基于优慕课平台的医用物理学教学改革与实践*

赵石磊，计晶晶，周 澐，马兴星，陈 霞，陆改玲

(内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014040)

开设面向医学类学生的物理学课程，能够培养学生对常见物理学知识和常用物理学研究方法的兴趣与运用能力，使其具备高级医疗卫生人才所应具有的理性思考模式；有助于发散学生思维，使其在后续专业课的学习过程中具有更灵活的思路和更缜密的逻辑思维能力。作为一门公共基础课，医用物理学属于普通物理学与医学相结合的一门交叉学科，该课程面向所有不同医学专业的学生开设[1]。随着医学技术的不断发展与进步，学科交叉程度和技术集成程度也日益增加，在医学类院校中各学科之间的联系也逐渐加深。以物理科学为基础的医疗技术的发展，逐渐成为制约医疗水平发展的重要因素。要想成为一名合格的医疗工作者，在医学领域中有所建树，物理理论与物理实验技能已经成为必须掌握的基本技能。医用物理学课程为此提供必要的理论支撑和技术支持。然而，目前相当一部分医学类院校并不重视医用物理学的教学，进而导致物理学教学效果日渐减弱[2]。究其原因，有以下两个方面：第一，学校将更多的学时分配到专业课程，医用物理学课程学时被大幅削减。受学时所限，教师难以充分展现物理学与医学相结合的精髓。教师为完成教学进度，将一些重要理论一带而过，导致教学效果不理想，学生收效甚微。第二，面对相对较重的专业课压力，学生通常会将更多的时间和精力投入到学分更多、受重视程度更大的专业课中。有的学生甚至认为，只要在期末突击复习一下就能通过考试，近而放松对该门课程的学习，甚至出现课堂上不专心听讲、逃课等行为[3]。

如何利用有限的学时将深奥难懂的物理理论讲得深入浅出，让学生掌握有效解决实际问题的物理知识，使医学生对物理课程产生浓厚的兴趣并领悟物理理论中所蕴涵的医学内涵，以全新的模式与视角思考疾病的产生、预防及治疗，一直是医学类院校物理教学所面临的问题与挑战，是对物理教师的极大考验，同时也是医学类院校物理教师的使命[4]。

随着网络技术及信息科技的空前发展，基于“互联网+”技术的大规模在线开放课程模式的慕课应运而生。国内外各类院校均积极参与慕课建设，幕课打破了传统的教学模式、学习方法以及师生关系，给当今高等教育格局带来了巨大影响，我国已成为全球在线开放课程最多的国家[5]。基于优慕课平台的《医用物理学》网络教学平台建设，从教学理念、教学模式、学习方法等方面，构建全新的教学体系，为《医用物理学》的教与学提供全新视角，使课堂教学和课外自主学习相得益彰，从根本上提高教学质量。

鉴于目前传统医用物理学教学过程中存在的问题以及慕课模式的诞生，我们采用“优慕课”平台对课程进行线上线下混合式教学改革。教师可以方便快捷地获取有效教学资源，在网络平台发布信息、布置作业、批改作业、管理题库、进行师生交流互动。学生通过教学平台实现作业提交、课程测试、自主学习、在线提问、在线预习、学生之间和师生之间的交流等。这一改革使教与学互相促进，达到良好的教学效果，实现最大范围的资源共享。

1 对象与方法

1.1对象 选取2017级和2018级医学影像技术本科专业学生作为研究对象。2017级医学影像本科专业32名学生应用传统的教学模式进行授课，2018级医学影像本科35名学生采用改进后的混合式教学模式进行授课，分别从总评成绩、学生评教结果两个方面对两个年级学生的表现进行对比。

1.2教学资源建设与考核方法 首先搭建资源体系。医用物理学的知识体系大致分为力、热、声、光、电、近现代物理学等几个部分，详略和侧重点与理工科院校学习的普通物理学有较大差别。具体来说，力学以弹性力学为主，重点研究骨骼和生物材料的应力应变特性；流体力学则重点考察血液的流动过程及规律；热学以生命过程中的热力学过程为主要研究对象；声学更重视多普勒现象等与超声检查密切相关的影像学；眼科学系统的光学知识以及光的波动性对显微成像的影响则是光学重点内容；细胞的生理电活动则蕴含电学的相关知识；近现代物理学为先进医学诊疗仪器提供理论支持，如激光、X射线、核磁共振等。这些与医学密切相关的物理学知识通过网络教学平台的建设和完善，最终建成体系完善、内容丰富的医用物理学优慕课网络教学平台[6]。

1.2.1课程资源建设 单元学习设计是平台建设的核心，主要包括课程资源建设、教学活动安排和教学评价设计。对于课程资源建设，需要对各个学习单元建立目录，将课程资源分类上传到每个目录文件夹中，以便单元建设引用。课程资源建设的学习资源类型包括：PPT/PDF格式的电子课件，Word/TXT格式的电子教案。教学视频以短视频为主。授课教师针对重点、难点内容精讲并录制10 min微视频，学生可以有针对性的对难度较大的知识点反复观看学习。选择优秀的网络开放课程，通过URL链接添加到教学平台，拓展学生思维，使学有余力的同学能够获得更多、更新的知识。构建试题库/试卷库。题库来源于教师自编练习题，包括单项选择题、多项选择题、简答题和计算题。丰富的试题库资源能够更好的检验学生对知识点的掌握程度。平台能够即时提供测试结果与答案解析，学生可以通过PC端或手机APP快速自测学习效果，进而有针对性的查漏补缺。

1.2.2教学活动设计 优慕课平台可根据不同的学习单元设计多样的教学活动。根据各单元特点，按照课前准备阶段、课堂教学阶段和课后提升阶段进行设计。(1)课程通知：教师在课前发布通知，提醒学生预习导学内容，完成课前任务。(2)随堂教学：学生通过手机APP客户端完成，①签到：学生扫描二维码，二维码通过教师操作随机生成并可以随时更换；②创建课堂讨论话题：教师将授课时需要讨论的问题通过手机APP即时推送到学生端，学生可在APP上进行讨论，方便快捷；③随堂测试：教师在某个知识点讲授完毕后，即时引用试题库中对应知识点的试题，实现知识点随讲随测。(3)播客单元：在这一模块中可以同时创建讨论区，让学生在观看教学视频的同时，提出相关讨论话题，发表看法；还可以针对视频内容编辑测试题目，帮助学生自测知识点的掌握程度。(4)课后巩固：布置作业，针对每一个学习单元，上传练习题，在规定时间内，学生可以复习和自测，并且可以在第一次测试之后查看答案解析。(5)答疑讨论：教师在课程中创建答疑讨论区，为学生提供畅所欲言的平台，促进深入学习和思考，加强教师和学生之间的沟通与交流。(6)问卷调查：为更好的提高教学质量，平台还提供问卷调查功能。通过设计调查问卷，征求学生对课程的意见和建议，不断调整与改进。

2 结果

基于优慕课网络教学平台的医用物理学课程混合式教学模式改革，既有利于发挥教师的主导作用，又有助于学生对理论知识和实操技能的综合掌握。引导学生自主探索知识主动学习的同时，还能够为师生创建良好的教学情境化的问题空间。

医用物理学课程原有的评价方式为平时成绩10 %﹑实验20 %﹑考试70 %。学生在学习过程中重结果、轻过程，很难对学生的学习效果进行完整评价。因此，需要建立更加科学、更加合理的考核评价体系，采用线上线下评价相结合的方式。线上学习的评价可参考在线学习时长、作业提交质量、在线测试成绩、在线讨论活跃度等指标对学生的参与度、学习表现进行评价。线下评价可考察学生的课堂表现、参与程度、实验情况、期末考试成绩等进行评价。采用多元评价体系可以有效调动学习的积极性，提高学生的综合素质。同时，教师也可对教学模式设计的实施效果进行反馈，验证教学改革的效果，作为后期进一步改进的依据。具体课程评价方式如表1所示。

表1 《医用物理学》课程评价方式

经过教研室全体教师的共同努力，在优慕课平台基础上自主创建的系列网络学习资源，获得学生的一致好评。通过学校的网络教学平台，精心制作适合临床医学、影像医学、麻醉医学、口腔医学和精神医学等专业的医用物理学慕课，理论授课42学时；适合药学专业的物理学慕课，理论授课64学时；适合医学检验术专业、医学影像技术专业的医用物理学慕课，理论授课36学时，结果显示所有课程的教学质量都有提高。

以2017级和2018级医学影像技术本科专业学生作为研究对象，结果可见2018级学生的总评成绩高于2017级，学习效果较好。两届学生的期末总评成绩进行比对，2018级学生的优秀率增加，如图1所示。

图1 采用UMOOC后两个年级成绩对比图

根据2017级与2018级学生期末总评成绩进行有关统计学计算分析，如表2所示。

表2 2017级与2018级《医用物理学》期末总评成绩统计学分析数据

由表2可知，2018级比2017级及格率高12.5 %，平均成绩高8分，两个年级学生成绩比较，差异有统计学意义(t=3.887，P=0.003)。基于优慕课平台的线上线下混合式教育教学改革，不仅使学生取得更好的成绩，而且能够将学习模式由被动式转换为主动式，进而提高学生的创造力和创新思维。

通过两学年的评教结果可以看出，采用新的教学模式后，学生对课程及教师的满意度逐步提高，如表3所示。

表3 《医用物理学》课程满意度调查

3 讨论

我校医用物理学课程采用混合式教学模式，能有效将传统教学和网络教学的优势互补，既可以体现教师在教学过程中的主导作用，又可以调动学生的学习积极性，发挥学生的主体作用。线上线下混合式教学模式，不但能激发学生的学习兴趣，还能够有效提高学生对物理理论知识和物理实验技能的掌握。两年的教学实践表明，基于优慕课的线上线下混合式课程授课模式适用于医用物理学课程。这一授课模式能够有效发挥教师的主导作用，使物理学与医学的结合更加紧密，教学实效性增强，学生的学习主动性、学习兴趣、学习积极性都得到提高。线上线下混合式授课模式为医学生创新精神和创造思维的培养提供新的有效方案。