医学院校“医用物理”研究性教学模式实践*

杨艳妮 王郡婕 李金霞

西安医学院医学技术系，陕西省西安市 710021

医用物理是物理学和医学结合而成的一个边缘学科，是医学院校开设的一门专业基础课程。医学发展中的基础技术方案需要物理学的新知识和新技术的支撑，物理学的新研究内容又会随着医学的逐渐发展而相继产生。高等医学院校开设的医用物理是以高中物理为基础，更加系统、全面的介绍了物理学几大领域的内容，其主要目的是为了扩大学生的物理知识领域，为后续的医学专业课做好一定的物理知识储备。然而，在医用物理的课堂教学中，如何将医学上的前沿知识、技术、方法和成果与物理学紧密的融合在一起，提高学生对知识的实际运用能力，正确认识医学和物理间的关系，提高学习兴趣？研究性教学满足了当代对人才培养的需求，它是现代教学理念的最佳实践，反映了当代高校中教学与科研间相辅相成的关系[1]。研究性教学的出现源于对传统的灌输教育弊端的反思，教学内容和教学方案的设计重在塑造学生的创新能力，增强学生学习的主动性。自教育部明确提出高校“要积极推动研究性教学”以来,很多高校都开展了研究性教学，并在各学科的教学实践中得到应用[2-5]。近几年，我们在医用物理的课程建设中，也进行了教学方法的改革，在教学中引入研究性教学思想，取得了一定的成功。

1 研究性教学的理论依据

1.1 现代教育理论的实践 在过去的一百年里，心理学家对“学习是如何发生的？学习有哪些规律？学习应以怎样的方式进行？”等问题进行了深入的研究，其中最具代表性的是建构主义学习论，它代表了现代学习理论发展的新特征和未来心理学发展的新走向。建构主义是指学习者可在他人的帮助下，利用一切资源，在特定的环境下完成知识的建构，它更加注重学生主动建构和主动探究知识，来提高学生的创造能力和实践应用能力[6]。研究性教学恰是现代教育理论的实际应用。

1.2 教学与科研的有机结合 哈佛学院前任院长在他的著作《失去灵魂的卓越》中指出，一味地追求学术成果，遗忘了教书育人才是高校的第一任务，这种做法无疑是一种失去灵魂的卓越[7]。中科院钱伟长院士在谈论教学与科研的关系时曾说，没有科研的教学就是失去灵魂的教育，高校的教学就成了无源之水，无本之木[8]。教师可以通过教学过程不断的加深和完善自己的专业知识，还可以将自己的科研经验通过教学传授给学生，使学生明白如何提出问题、分析问题、解决问题，进而培养学生的实践能力；在教学之余，适当的科学研究可帮助教师了解本专业的最新动态和拓宽知识面，进而更新教学内容，提高课堂教学质量。在丰富的科研背景基础上的教学，才能培养出满足社会需求的创新型人才。传统的教学方法——传道授业解惑已不符合我国高等教育的应用型人才培养目标，研究性教学正好能促使科研与教学的有机结合。

2 研究性教学的原则

2.1 教师的主导作用 有效的教学离不开教师的组织和引导，教师在教学方案设计中要确定各个教学环节的时间分配和组织方式，包括教师讲授、学生研究性学习、学习成果展示、教师指点和学生互评等。在教学方案的设计中，教师可利用不同的方法创设情景来激发学生自主学习、努力建构自己的知识体系。根据医用物理课程的特点，教师通过梳理教学内容之间的逻辑关系，挖掘知识结论本身所对应的问题，创设与教学目标相一致的情境问题。

2.2 学生的全体参与与体验 研究性教学能让学生亲身体验研究中所经历的困惑和成功后的喜悦，让他们更深刻的感悟科学精神的意义。学生的研究性学习以小组为单位，小组成员在整个课程教学过程中是固定的。要求每个成员都要有机会作为某次研究性学习成果展示的主讲，而小组的其他成员必须参与回答教师和其他小组的提问。

2.3 教学方式的多样性 虽然研究性教学模式在许多学科中都得到了认同和推崇，它也与高等教育的创新型人才培养目标相吻合，但在教学过程中，教学内容、学生知识结构等条件决定了我们不能采用单一的教学模式和方法。因此，应采用研究性教学和传授式教学相结合的教学方法，让学生在获得新知识的同时，掌握到研究的方法，体验到研究的快乐。

3 研究性教学情境实例

研究性教学和传授式教学相结合的教学模式以“情境”为基础，能否创设符合教学要求的问题情境，将直接影响教学的成败。合理有效的问题情境能使学生轻松地理解所学的物理概念和规律，提高学生自主思考和解决问题的能力。下面是医用物理课堂的几个典型应用型课题的问题创设情境。

3.1 弯曲液面的附加压强 如果在一个管子的两端吹2个大小不同的肥皂泡，中间的活塞打开后，两泡相通。问题1：管子两端的肥皂泡会发生怎样的变化？最终会达到一个什么状态？问题2：人体内的3亿多个肺泡大小不同，且有些彼此相连，那么相连的肺泡为什么没有出现上述例子中的情况呢？问题3：人体内肺泡表面的附加压强是由哪些因素决定的呢？问题4：新生儿为什么要以大声啼哭的强烈动作进行第一次呼吸？

3.2 泊肃叶定律 法国医生泊肃叶通过研究血液在血管内的流动情况，并进行了大量的实验，得出了黏性流体在等截面水平细圆管内作层流时，体积流量和管子两端的压强差是正比关系，和流阻成反比。问题1：体循环系统的每段血管的血液总流量相同，流阻和管段两端压强差有什么关系呢？问题2：在体循环系统中，小动脉、大动脉和毛细血管中，谁的流阻最大？谁的血压降最大？问题3：哪些方法可以减小流阻来降低血压？

3.3 伯努利方程的应用 理想流体在等截面的管中流动，若流速不变，则伯努利方程给出了压强和高度之间的反比关系。问题1：在帕斯卡裂桶实验中，为什么只用一杯水就可以把桶压裂？问题2:为什么要选择与心脏同高的上臂处作为测量血压的部位？问题3:人体血压是计示压强还是绝对压强？其单位是什么？以上3个例子中的问题，都需要学生查阅资料，小组讨论等形式来解答，学生参与到教学的各个环节，对问题的理解才会深刻，对知识的掌握才会牢固。教师精心设计的教学方案和学生的主动参与相结合，才能使学生的各项能力得到提高。

4 讨论

研究性教学模式的目的是在课堂教学中引入科学研究的思想，使学生在探究的过程中自主学习，培养学生的探究能力和逻辑思维能力。但是，在实施研究性教学模式的同时，还要确保完成教学任务，实现教学目标，因此，还应注意以下两个问题：(1)学生在研究性学习的过程中，面临的往往是复杂的综合性问题，这不仅需要多数学生智慧的碰撞或分工合作、互相学习、相互争论、相互启发，更需要教师在各个阶段给予学生指导和帮助，因此，必须建立一个相互学习的平台，为学生提供各种学习资源——动画、视频、文献等多种形式的资料。(2)在课表安排的时间内很难有效的实施研究性教学，学生在课前、课后都需要花费大量的时间来学习和讨论，因此，传统的成绩评价体系已不能适应新的教学方法。一个有效的评价体系应重视学生的学习态度、参与度和学习结果，使学生在学习过程中能发现自我和欣赏别人。