基于多元化能力培养的医用物理教学实践

谢银月，姜 萌，唐懿文，林伟民

（上海健康医学院，上海 201318）

在医学类高校各专业中，医用物理不是核心课程，如按物理学知识体系，以传统方法开展课程教学，学生往往学习兴趣不浓，课程教学效果较差[1]。因此，医用物理教师应不受传统教学内容和教学模式的限制，“立足物理，面向专业”，尝试对课程教学过程进行创新设计，以培养学生多元化能力为目标，选择合适的教学内容和教学模式，注重实验教学，开展生动有趣的课外拓展活动，因材施教，激发学生学习兴趣，提高教学效果。下面以上海健康医学院医用物理为例，浅谈一些教学经验。

1 教学内容适度“碎片化”，提高学生物理知识应用能力

医用物理课程的学时数一般不超过64学时，无法按照物理学“力、热、电、光”知识体系安排教学内容，加之学生物理基础较差，学习能力有限，教师授课过程中无法追求速度，而需关注学生知识接受程度，因此，如何合理安排教学内容，是摆在医用物理教师面前的难题。我们遵循“立足物理，面向专业”的原则，分析各专业特点，与专业教师对接，确定合理的教学内容。

例如，“静电场”这一章节，传统教学重点是电场强度及计算、电势及计算，在学习连续分布带电体电场、高斯定理、静电场环路定理知识时，要用到微积分知识，很多学生感觉难度大且枯燥。考虑到医疗器械类专业特点，我们淡化这些内容，而以“点电荷—电偶极子—电偶层—生物膜电位”为主线，开展“静电场”内容教学。以“碎片化”方式选择教学内容，能使学生熟悉生物电产生机理，提高静电场知识应用能力。

又如，“稳恒磁场”这一章节，传统教学重点是毕奥—萨伐尔定理、载流导线磁感应强度的计算、安培环路定理等，由于课时数限制，我们淡化这些内容，引导学生把磁场相关知识应用于实际问题的分析中，从洛伦兹力出发，学习霍尔效应、速度选择器、质谱仪、回旋加速器、电磁泵、电磁流量计涉及的物理知识，提高物理知识应用能力，认识到物理理论与专业知识的相关性，调动学生学习物理知识的主观能动性。

2 采用“教学做一体”教学模式，提高学生分析和解决问题能力

尽量避免“满堂灌”课堂教学，采用“教学做一体”教学模式，让学生以小班形式，边学边做，掌握物理基本知识。例如，力学部分“物体的弹性”这一章节，我们安排在实验室上课，让学生先学习物体形变、应力、应变知识，再引入杨氏模量的测量方面知识，开阔学生思路，使其对照具体实验仪器，分析拉伸法、弯曲法等测量方法，形象、直观、全方位了解物理知识。

又如，“振动与波”这一章节，安排12学时，其中6学时在实验室上课。以“声速测量”“示波器的使用”这两个实验项目为载体，让学生学习超声波如何产生和接受，观察共振现象，研究驻波干涉问题，探讨互相垂直的两列波合成问题，同时引导学生关注超声波在医学中的应用。让学生通过实际操作，分析具体实验现象，并进行理论归纳和总结。若学生在实验过程中遇到问题，教师要鼓励学生讨论，启发学生思考，提高学生分析和解决问题能力。

3 设置具有专业特色的实验项目，提高学生动手能力

实验选题直接关系到学生学习积极性。根据我校临床医学和生物医学工程专业特点，我们尝试开发涉及物理知识的专业特色系列实验——人体血压的测量、人体皮肤阻抗的测量、生物膜电位的测量、人造骨杨氏模量的测量、焦度计测量眼镜镜片屈光度等[2]。例如，“人体血压的测量”这个实验涉及人体血压基本知识与汞柱式血压计的结构、测量原理、常见故障及解决等内容；“人体皮肤阻抗的测量”这个实验能使学生理解人体电现象产生机理，直接观察人体电现象，了解皮肤阻抗，分析人体皮肤阻抗与情绪波动之间的关系。这些与专业密切相关的实验，能提高学生学习兴趣，使其既学到基本物理知识，又提高动手能力。

4 开展课外拓展活动，提高学生团队协作能力、信息收集能力、PPT制作和演讲能力

在上第一堂课时就公布“多元化能力训练”课外拓展活动方案，要求学生两周后确定能力训练题目、拟实现的能力目标、参加人员姓名及分工、PPT汇报时间等，教师列出20种左右简易医疗器械的名称，例如注射器、医用温度计、血压计、听诊器、医用喷雾器、颈椎牵引器、超声热敷按摩机等，学生可选择这些器械进行研究，也可另外选择感兴趣的任何仪器、设备和工具。

这项课外拓展活动要求学生通过各种途径查阅相关资料，了解所研究医疗器械涉及的物理知识，例如，注射器注射过程的“两快一慢”原则涉及流体力学的连续性方程相关知识、汞柱式血压计测量血压的过程涉及“湍流”相关知识、颈椎牵引器涉及生物力学相关知识、超声热敷按摩机涉及超声波物理效应知识等。另外，要求学生尽可能多地了解器械的种类、结构、核心技术、使用方法、生产厂家、价格等，同时制作PPT并进行5分钟的汇报。学生3人一组开展此项活动，制作的PPT先上交给教师修改再汇报。拓展活动不占用课程学时，学生可利用课前课后时间进行PPT汇报，教师做好评价记录，并将其纳入平时成绩。我们还曾尝试课外集中组织一次PPT汇报比赛。这样的拓展活动涉及很多物理知识，能给学生提供展现自己的机会，提高学生多元化能力，尤其受医疗器械专业学生喜爱。

5 布置大作业“撰写科技论文”，提高学生科技文献检索能力、论文阅读和写作能力

第一周就布置“撰写科技论文”的大作业，并把“大作业文件包”发给学生，包含科技论文的格式、论文电子版撰写模板、论文选题提示、参考文献检索方法、论文范例等。2～3人合作完成论文，但需说明合作人负责的工作内容。交论文时间是第6～15周，给学生充足的准备时间，要求学生在课外答疑时间把论文交给教师，教师当面批改，并将学生大作业成绩按一定比例纳入其平时成绩。强调不能抄袭，一旦发现抄袭行为，则平时成绩不及格。通过这个大作业，初步培养学生科技文献检索能力、论文阅读能力和撰写能力。

6 因材施教，尝试分层教学，提高学生自学能力

可因材施教，尝试分层教学，差异化布置作业，给成绩优秀学生“开小灶”等。例如，“简谐振动”这一章节，由于学时数有限，教师在教学中不推导简谐振动方程，但可以课外“选做题”方式布置作业，鼓励学生推导简谐振动方程，结果显示，有10%左右的学生很好地完成并提交了这份作业，教师在课堂上表扬这些学生并进行加分鼓励，学生很有成就感。适当尝试这样的分层教学，能有效提高学生自学能力。

另外，我们在两届学生中按照限额报名形式，尝试成立物理实验兴趣小组，小组人数为8人左右。学生利用课外时间，两人一套仪器进行实验，4个实验项目轮流开展。教师只提供实验仪器和实验指导书，不给予学生任何指导，学生自主完成实验。这是分层实验教学的一种形式，由于学生是自主报名参加，因此，学生实验积极性很高，钻研精神很好，都能按要求高质量完成实验，收到了很好的实验教学效果。