醫學類專業大學物理教學嘗試

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摘要：大學物理是醫學生的一門重要的基礎課，但是教學效果通常不甚理想。文章分析了醫學專業的大學物理教學存在的問題，并詳細介紹了幾點改進教學的新嘗試。

關鍵詞：醫學類專業；大學物理教學；醫學生；教學改革

一、引言

大學物理是醫學類專業醫學生第一學年的一門基礎課，根據我們在教學實踐中的經驗，醫學生大學物理的教學主要存在以下幾個方面的問題：（1）課時少，任務重。以我們的教學安排為例，一個學期共設72個學時，需要完成大學物理上、下兩冊所有內容的教學。大學物理本身就是難度較大的一門課，又要在有限的時間內講授較多的知識。對教師來說，難免會因為趕進度造成課堂內容的枯燥；對學生來說，沒有足夠的時間消化和吸收學到的新知識。（2）學生對物理的學習興趣不足，這是很多非物理專業學生的通病。具體到醫學類專業，很多學生認為，物理與醫學沒有關系，要做一名醫生，只要學會看病就行了，學物理沒有實際意義。有了這種想法，學生就只會機械式地應付考試，學習效果也會大打折扣。為了解決這兩個問題，我們從以下兩個方面做出了一些嘗試。

二、強調物理與醫學的聯系

大學物理作為一門基礎學科，對其他學科的發展具有推動作用，與很多學科有交叉。在醫學方面，某些疾病的病因與治療方法有其物理原理，醫學儀器大多也是根據基礎的物理原理制造和使用的。為了使學生更好地認識學學物理的意義，我們在教學過程中努力將物理與醫學結合起來，在完成基礎知識講授的前提下，介紹一些與物理原理對應的醫學應用。以下列舉幾個在教學過程中使用的例子。1.流體力學。在大學物理教學中，流體力學并不是重點。但是在醫學中，流體力學與血流關系密切。因此，我們抽出一部分時間介紹一些流體力學的醫學應用。如動脈粥樣硬化和血壓的測量，動脈粥樣硬化的形成過程可用初步的流體力學知識解釋，將血液看成在動脈中穩定流動的理想流體。由于動脈內有脂質堆積使該處動脈的橫截面積縮小，從而該處血液的流速變大、壓強變小，更多脂質再堆積，形成惡性循環，造成動脈粥樣硬化。用血壓計測量血壓則涉及湍流。液體作湍流時，會產生人耳聽覺范圍之內的聲音。測量血壓時，當血壓計袖帶中的壓強稍低于心臟的收縮壓時，血液通過被壓扁的血管形成湍流，此時在聽診器中可聽到湍流聲；當袖帶中的壓強繼續降低，血管完全恢復原狀時，湍流聲消失，這時袖帶的壓強恰好與心臟的舒張壓一致。2.聲學。提到聲學在醫學方面的應用，學生們很容易就能想到超聲成像。我們在上課時通過播放科普視頻向學生們系統介紹了超聲成像的原理。超聲在人體內傳播的時候，在兩種不同組織的界面處會發生反射和折射，在同一組織中傳播的時候也會因為人體組織的不均勻性發生折射。超聲通過不同的器官和組織就會得到不同的反射和散射信號，這些信號最后通過處理轉化為我們看到的超聲圖像。進一步學習的多普勒效應又可用于彩色多普勒超聲成像。3.光學。我們的眼睛就是一套精密的光學系統。有的同學眼睛近視，要戴近視眼鏡。這樣我們就很容易地把凸透鏡、凹透鏡以及組合透鏡的原理與學生們的專業和生活聯系起來了。此外，還有許多例子，如力學在骨骼和運動中的應用、電磁學在核磁共振成像中的應用、核物理在核醫學中的應用以及醫用直線加速器的原理和應用等。這樣可以使學生更多地了解物理在醫學中的作用和意義，也可以使教師在教學過程中更好地與學生互動，讓學生在學習物理的過程中減少恐懼感，同時提高學生的學習興趣。

三、作業形式多樣化

有些學生不喜歡學學物理，這是因為他們認為學學物理沒有意義，還有就是平時作業的題目難度較大，做起來吃力，使學生學起來沒有成就感，久而久之就失去了學習的動力。毫無疑問，學習興趣與積極性的提高可以帶來學習效果的提高。因此，我們在作業方面做了幾點嘗試。除了常規的課后作業外，我們還增加了其他形式的作業，包括以興趣小組為單位的科學小制作、圍繞“物理”展開的不限制內容和形式的小論文等。為了鼓勵學生參與小制作和小論文，我們將其成果按一定比例的權重記為學生的期末總評成績。1.課堂作業。在大學物理的學習中，學生經常會有“明白知識點，但是做題卻不知從何下手”的苦惱。鑒于此，我們在每堂課講授完比較重要的公式之后，都會對應地選擇難度適中、比較典型的題目作為課堂作業，等大部分學生做完之后予以講授。這樣既可以不占用太多寶貴的課堂時間，又可以演示典型的解題方法，還起到督促學生當堂消化知識點的作用，而適中的難度又可以幫助學生增強解題的自信心。2.物理小制作。為了使學生更加直觀地感受物理的魅力，提高對物理的學習興趣及動手能力，輔以培養學生團隊合作的精神。我們提倡同學們以小組為單位，進行一些簡單的物理小制作。選題方面，主要以“中科院物理所”微信公眾號中的“正經玩”欄目為參考。選擇多個操作難度適中且直接應用了所學知識的小制作或小實驗。對應教學進度分為力學、電磁學、光學等幾類，在此范圍內讓同學們自由選擇、自由組合。器材方面，我們為學生提供了最大的便利。一些常見的、價格較低的器材，如銅絲、電池等，由我們提供經費，讓學生自行購買；還有一些比較昂貴、不便移動或者日常使用不到的器材，如游標卡尺、直流電源等，學生們可以提交申請，到所在的物理科學與技術學院的基礎物理實驗室借用。興趣小組將小制作完成后，我們要求他們拍攝一個演示視頻。上課的時候，在兩節課的課間播放視頻，向同學展示小組成果。如果小制作便于移動和操作，就讓他們在課間直接展示。在兩學期的實施中，物理小制作很受學生歡迎。也出現了一些優秀的作品，我們認為該項目比較好地實現了預期的目的。3.物理小論文。為了引導學生進行發散性思考，增加對學生的了解，增強與他們的互動，我們設置了物理小論文的附加作業，其內容與題材的自由度很大。小論文只有幾點基本的要求：一是主題要與物理有關，具體內容不限，可以寫自己學習物理的歷程，對某個物理原理的思考，也可以寫與物理教師的故事等；二是格式要求按照論文的一般格式，這是每個大學生都需要學習的，只是正文可以按照上述要求寫自己想寫的東西。這項作業我們從第一節課就布置下去，提交作業的截止日期到期末考試之前。給學生留了整個學期的時間，可以使同學們有充足的時間去思考物理，自己發現物理的可愛之處。如我們所愿，同學們已經提交的小論文內容十分豐富，從極光到宇宙星空，從汽車到火箭，從動漫、科幻小說到科幻電影。很多同學思考頗為深刻，甚至還有一些同學進行了理論原理的研究。由此可見，同學們并不是對物理沒有興趣，只是需要正確的引導。同時，我們發現很多學生喜歡讀劉慈欣的科幻小說《三體》，與之相關的讀后感比較多。這也提示我們在今后的教學中可以嘗試將科幻小說中的一些物理知識融入課堂，以增強教學的趣味性。

四、結語

大學物理是一門重要的基礎學科。對于醫學生，物理知識和物理思維同樣十分重要。醫學是以人體為研究對象的生命科學，生命現象屬于物質的高級運動形式。尤其是現代醫學，已從宏觀形態進入到微觀機制研究，其與物理學的關系日益緊密。學好大學物理有助于醫學生在以后的學習和工作中舉一反三，快速接受新的知識和技能。因此，我們從事大學物理教學的教師們應該積極想辦法改進教學形式，提高教學質量，努力為國家培養高素質的醫學人才。

參考文獻：

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作者：全紅 敖經盛 孔祥躍 單位：武漢大學 物理科學與技術學院