所涉猎，以及清楚物理学与医学之间的对应关系，能够找到医学和物理学直接的结合点、切入点。教师如果要避免让学生感觉这门课是高中物理的“升级版”，就要去在课堂上侧重于讲解物理知识在医学方面前沿的应用，结合他们的专业，因“专业”施教，使学生清楚地认识到学习物理的重要性和必要性，激发学习兴趣，促进学生积极主动思考，提高创新意识，保证教学质量提高[3]。所以，有必要开展基于医学应用的“医用物理学”教学内容的改革与实践。

二、开展模块化教学的现实考量

基于物理学为医用的教学内容改革，对医学物理学进行模块化的分类，提高教学效率和教育质量，适应不同专业的学生的专业需求，是解决公共基础课程教学质量的关键环节。本研究针对医学教育的培养目标和任务，结合医學专业学生的特点，对医学物理学课程教学改革进行了初步探讨和尝试，取得了较好的教学效果。本文从理论教学和实验教学两方面进行详细阐述，总结出改革的具体内容，以供从事医学物理的教学工作者参考。

1.保持内容的完整性与系统性。本课程内容所涉及到的物理学方面的知识主要包括力学、热学、电磁学、光学和原子物理（近代物理）五大部分。力学包括质点运动学、质点动力学和刚体的定轴转动。振动和波包括机械振动和机械波。热学包括气体动理论和热力学基础。电磁学包括静电场、稳恒磁场、电磁感应和电磁波。光学包括几何光学、波动光学和激光。近代物理包括狭义相对论基础和X射线、原子物理初步等知识。

首先，在明确医学物理学基本理念的前提下，教师进一步根据具体专业特点、专业需求进行划分，并以此作为组合课程模块的基本出发点;其次，要对所有要学习这门课程的专业进行全面梳理，并形成完整的课程报告，在此基础上划分出必修模块和分专业的选修模块，最后通过前两个步骤的铺垫，确定医学物理学课程具体模块分类与优化。

2.教学内容的体系结构。教师应充分考虑到各专业的后续专业课程和学生就业后在实际工作和研究过程中对医用物理学知识的需求，为各专业定制不同的教学内容体系，促进学生在后续专业课学习中对医用物理学知识的吸收和应用，使医用物理学的基础性和应用性充分展现在学生后继学习的过程中。为此，对于原有的教学模式采取的改革方法是：打破原有课程教学体系，按模块要求重新整合课程体系;根据不同的专业要求来确定专业教学计划、课程设置;打破学科界限、课程界限，将每一个模块看作一个整体。

3.“5+X”模块课程结构。“按模块要求重新整合课程体系”要求不同的医学专业分通用模块和分专业选修模块，建成“5+X”模块课程结构，其中“5”意思为基础必修的通用的五个基础部分内容，根据物理学上的经典划分方法分为“力学”“热学”“电磁学”“光学”“原子物理” 五部分，每个部分都有所有专业均必须要学习的基础物理内容，如力学基本原理、机械波、声波、流体力学、电学基础、磁学基础、几何光学基本原理等;而“X”则代表选修内容，是根据不同专业具体设定，针对我校的具体情况，本课程现期主要采取如下几种模式。

一是针对本科影像技术专业学生，学习重点讲授“基尔霍夫定律”“X射线”“超声波成像原理”“核医学以及核磁共振成像基本原理”等对影像技术专业后继课程学习有重要帮助的内容。[4][5]

二是对于本科药学专业学生，学习内容侧重点在于光学部分，更多地学习“光的偏振性”“旋光性”“光谱分析”等内容，实验也增设“旋光仪测葡萄糖浓度”这一针对药学专业的实验，这些对药学专业后继课程学习有重要的帮助。

三是针对本科临床专业学生，内容侧重点在于临床应用的“气体栓塞”“除颤仪的基本原理及应用—RC充放电路”“心电图的形成过程与心电图机的使用”等内容。[6]

四是针对本科康复治疗专业，内容侧重点在于力学部分，因为该专业后继课程有诸如“人体力学”“生物力学”等课程，需涉及的物理力学知识相比其他医学生要求要高。

三、模块化教学改革的实践效果

经过两年多医学院校医用物理学课程模块化教学实践，模块化教学改革取得了比较好的实践效果，得到各系师生的好评。在对医用物理学进行模块化教学的同时，我们也针对医学院校学生的特点，在不破坏模块内容系统性与完整性的前提下，对某些较难的内容在理论上作了淡化处理，尽可能避开了复杂的数学推导。如简谐振动方程、机械波中波动的动力学方程、液体表面附加压强公式、RC充放电路公式、光学中的干涉衍射、量子力学初步中的不确定关系式和薛定格方程等等。自医用物理学实行模块化教学后，医用物理学教学中内容多、课程难与学时少的矛盾得到了初步的缓解。在期末考试成绩占60%，平时成绩占40%的考核方式下，期末总评成绩不及格学生人数下降到只占总人数的5%左右。

医用物理学模块化教学改革的创新之处在于：将医用物理学按专业进行不同的模块化教学，将物理学为医学所用。[7][8]虽然这看起来并不利于学生深入扎实地学习物理学，但却是以医学学生的实际为出发点，将学生从难度较高的抽象物理理论中解放出来，强调医用物理学在医学实践中的应用，使学生能掌握实用的物理学知识。这种教学方法既针对性地适用于他们将来的专业需要，又适合现阶段少学时的医用物理学教学。此改革能适应医学院校的办学情况、学生水平及相关课程课时计划。

参考文献：

[1] 赵凯华.对当前物理教学改革的几点看法——在中国物理学会教學委员会第七届第一次全体（扩大）会议上的报告 [J].大学物理，2000，（2）.

[2] 许琰，杨爽.对大学物理教学改革的探索[J].教育教学论坛，2014，（4）：49-50.

[3] 谈笑玲.医学物理学教学改革与探索[J].高教学刊2016，（2）：122-123.

[4] 陈智毅，王琨，刘金炳.超声诊断思维在超声影像教学中的作用探讨[J].临床超声医学杂志，2015，（1）：63-64.

[5] 赵瑞斌，王 欣，乔丽华，吴艳茹等.医学物理学教学中应用目标型教学模式探索[J].卫生职业教育，2016，（4）：46-47.

[6] 袁丽君，段云友，曹铁生.临床本科生超声医学教学的实践与思考[J].中华医学教育探索杂志，2015，（1）：38-41.

[7] 苗丽华 隋丽丽.医学物理学实施全过程考核评价的实践研究[J].文理导航. 2016，（1）：38-41.

[8] 颜红金.医学物理学与医学课程相结合的研究[J].中国医学物理学杂志，2014，（1）：4718-4723.

责任编辑  程  哲