医用物理学教学现状分析及几点建议

王鑫鑫 郑旭东 吕珍龙 王晓飞 李小红

摘 要：本文从不同层面分析了医用物理学的教学现状。针对目前医用物理学教学中存在的问题，分别从教学内容与考核、学生、教师、课堂思政的融入等方面提出几点建议。通过合适的调整教学内容与考核形式，提高教师的教学素质和知识储备，引入课堂思政等途径来提高学生学习医用物理学的积极性。

关键词：医用物理学;教学现状;教学改革

医用物理学是针对医学及相关专业学生而开设的一门公共基础课。学习医用物理有助于医学专业的学生从物理层面理解医学现象的本质，掌握医学工程技术检测与分析的技能，因此医学相关专业学习医用物理学这门课是十分必要的[1]。与理工类专业学习的大学物理不同的是，医用物理学对学生的要求不高，只需学生能够了解物理规律，在面对具体的医学问题时，知道其中所包含的基本原理即可。正是由于其特殊性，医用物理学在教学过程中呈现出一些独有的问题，本文将从不同层面对教学过程中出现的问题进行分析，并提出一些相应的改革建议。

一、医用物理学教学现状分析

（一）医用物理学学生层面现状分析

在理工类学科中，物理学相对来讲是一门学习难度较大的学科。通常情况下，医学专业的学生本就是不喜欢物理或者是物理基础薄弱才选择的非物理专业，但进入大学以后面对的现实是仍要学习相关的物理课程，因此医学专业学生在面对物理学这门课时首先表现出的是一种畏惧的心态，认为物理较难，学不会。

从专业上来讲，学生认为物理和医学是联系较少的两个学科。尽管物理学的方法和技术在医学诊断和检测方面发挥至关重要的作用，尤其是物理方面的重大发现很多都可以应用到生物医学领域，但是初进大学的医学专业的学生并不会有这方面的认识，因此认知上的不足导致学生认为医用物理学这门课并不是一门重要的课程，对待医用物理学的态度就显得不够重视。

另外，在课程设置上，由于该课程对学生要求不高，不需要学生掌握较深的理论，仅需要了解基本原理即可。这方面因素的影响使得医用物理学在课程设置上课时较少，教材上的内容只能选取很简单的一部分进行授课，甚至有些章节直接放弃不再讲授。由于学生本来就不够重视，学生在课下很少会自主地去学习其他需要自学的内容。综合一个学期下来，学生真正学到的物理知识非常有限。以上几个因素导致学生对医用物理学的学习态度就是平时简单学，考前抱佛脚，能过即可。

（二）医用物理学教师层面现状分析

从教师的角度看，担任医用物理学教学的教师都是来自物理专业的教师。从专业背景上看，物理专业的教师更多的是了解物理方面的基本原理和规律，专业能力上是完全可以教授医用物理学这门课程的。然而，教学过程中一个突出的问题的是大部分物理专业的教师对医学类专业知识涉足不深，除了有经验的长期进行医用物理学授课的老教师，年轻教师面对医用物理学时医学方面的知识亟须补充。因此，在教学过程中，大部分教师偏重物理理論知识较多，不能巧妙地将物理原理和医学现象相结合，有些医学现象或问题解释不清，甚至跳过不讲。这不仅导致学生难以理解抽象的物理概念，而且导致学生在学习了医用物理之后仍然无法用物理原理分析一些医学问题，导致学生对医用物理学失去学习兴趣[2]。

（三）医用物理学课程设计与教学效果现状分析

从课程的设计上讲，教学内容设计不够合理。医用物理学包括理论教学和实验两个方面，理论课程的设计偏重物理知识的教学，教学过程中不注重和医学的联系。实验方面，实验的设置本是让学生更加了解物理现象的原理，能够和医学紧密联系，但是本校的医用物理学所包含的四个普通物理实验针对性不强，其中只有两个实验与医学有一定的联系，因此，实验的选取需要进一步调整。另一方面，学生人数较多，医用物理学的授课采取的是大班授课。在安排实验时，学生多仪器少，平均四个人共用一台仪器，这就导致在实验过程中，学生的参与机会大大减少，部分学生可能全程处于观看状态，最终仅是记录了实验数据，严重影响了实验教学的效果。

另外，医用物理学的考核方式是以闭卷考试的形式进行的，平时成绩的考核以考勤和作业为主，没有其他小测验对学生进行考核，因此教师的教学效果，学生的学习效果无法及时获取。课堂上教师讲得多，学生参与少，导致学生的课堂学习积极性和学习效率不佳。部分学生平时不学习，仅靠考试前突击，因此教学效果不能通过一张试卷反映出来。在考核内容上，尽管医用物理学涉及医学、物理学、生物学等多学科，但是由于平时教学内容偏重物理知识的教授，因此考试内容的选择还是偏重于物理基础知识，涉及医学方面的知识考查相对较少，不能体现医用物理学的学科特点。

二、医用物理学教学改革的几点建议

（一）教学内容和考核要求

医用物理学与普通理工科专业的大学物理的不同在于它的医用性特点。由于教学过程中所面对的是医学类专业的学生，因此医用物理学的教学应该更加注重融入医学问题或医学相关的现象，即从医学角度出发，阐明其中所包含的物理原理。医学物理的特殊性使得该课程的教学内容和考核上要具有其本身的独特性。

首先在教学内容方面，要注重将医学技术问题与物理学原理有机地融合在一起。在教学过程中从医学技术问题出发，教师可以根据每节课的特点选取适当的案例，结合相关的知识点进行讲授，以问题为导向，激发学生探究问题的兴趣，抽取其中的物理问题，讲解原理，最终再次回归到医学技术问题本身，让学生能够清楚地认识到所学内容与医学问题的内在联系，真正让学生学有所获。例如，通过让学生思考声音的特性和传播特性，逐步了解振动和波动的特性。在讲液体流动时，以测量血压为例，让学生亲自感受测量血压的过程，思考测量血压的原理，进而进行液体流动相关内容的教学。此外，每节课讲授之前，通过设置问题的形式，让学生自己去寻找案例，并尝试通过相关的物理知识进行解释。在课堂上，大家一起分享，一些讨论学习，不仅可以加深对物理知识的理解，而且对医学问题也加深了认识。以问题导向的形式研究医学技术中隐藏的物理学原理，让学生认识到医用物理学的价值，培养学习医用物理学的兴趣。这样既增强了学生的自信性，又提升了学生利用物理学原理和方法分析解决问题的能力[3]。

在考核方面，要注重体现医用物理学的独特性。首先，作为一门物理课程，学生必须掌握基本概念、计算公式和方法;运用知识分析、解决物理问题的能力;在实验操作过程中培养学生实际观察问题、分析问题能力，培养学生实事求是、勇于探索的科学精神等。其次，作为和医学相联系的物理课程，要注重从医学技术问题方面考核学生对物理知识的掌握，这就要求学生对所学医用物理学知识点能融会贯通、学以致用。以医用物理学中X射线这章为例，X射线产生的机制、表征X射线的指标、X射线图谱的分析、X射线的吸收、X射线的应用等知识点是学生要掌握的。尤其是X射线在医学上的应用，包含哪些原理进行人体检查都是医学专业学生必须掌握的，同时也是本章考核的重点之一。通过让学生了解X射线的发展历程，以及胸透和CT的异同，拓展和加深学生对X射线在医学技术应用的理解。

考试是教学过程中的重要環节，合理的考试环节不仅能够反映学生对本门课的掌握程度，而且能反映本门课程的教学效果。在成绩构成中，期末考试占总考核成绩的70%，平时成绩和实验成绩分别占20%和10%。期末考试的试题要注重从医学技术问题出发对相关物理知识点的考查，例如液体的流动、CT检查、放射性核素衰减等试题，增强学生对相关医学技术问题的认知。

（二）提高学生学习医用物理学的积极性和主动性

课堂上学生的积极性和主动性是教学效果的重要体现。如果学生对所学课程没有积极性、主动性，不愿意参与课堂活动，那么课堂教学不仅单调乏味，而且教学效果甚微，更是与当前国家所倡导的教学理念相悖。对于医学专业的学生，他们本来就对物理抱有胆怯的心理，因此增强学生积极性和主动性的首要任务是让课堂变得更加有趣，通过合理的课堂设计让学生逐渐地接受这门课程，最终能够积极主动地学习医用物理学。

任课教师要注重从医学技术现象或相关问题出发，改变以往讲授多、学生参与少的现象，提升学生的参与度。通过让学生自己寻找案例，尝试利用自己熟悉的知识进行解释，从谈论医学现象逐渐转变为探究其中的物理原理。这样不仅使学生加深对医学专业问题的认识，而且使学生明白医学与物理的联系。进一步，让学生认识医院对医学技术专业学生的专业能力要求和物理学在现代医学技术中所起的作用，意识到医用物理学是医学技术专业不可或缺的基础课程。另外，在物理教学过程中，适当地介绍前沿科学研究，可以极大地提高学生的注意力和学习兴趣。

（三）提高教师医学素质，增强医学与物理的联系

教师作为教学过程中的引导者，其作用至关重要。作为教授医用物理学的教师，首先自身要具备一定的医学知识，才能真正作为一名引路人。授课教师在课前要做好充分的准备，不仅要有专业的物理学知识，还要提高自身医学技术水平。教师在面对一些常见的医学现象或问题时，能够解释其中的机理，比如，会看一些CT片、核磁共振原理及图像等。教师自身可通过多种途径补充自身的医学知识储备，例如，教师可以到医院进修以提高自身医学知识水平;利用业余时间听一些医学方面的课程或者通过网上慕课来了解相关的专业知识。另外，任课教师可定期进行医学技术知识培训或者参加一些会议。总之，教师利用多途径获取医学知识的同时不仅增加了知识储备，而且也可以了解到医学方面的新进展，物理学在医学方面的新应用。

实验教学是医学物理学教学过程中不可或缺的部分，通过实验不仅对物理理论进行验证加深理解，使学生熟悉实验仪器，还可以培养学生的观察和分析能力。鉴于医用物理学的特殊性，所开设的实验应该偏向于与医学相关的基础实验，使得学生在实验中不仅培养自己的动手能力，而且能够使学生认识到医用物理学对自己专业的重要性。

根据医用物理学的培养方案，学生仅需要了解和掌握基本的物理知识即可。在物理学中，经典物理的一些规律在日常生活中往往可以找到对应的应用实例。为了避免教学过程单调、枯燥，教师要注重教学过程的设计，尽可能通过一些实例进行教学。为了提高学生学习兴趣和教学效果，教师可采取问题导向和讲授法相结合的教学方法进行教学。适当穿插动画和视频展示医学仪器工作中的物理原理。基本物理概念、原理和一些重要公式的推导要在课堂上要详细讲解。为了让学生对医学技术应用中物理学原理产生兴趣，采取提问讨论的方式，努力使枯燥的物理课变得丰富有趣。另外，结合线上教学，提前设置问题作为引导，让学生自己采取线上学习的方式学习相应的内容，解决相应的问题[4]。

（四）医用物理学教学过程中课堂思政的融入

对学生的教育，不仅要传授给学生知识，而且要培养学生正确的人生观、价值观、科学观，以及对国家、社会、家庭的热爱和责任感，因此，在医用物理学中，进行思政教育是必不可少的。课堂思政要根据具体章节内容，适时地引入思政教育，而不是生硬的引入。医用物理学的每一章内容基本上包括物理学的基本概念、基本理论以及物理理论的应用三个部分。基本概念和理论的讲解可以根据其内容结合生活中的实例展开，进一步延伸到一些适合进行思政教育的情境。以“液体的运动”这一章的教学为例，流体、流量、稳定流动等基本概念，可以结合具体的液体流动进行讲解。此外，配合所讲的知识点，可以给学生展示消防官兵火灾营救等视频或图片，结合连续性方程，解释消防水管、喷头的选择可以有效控制水速。进一步，通过一些消防安全警示语，增强学生的消防安全意识。由于医学专业的学生接触较多的是和血液、血管有关的知识，教学过程中可以用血液的流动替代教材中细流管内液体的流动。课堂上让学生现场体验不同体位测量血压的结果，并应用伯努利方程分析血压与体位的关系，也可以解释突然起床或站立时产生眩晕的原因[5]。结合这些体验，让学生认识到血压对人体的重要性，延伸到让学多注意锻炼，增强体魄。当然，在医用物理学中，还有许多其他重要的例子可用，教师要恰当地引入，不能影响到教学效果。另外教师要根据使用的案例进行延伸，培养学生对国家、社会、自身的正确价值观，培养学生的责任感。

课堂思政的引入会使课堂变得更加生动，让学生在情景中获得知识，调动学生的积极性，提高学习效率和教学效果，更重要的是能够培养学生的家国情怀，因此，课堂思政在教学过程中至关重要。

结语

总的来看，医用物理学的改革需要多方面的共同努力。只有搞清楚教学中存在的问题，才能找到更好的突破点。从教师、学生、教学设计、课堂管理等各方面做出适当的调整，方可提升医用物理学的教学效果，调动学生的积极性，最终才能真正体现医用物理学对医学专业学生的关键作用。

参考文献：

[1]木拉提·哈米提.医学物理学实验课程现状的思考[J].科技视界，2018，19：0169001.

[2]莫忠，刘旭东，胡玉兰.医学技术类专业物理课程教学改革的尝试与探讨[J].学科探索，2020，9：3233.

[3]张军.在医用物理教学中浅尝案例教学法[J].当代教育实践与教学研究，2017，05：0062.

[4]程玉梅，香莲.医用物理学教学改革研究中的几点心得[J].科技教育，2018，25：157158.

[5]李朝阳.思政教育与医用物理学教学的融合研究[J].科教文汇，2020，12：036.

基金项目：应用物理学专业优秀基层教学组织建设与管理的研究与实践（2019YB049）;新工科背景下物理学专业研究生培养模式创新研究与实践;河南省青年科学基金项目（21010064）

*通讯作者：王鑫鑫（1990— ），男，汉族，河南洛阳人，博士，讲师，研究方向：计算物理和物理教学。