新高考背景下医用物理学与高中物理教学衔接调研和探究

刘淑静 刘峻宇 唐万宇 谢明念 罗明艳 巨丹丹 王大珅 储信炜 吉强

关键词 新高考;物理;衔接教育;医用物理学先导课

2014年9月，国务院印发《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》，新一轮考试招生制度改革全面启动。新高考改革下设计的“3+3”新高考选科模式，赋予学生充分的自由选择权，可以自主决定科目组合，适应经济社会发展对多样化高素质人才的需要。然而物理知识具有一定的深度和广度，相对来说难学难考，不易获得高分。在新高考背景下，学生常常趋利避害，出现了大量学生在高考中弃选物理学科的情况，未选考物理的学生对整个物理学科知识框架掌握的不完善，与高考时选考物理科目的学生存在断层现象。大学物理是高校重要的基础理论课，具有知识结构复杂和对基础知识要求较高等特点，学生高考弃考物理会直接影响以大学物理作为必修基础课的各个专业的学习，给大学物理课程中的教学提出了新的挑战[1-6]。以医科类大学为例，几乎90%以上的专业都要学习医用物理学，而并非所有学生在高中期间都选学了物理科目，所以在新高考背景下迫切需要做好高中物理与大学物理教学的衔接工作。

天津医科大学从如何改善医用物理学课程的教学方面去积极地寻找应对措施，对2020级新生采取了医用物理学先导的线上课程和教师积极探索教学方法等措施，希望帮助未选考物理的学生掌握和补充物理基础知识，同时在医用物理学教学中调整知识结构，旨在进一步探究高中物理与医用物理学的有效衔接。本文针对教学衔接实施情况，尤其是对线上先导课的学习效果及后续医用物理学的学习情况展开调研，并根据调查结果不断完善先导课及其他衔接教学手段，为各高校完成物理学科衔接教学提供一定的依据和建议。

1 医用物理学课堂教学现状调查及分析

1.1 调查样本总量基本情况

为改善新高考改革背景下因物理选考情况不同而导致学习水平参差不齐的客观现象，天津医科大学为学生提供物理先导课程（课程均为高中内容），课程信息以二维码形式刊印在录取通知文件中，并在学期末对先导课及医用物理学的学习情况展开调查分析。本次调研对象是天津医科大学2020级新生，发放问卷700份，回收623份，回收率为89%。基本情况见表1。调查男性为214人（34.35%），女性为409人（65.65%），符合我校学生大致的性别比例，具有代表意义。其中高中选考物理的学生有481人，占比77.21%;高中未选考物理的学生有142人，占比22.79%。在623个样本中，563名（占90.37%）学生认为高中物理的学习程度与学习医用物理学课程的难易程度呈正相关，有107名学生（占比17.17%）认为自己在学习医用物理学中存在较大困難，这与未选考物理的学生人数相近。

1.2 高考选考物理的学生

对在高中阶段选考物理的481名学生进行医用物理学和高中物理的差异性调查，如图1所示。绝大部分学生认为医用物理学具有新知识点较多、内容难度更大、高等数学知识跟不上等显著特点，与高中阶段物理学科有较大差异，仅有3.74%的学生认为高中物理与大学医用物理学无较大差异。同时高中物理基础对医用物理学的学习是否有影响的调查，约90.64%的高中选考物理学生认为具有一定的影响。表2是学生对知识点的理解和掌握的比较分析，高中选考物理的学生依然普遍认为医用物理学的理解程度较低，只有极少数学生可以完全理解医用物理学内容，说明对此部分同学仍有必要开展衔接教学研究。

1.3 高考未选考物理的学生

高中未选考物理学生有142人，占比22.79%，89.44%的未选考物理学生认为高中物理的学习基础对医用物理学的学习有较大影响。调查问卷表明未选考物理的学生有80.28%认为学习医用物理学需要投入更大精力。该类学生高中物理知识储备不足，基础不牢，难以满足医用物理学的需要，从而造成学习吃力，难以适应教学进度的情况，严重影响了学习效果。因此开展衔接教学，寻求解决知识断层的有效手段是亟待解决的问题。

2 目前医用物理学与高中物理教学衔接举措效果分析

2.1 入学前线上医用物理学先导课教学效果分析

2.1.1 线上先导课学习任务的完成情况

为解决高中物理基础参差不齐，我们设置了线上医用物理学先导课程，包含录制的高中物理选修课全部知识点的视频课程、网络学习资料、自测题等，以二维码的形式刊印在大学录取通知书中。入学前学习先导课的情况调研结果表明，在未选考物理的142名学生中，有84.51%的学生注意到医用物理学先导课的二维码，充分证实随录取通知书发放宣传的可行性。但仅有14.79%的学生完成了学习，部分完成的学生占比63.38%，完全未学习先导课的学生占比21.83%。一是高考结束后学生普遍存在放松的心理，假期学习意愿不强;二是高中毕业生对大学阶段的学习不够了解，不具有明确的规划，对于衔接课程的重视程度不足;三是未选考物理的学生大部分对物理基础知识掌握有限，难免产生一定的畏难心理和抵触情绪。因此需要寻找措施确保学生掌握衔接课程的内容。

2.1.2 线上先导课的适应情况和学习状态

线上先导课的适应情况和学习状态调查结果如图2所示，图2（a）表明仅有6.03%同学非常适应网络课程，59.48%学生能够适应网络教学方式，但学习过程中存在较大困难、非常吃力，有34.48%同学表示完全不适应线上先导课教学模式。图2（b）表明仅有2.59%能够跟上课程节奏，边听边自主思考，25%学生能够集中精力认真听讲，有72.14%学生线上学习物理较难，不能够集中精力。以上数据表明，学习线上物理网络课程的学习状态不佳，导致学生学习先导课的积极性不高，完成度不足。

2.1.3 线上先导课的学习效果分析

高考未选考物理的学生中，仅有36.21%的同学完成了线上物理先导课的课后自测题，74.14%同学认为做自测题非常困难。调查结果显示仅有9.48%的学生认为网络先导课对于医用物理学的学习有较大帮助，而63.79%的学生则表示仍然感到较为吃力，13.79%的学生认为没有帮助。说明线上开展先导课的效果并不明显，仍存在效率偏低、效果欠佳等问题，仍有较大的提升空间。医用物理学学习情况调查的结果如图3所示，图3 （a）选考物理的学生上课完全听懂占6.65%，而图3（b）未选考物理上课完全听懂仅占0.7%，在完全听不懂的选项中，高中选考物理的学生占到9.36%，高中未选考物理的学生比例高达43.66%。大部分未选考物理的学生对于医用物理学课程的接受程度明显低于选考物理的学生，证明了入学前线上先导课未起到明显效果。

2.2 课堂上教师的引导效果分析

教师在进行课堂授课时，客观上无法完全兼顾选考物理和未选考物理的学生。如果教师较为迁就未选考物理的学生，可能会导致课堂拖沓，影响教学进度。但其又难以适应课堂进度，难免存在抵触心理，最终导致学业成绩不佳。因此，我校从以下几个方面提出了应对这种难教难学现象的策略。一是在教学目标上进行分层次培养和教学考核上实现多元化评价，根据专业需求来进行分层次教学和设置考试试题，使得学生都能在原有的基础上获得最好的发展。鼓励学生积极参与课堂，利用好课余时间查漏补缺，从而提高课堂效率。加强平时考核，把课堂互动情况、作业情况、小组讨论、实验考核等多元素作为期末成绩的指标;二是在教学内容方面要注意课时分配，在讲解重点、难点知识时，适当放慢讲课的速度，以便学生把知识点理解透彻;三是教学方法上利用多媒体技术、网络技术等来辅助教学，围绕通过物理知识与医学应用的案例讲解，帮助学生们理解物理概念，巩固学生对知识的掌握的效果，提升物理学习兴趣。通过期末与学生座谈和成绩分析，我们发现以上教学过程中的举措，能够在一定程度上缓解未选考物理学生学习医用物理学的焦虑情绪，帮助学生更好地适应课堂节奏。但因医用物理学的学时有限，知识跨度广，学习难度相对较大，仍需从教学要求、教学方法和教学考核等方面继续探索和尝试。

3 增强医用物理学与中学物理教学有效衔接的举措建议

3.1 加强引导学生对入学前线上先导课的重视

调查显示61.54%未选考物理的学生认为自己的物理基础知识还需加强，但在高考未选考物理的142名同学中，有22名（15.39%）同学根本没有注意到录取通知材料中关于医用物理学先导课的二维码，在120名（84.51%）注意到医用物理学先导课二维码的学生中，只有21名学生坚持学完了所有课程。由此可见，大部分学生并未意识到先导课和衔接课程的重要性，无法利用假期时间有效完成衔接教学。因此，应采取多种措施引导学生重视线上先导课，使先导课能够更好地发挥积极作用。第一，在录取通知书中加入QQ 或微信群的二维码，让未选考物理的学生加入群，便于后续实时督促和指导;第二，入学前开展一次线上课堂对同学们做学业分析，强调物理课程与大学专业的关联，医学物理学和高中物理衔接的重要性，引导学生学习的积极性;第三，进一步完善学习体系，建立激励机制和监督机制;第四，制定科学合理的学习计划，完善学习资料及辅助习题;第五，授课教师可以定期线上答疑，增强互动，个性化的解决学生学习中遇到的问题，弥补网络死板的局限性;第六，可通过建立临时班级等形式，线上增设讨论模块[7-10]。

3.2 开设高中和医用物理学衔接的线下选修课

我们对学生喜爱的授课和学习方式进行了调研，图4表明79.94%的学生认为课堂面对面教学的效果是最为明显和有效的，选择视频学习和线上直播的学生仅占10.6%。课堂面对面授课互动率高，具有即时性和实践性，更能够引导学生集中精力认真思考，因此，增设高中物理和医用物理学衔接的线下选修课，完成对未选考物理學生薄弱知识点的重点讲解，从而达到教学衔接的目的。同时根据图5的数据分析，对于高中未选考物理的学生，有81.9%的学生认为衔接课程应以高中与医用物理学知识点衔接为主，重点讲授在医用物理学中用到的高中知识，74.14%的学生希望教师多讲解例题，另有36.21%的同学希望增加部分课后习题，便于对知识的巩固和掌握。建议教师在授课过程中着重讲解物理公式的实际运用与重点例题剖析，便于抽象公式具体化，使学生更容易理解教学内容。

3.3 分级与梯度教学有机衔接

在刚入学时对学生们进行高中物理基础知识测试的方式客观考察学生的基础水平，进行分级式教学。成绩在80分以上为一个教学班，即可进入正常的医用物理学教学课程。低于80分为另一个教学班，此班级需要增加课时或增加晚上和周末的开放式课时，进行相应知识补充。根据本校的专业和招生情况，分级教学可对教学内容基本一致的专业合并分级，比如临床5年制和5+3，每年有约8个班级，根据高中物理基础知识等级分为两个教学班，并不会对教学安排带来影响。教师只需要在课程开始前进行小规模的水平性测试，就可以保证相同班级的学生接受程度相似，使教师更容易把控教学进度。同时按照学生掌握的知识点进行梯度教学，使学生在最短的时间内掌握到需要补充的知识点。下面我们按照选考物理和未选考物理两种分级，得出梯度教学的几点思路。

（1） 针对选考物理学生：由于高中阶段各地政策和教学计划不同，对于选考物理的学生依然存在基础知识差异。因此对我校高中选考物理的481名学生进行了调研，如表3所示。80%以上学生都学习过的内容有：直线运动，相互作用，牛顿运动定律，曲线运动，万有引力与航天、机械能、静电场、恒定电流、磁场与电磁感应、交变电流。对此我们只需快速引入医用物理学知识，适当加深，引导学生认识医学上应用的物理高新技术，在学时安排上进行精简。80%～50%学生掌握的内容有： 传感器、分子动理论、气体、晶体等固体液体物态变化、热力学定律、机械振动、光学、电磁振荡与电磁波、相对论简介，可根据各专业需要选择精讲内容。有69.65%的学生认为磁场与电磁感应这部分知识学习时十分困难，对学生存在知识点理解程度不高的共性问题，在教学中要由浅入深，由易到难，比较细致的讲解，可以适当增加课时重点讲解。因此建议教师授课前对学生知识点的掌握情况进行调研，在教学中必须考虑到学生之间的差异，开展梯度教学，实现优质高效的课堂教学[11-12]。

（2） 针对未选考物理学生：首先对学习医用物理学中存在的共性难点进行调研，结果如图6所示。高达96.15%的学生认为静电场、稳恒磁场等知识体系难度较大，力学基本定律、流体力学、相对论力学、振动与机械波、波动光学等部分的学习均较为困难。然而，这一部分内容又是医药类高校中医学影像学、生物医学工程等专业的必选内容。我们认为在医用物理学教学中我们应该从基础知识开始讲解，而且特别注意概念的辨析。对于高中没学过的知识点，可以采取逐层渗透的策略，逐步加深知识的深度，直至讲透医用物理学中的知识，通过专题训练的方式对重难点内容进行重点攻克。教师更要灵活掌握知识重点，因地制宜，依据学情，整合教学内容。

3.4 突破高等数学运用的瓶颈

医用物理学中很多物理概念在高中物理中都有涉及，但与之不同的是医用物理学运用高等数学对相关内容进行更加严谨的表述，因此具有一定高等数学知识基础是学好医用物理学的关键。而很多学校的一些专业把高等数学和医用物理学放在同一个学期进行教学，导致高等数学的知识储备不足。图7表明，高等数学与应用物理学课程同时开设的专业，学生压力增大，反馈高等数学知识跟不上的学生占比例较高。而先学习高等数学的专业，反馈高等数学知识跟不上的学生比例相对较少。因此，在课程设置的时候，有必要把高等数学设置在医用物理学之前，消除学习医用物理学时的高等数学基础瓶颈，激发学生的学习积极性，起到磨刀不误砍柴工的效果。同时建议高校各教学研究和管理单位做好协调工作，使培养学生方案进一步完善合理。

4 结语

本文以天津医科大学2020级学生医用物理的学习状态为样本，对新高考背景下医用物理教学衔接课程和模式的运用进行研究。首先，利用线上医用物理学先导课、网络课程资源和线上的物理水平测试等方式，希望通过医用物理学先导课程的开设和相关教学资源体系的构建，对高中物理与医用物理学教学衔接尝试与探索。其次，对以上先导课程实施情况和实际效果进行调研分析，得到了医用物理学和高中物理衔接教育举措的几点思路，以更好地适应有关政策和教学模式，为学生终身发展、应对健康中国和未来发展的挑战奠定基础。