医学物理学课程情景问题的教学设计>——以“流体的流动”教学为例

医学物理学课程情景问题的教学设计*①
——以“流体的流动”教学为例

李葵花

(承德医学院河北 承德067000)

边 江

(承德第一中学河北 承德067000)

刘素平

(河北大学河北 保定071002)

①*河北省教育科学研究“十一五”规划课题，项目编号：10010246；承德医学院教育科学研究课题，项目编号：20110029

摘 要：创设问题情境进行教学是启发式教学的一种重要方法,能调动学生学习医学物理学的积极性,提高课堂教学效率.本文以输液为例，进行了流体的流动情景问题式教学设计，指出了教学中情景问题创设的一般要求与方法.

关键词：情景问题医学物理教学设计

收稿日期：(2015-03-27)

作者简介：李葵花(1978-)，女，硕士，副教授，研究方向为物理教学教法.

问题教学是把教学内容化作问题，引导学生通过解决问题从而掌握知识、形成能力、养成心理品质的过程.目前对问题教学的研究类型主要分成问答型、发现型、研究型和问题解决型[1].在问题教学的模式中，“情景-问题”式教学理念有着很强的实践意义，具有推广的必要性[2].但由于不同地区及相应的经济文化背景不同，以及在此前提下学生的不同层次等因素，从问题情境的创设原则、形式、取材来源及实施策略等诸方面都需要进行深入的探讨与研究.

1情景问题在医学物理教学中的现状

从大部分医学院校的物理教学情况来看，没有一本既能提供医学背景资料，又能提供医学物理相关概念和原理的教材，来弥补教师和学生知识结构的欠缺，方便教师根据课时和学生专业选择适合教学的内容.过于理论化和公式化的教学内容，跟医学内容脱节，使学生难以体验到学习医学物理的实际意义.另外，医学物理学作为公共基础课，超前于医学专业课，选择既能提供医学物理问题又能让学生理解的医学情景非常关键.因此，实行情景问题教学，在医学物理学教学中很有难度和挑战性.

2情景问题在医学物理教学中的设计

情景问题的设计是教学的核心，也是难点.从教学过程来看，为达到教学目的，情景问题的准备起到了十分关键的作用.首先，教学大纲所要求的重点内容要在其中予以全面体现.其次，问题的设计要适合学生的知识水平和结构特点，设计问题要注重启发和引导作用.针对医学物理的教学现状，教师可选择与学生专业特点相结合的既通俗易懂又充分体现学科特点的实例来辅助教学；也可给学生做一些教学内容与临床医学实际结合应用的专题讲座，例如激光医学专题、医学影像专题、电疗、磁疗等.通过设置具体的情景，引导学生从该情景中发现问题，并解决问题，增加学生学习的内驱力.在贯彻执行情景问题教学时，我们将重点放在了与医学实践关联密切的部分章节，如“流体的流动”、“液体的表面现象”、“几何光学”、“X射线”等.下面以“流体的流动”教学的一个情景问题为例，作详细的分析说明.

2.1情景

2.2问题设计

(1)护士配好液体后，将头孢曲松盐水瓶挂在输液架上，完全打开输液器限速开关，当输液瓶中的液面与针头相对高度为0.8m时，针头处液体速度是多少？

(2)护士在给患者扎针之前，需要排空输液管内的气体，这种操作有必要吗？若不规范操作，会造成什么不良后果？

(3)图1为3种血管及血流方向示意图，图中的3处血流速度如何排序？输液时，用橡皮筋扎住人的上臂，人手臂上暴起一条条的青筋是图中的哪处血管？

图1　血管与血流方向示意图

(4)静脉穿刺见回血后，针头需再进入少许，见输液通畅后再固定.若不规范操作，针头有可能紧贴血管壁，后造成什么不良后果？

(5)影响输液速度的因素很多，要提高输液速度，除了放松调节器增加输液滴数外，还有一个简便的方法是什么？

(6)当输完第一瓶液体，其他条件不变，换成双黄连(葡萄糖溶液)，此时输液速度如何变化？

(7)在输液的过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，该怎么处置？

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(8)全部液体输完后，若不及时拔针，也有可能发生血液返浸输液管的现象.假如针头扎入静脉血管的压强为1.3kPa，输液管中液面至少比针头处高多少才能避免血液返浸现象？

问题(1)展开内容是流体流动规律中最重要的伯努利方程，方程的实际应用是教学的重点.在解决这个问题时，需要一定的近似处理.这种把实际问题理论化的处理方法对学生来说虽有一定难度，却是需要学生必须掌握的，这也是应用物理理论解决实际问题的关键所在，是对学生物理思维与物理方法的培养.

问题(2)展开的是临床上静脉注射时尽量避免的气体栓塞现象，也是流体流动受阻的一个因素.对此类问题的深入讨论，是培养学生规范操作技能的理论基础.

问题(3)展开的内容为血液循环的途径，知道动脉、静脉、毛细血管的特点及血流速度的分布，并应用连续性方程解释.此问题不仅是学科交叉问题，也是实际与理论相结合的问题，是对学生综合能力的培养.

问题(4)的核心内容为粘性流体的分层流动规律，同时又涉及多种可能性，是对学生发散思维的培养，从各个理论细节要求了静脉穿刺操作技术的规范实施.

问题(5)是粘性流体流动中不同位置压强分布情况的展开，压强的不同决定了液体流动的方向.为了使药液顺利、快速流入人体内，可以提高吊瓶的高度，即增大液体对人体的压强.

问题(6)是粘性对流体流动速度和流量的影响，与泊肃叶定律相关联.对此问题的展开可以解释血液粘度与高血压的关系.

问题(7)解决方法为将吊瓶适当地升高，升高吊瓶就是加大吊瓶中药液与血液的压强差，从而增大了“流入患者血管药液”的压强，血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流.此问题扩展了与血压的压强相关的系列内容.

问题(8)是对灵活应用伯努利方程解决实际问题的进一步巩固，回归了流体流动这一章节的重点.此情景设计的初衷是引出输液过程中一些操作的细

节及具体的现象，用流体流动的基本概念和基本规律去解释.

从这8个问题可以看出，一系列情景问题的设置不仅覆盖了流体流动的教学基础内容，而且扩展到其他学科及临床技能，学生真切地感受到理论知识的价值，为后续课程的开展奠定了良好的基础.

3情景问题在医学物理教学中的作用

和一般讲授法相比,情景问题教学在医学院校物理课程中的应用,更能增强课堂的教学效果.针对物理理论晦涩难懂的特点，教师通过选择既与临床医学实际结合又充分体现学科特点，既通俗易懂又反映学生专业特点的案例或专题来设计具体的情景问题.这些情景问题围绕医学讲物理，提高了学生的学习兴趣，发挥了学习的主动性；应用理论知识发现问题、分析问题和解决问题的能力得到了较大的提高,同时提高了独立工作能力；学生通过对这些问题的亲自解答或参与讨论，不仅掌握了有关的专业知识，还拓展了知识面，培养了临床技能，是对综合能力的锻炼，为后续课程及临床实践的顺利开展做好了铺垫.

参 考 文 献

1丁念金. 问题教学. 福州：福建教育出版社，2009

2陶昌宏. 以创设问题情景为切入点——《物理教学的基本特征》之一. 物理教学，2010，32(1)：9～11,47