中医药环境下大学物理课程的新型教学模式

王蕴华 王 翌 王 力

天津中医药大学健康科学与工程学院，天津市 300000

医用物理在我校主要是针对中医药本科生开设的一门专业基础课程，对该学科的专业学习起到打基础的作用[1]。医用物理课的学生，既有人数多的普遍现象又有专业不同的个性化特点；而且医学生往往对医用物理这门课不够重视程度不够，兴趣也不高；再加上有的学生高中阶段物理基础不好，对这门学科的学习也存在畏难情绪。基于此现状，与我校对医用物理的教学形式改革，现汇报如下。

1 医用物理的特点

医用物理仍然涵盖了物理学的力、热、声、光、电的所有内容。依照教学大纲，虽然对医学生的物理理论深度要求并不高，理解其原理够用即可[2-3]，但对于与医学联系紧密的章节，要求理论应与医学基础研究和临床实践挂钩，同时强调研究方法、测量技术和手段的熟悉也是十分重要的。这就要求教学中需深入学习的内容，会因不同专业而有所不同。例如，骨伤专业要适当突出弹性力学部分的内容；药学专业要适当突出热学、光学部分的内容；中医等专业要适当突出流体动力学部分的内容等。当然，对于所有的专业，医用物理的教学过程中，还要注重教会学生分析问题、解决问题的逻辑思维能力。物理专业出身的教师，相对来说，物理知识容易讲得过深，而对于医学类专业知识涉足不深，在讲课过程中内容易僵化，理论和实际联系把握不当，难以激发学生学习的主动性。针对以上教学现状，就中医药院校如何进行医用物理课程的教学改革，我们做了一些探索性研究。

2 改革各教学模式

传统的教学模式分为三个阶段：课前学生预习知识、课中教师传授知识、课后学生通过作业巩固知识。翻转课堂的教学模式分为两个过程：课前学生观看教师事先准备好的视频的自学过程和课中学生与老师的探讨与巩固过程[4]。可以看出翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，把传统教学模式中的前两个阶段变为其第一阶段，把传统教学模式中的第三个阶段转换到课堂上来。所以在一定程度上增强了学生的自学能力，满足了学生的个性化学习，同时也增加了师生探讨和交流的时间，实质是将学习的决定权从教师转移到学生的模式[5]。

2.1 以互动为核心的翻转课堂 我教研团队自2017年开始，以“雨课堂”智慧教学平台为媒介[6]，针对医用物理课程中与医学联系紧密的四章内容，充分考虑了中医药院校的具体特点，笔者以互动为核心[7]，对“翻转课堂”的教学模式进行微调后做了大胆尝试[8]。通过近两年的实践证明，此模式在我中医药大学医用物理的教学过程中，是行之有效的。由于医用物理教学的成功，笔者准备开始在生物力学等中医药其他课程中实施这一教学模式。(1)需要学生在课前完成老师通过雨课堂上传的课前课件：其中包含教师依据教学大纲制定的预习提纲，与预习提纲同步的教学视频，以及与教学视频配套的测试题，还有一些重要的与医学联系紧密的热门话题，学生根据自身需要以看视频、听播音、阅读电子书、网上与他人讨论、查阅资料等多种方式完成自主学习过程[9]。(2)需要学生在课中按照老师通过雨课堂上传的课中课件：针对重点、难点等核心内容，老师和学生先做面对面的交流与探讨。即教师可以借助思维导图、对比表格等形式精讲来满足学生的需要；或经过讨论学生走上讲台发表自己的看法，进而促成他们的个性化学习；还可以走进实验室在老师的指导下边做实验边总结结论[10]。随堂提交重点内容的思维导图和知识点的归纳总结。(3)需要学生在课后完成老师通过雨课堂上传的课后课件：其中包含与医学联系紧密的专家讲座及此部分内容的前沿展望。要求上传观后感。(4)还要特别说明的是，对于不同专业可以选择不同的内容进行翻转课堂的教学实践，从而突出其在相应方面的创新能力。

2.2 雨课堂 课堂教学改革固然重要，但如果信息化的工具和手段过于复杂，那么教学过程将陷入使用工具分散教学精力的窘境。雨课堂是一款主要面向高等教育领域的智慧教学工具，它的实现主要基于大家最为熟悉的PPT和微信软件[11-12]。教师可以推送视频、语音、课件到学生的手机上，学生只需要在微信中关注雨课堂公众号，扫描教师推送的课程二维码即可开始轻松的学习旅程[13]。在课前+课中+课后的整个教学过程中，雨课堂基本实现了教师对教学全周期的数据采集工作，由此直观地量化了学生的学习轨迹。教师可以根据报表数据对教学过程进行灵活地调控，更好地修改、完善教学方案，进而达到最好的教学效果。学生则可以根据个人学习的数据了解自己的学习状态，随后也可在终端上有针对性地进行调整和加强。由此看出，雨课堂为真正实施翻转课堂提供了极大的便利。

3 该教学模式的具体实现

笔者认为，该模式的最大特点是将传统授课与课堂活动融为一体[14]。下面以医用物理第二章第二节(2学时)粘性液体在管道中流动这部分内容为例，简要介绍这种教学模式的流程。学生在上节课已经系统地学习过第二章第一节(2学时)理想液体稳定流动的知识。教师利用雨课堂平台已将学生指定分成若干小组，并推选出各自的组长。

3.1 课前 要求学生在上课之前必须预习教材第二章第二节粘性液体在管道中流动的知识。教师把预习任务清单、预习相关视频以及考查预习情况的测试题等这些学生课前需要学习的内容，通过雨课堂平台发送给所有人，同时设定预习截止的时间节点。课前课件里包含以下几个预习内容：任务1：粘性液体的定义、性质、规律。附优酷视频和单选、多选测试题及答案。任务2：雷诺数的定义式及层流和湍流的划分标准。附优酷视频和填空测试题及答案。任务3：在理想液体稳定流动的基础上，改写粘性液体做层流的方程。附对比表格。任务4：泊肃叶定律的推导、适用条件、物理意义及对中医脉象形成机理的探讨。任务5：用以上所学的知识，分析粘滞液体在狭窄、弯曲、分叉中流动会出现的异常现象；附我团队制作的教学演示视频。任务6：把粘性液体拓展到实际液体血液，分析血栓、动脉粥样硬化的形成机理。附优酷视频。

学生可多种方式在老师限定时间内完成自主学习过程。对于基础较差的学生还可重复回看。上课前老师可通过雨课堂查到反馈信息，这样教师既可监控每个学生对课前材料的预习情况，又可准确地调整授课重点把握课堂进度。

3.2 课中 这是整个教学过程的一个重要环节。任务完成需要小组成员充分合作、相互交流，才能更好地掌握理论知识。为充分调动学生学习的积极性、主动性、趣味性和实用性，设计教学环节如下：(1)(0～10min)教师通过雨课堂导入课前PPT向学生展示本节课的预习任务清单；学生针对任务1～4分小组交流预习情况分享心得。(2)(10～25min)教师通过雨课堂导入新课PPT向学生展示围绕本节课教学目标设计的表格。先由教师通过雨课堂随机点名环节带领学生复习第一节的重点知识点，同时填写表格左边三行；随后由三组学生针对这节课任务1～3依次推出小组发言人，三组发言人走上讲台将本组收集的材料展示给大家，反馈讲演分享心得。同时在老师的引导下依次填写表格右边三行，把知识补充完整。(3)(25～50min)教师通过雨课堂导入任务4泊肃叶定律内容的PPT，以教师精讲为主线。在限定条件是牛顿粘滞流体在水平刚性直圆管中做稳定层流时，据力的平衡列出微分方程后，再交给学生用高等数学的方法，求解速度分布函数和流量的表达式。随后向学生抛出一个个问题把适用条件进一步放宽，从而改写泊肃叶定律的近似式，为指导医学临床做铺垫。问题如下：问题1：若刚性直圆管存在高度差h；问题2：若流体是非牛顿粘滞流体，例如宾汉或卡森流体；问题3：从泊肃叶定律如何看中医脉象形成的机理；问题4：若是狭窄、弯曲、分叉管；课间休息10min。(4)(50～60min)教师对知识拓展问题1～3，通过雨课堂导入两个我们团队自己制作的视频，做个简要解答。(5)(60～85min)教师通过雨课堂导入针对任务5提出的问题4中涉及的狭窄管、弯曲管、分叉管的3例图形，以学生讨论为主线，应用前面学过的知识分析解决实际问题，进而复习巩固应用知识的目的。教师鉴于雨课堂对预习的反馈信息，点名叫观点具有代表性的同学上来主讲自己的观点，教师随时叫停，强化重点、难点，纠正错误。把结论一点一点地标注在那三副图形上。(6)(85～95min)教师通过雨课堂导入第二节思维导图PPT，做总结性的发言，帮助学生梳理知识框架。意在达到两个目的：其一是明确第二节内容的重点、难点问题，以及第二节与第一节内容的联系与区别；其二是要想进一步探究血液在血管中的流动问题，还需要学习医学、生物学、生物流变性方面的知识。(7)(95～100min)根据课堂上各小组及个人的综合表现，以投票的形式推出优秀小组和个人。激励学生提高学习的自觉性和主动性。

3.3 课后 教师借助雨课堂课件发布课后课件。期中包含有关任务6的自制教学视频和我校心脑血管方面的专家讲座视频；还要公布实验室对外开放时间，学生可以在实验室自己动手观察演示实验，提高动手能力；还要通知第二章纸质作业上交时间。

4 该教学模式的研究进程

笔者的体会是这样的课堂活动与学生的学习内容相配套，能够最大限度地为学生提供一个动态的、交互式的学习环境，深得教师和学生的推崇。在实行这个教学模式的同时，已成型的四章授课内容基础上编写适用教材，这套教材采用了基于网络课程——雨课堂管理系统，在编写该教材的同时编写该教材的配套课件。目前，正在为推广该教学模式做准备。现对于生物力学这门课，由一名经验丰富的主管教师和一名网络技术比较娴熟的年轻教师负责课程设计、教案准备、结课考试卷等。笔者的目标是不同专业的老师遵守自己专业的教学大纲，同专业可以统一的电子教案；学生完成相同的课堂活动，结课后通过相同的考卷测试。但这并不影响主讲教师在讲课过程中的个性发挥。

5 该教学模式的实施体会

从上面的教学案例不难看出，粘性液体的流动内容是医用物理课程的基本教学内容，在传统教学中很容易一笔带过。而在这个模式的教学活动中，却给学生提供了全面探索物理学与医学紧密联系的机会。

5.1 模式的特色 (1)主动性：设计教学全程都让学生亲自参与、相互切磋、共同提高。不但要求课前预习，课后写观后感，在问题讨论式的启发引导下，并且有针对性的讨论，直到得出科学的结论，这其实就是通过医用物理的学习，训练学生发现问题、解决问题的科学探索能力，真正实现了以学生为主体、研究性的主动学习。(2)针对性：一方面，针对中医药院校的医用物理的课时较少的情形，把部分理论知识分散在课前掌握，会使得课堂上的时间能被更好地利用；另一方面，针对不同专业对医用物理中不同内容，要求掌握知识的深度、广度不同的情形，本着因材施教的原则，有针对性地对不同专业做不同的教学设计及配套视频。(3)效率性：各教学环节都必须在规定时间内完成，这就要求学生注意力要高度集中，课下无事可干、图书馆无人看书、教室无人自习的现象明显减少，大大提高了学习效率。(4)成长性：几个人的小组中，每个人必须积极思考、密切合作、相互砥砺、共同提高。通过具体问题在同一环境下的集体学习，彼此取长补短，这对人的成长是很有益的，同时也弘扬了团队精神。

5.2 实施的条件 (1)有好的教学设计和视频：有根据教学目标、教学规律并以学生为中心进行的教学设计和结构良好的教学视频。这意味着必须由教学经验丰富的教师，投入大量精力设计教学过程，录制教学视频。对教师的要求较高，投入的工作量较大。(2)有保障的课上课下时间比例：如果学生不能保证在课前按规定看完教学视频和课程测试，课堂中难于融入课堂讨论和测试。这就要求学生课前∶课中∶课后投入的时间至少保证2∶1∶1的时间比例。(3)有科学合理的课程评估机制：既然教学活动贯穿课上课下全过程，则应该采用过程性评价与终结性评价相结合的方式评定学生成绩，只有这样才能有效杜绝混课现象，才能完整体现出学生对课程的掌握、理解程度。

综上所述，当前教学改革的热点是把信息技术融入中医药院校医用物理专业基础课程教学中，需要将智慧型教学工具与适宜的教学模式结合起来，根据不同的教学目标进行各具特色的教学设计，才能达到良好的教学效果。