醫(yī)學(xué)類專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)嘗試

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摘要：大學(xué)物理是醫(yī)學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)課，但是教學(xué)效果通常不甚理想。文章分析了醫(yī)學(xué)專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)存在的問(wèn)題，并詳細(xì)介紹了幾點(diǎn)改進(jìn)教學(xué)的新嘗試。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)類專業(yè)；大學(xué)物理教學(xué)；醫(yī)學(xué)生；教學(xué)改革

一、引言

大學(xué)物理是醫(yī)學(xué)類專業(yè)醫(yī)學(xué)生第一學(xué)年的一門基礎(chǔ)課，根據(jù)我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，醫(yī)學(xué)生大學(xué)物理的教學(xué)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）課時(shí)少，任務(wù)重。以我們的教學(xué)安排為例，一個(gè)學(xué)期共設(shè)72個(gè)學(xué)時(shí)，需要完成大學(xué)物理上、下兩冊(cè)所有內(nèi)容的教學(xué)。大學(xué)物理本身就是難度較大的一門課，又要在有限的時(shí)間內(nèi)講授較多的知識(shí)。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，難免會(huì)因?yàn)橼s進(jìn)度造成課堂內(nèi)容的枯燥；對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，沒(méi)有足夠的時(shí)間消化和吸收學(xué)到的新知識(shí)。（2）學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣不足，這是很多非物理專業(yè)學(xué)生的通病。具體到醫(yī)學(xué)類專業(yè)，很多學(xué)生認(rèn)為，物理與醫(yī)學(xué)沒(méi)有關(guān)系，要做一名醫(yī)生，只要學(xué)會(huì)看病就行了，學(xué)物理沒(méi)有實(shí)際意義。有了這種想法，學(xué)生就只會(huì)機(jī)械式地應(yīng)付考試，學(xué)習(xí)效果也會(huì)大打折扣。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，我們從以下兩個(gè)方面做出了一些嘗試。

二、強(qiáng)調(diào)物理與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系

大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)其他學(xué)科的發(fā)展具有推動(dòng)作用，與很多學(xué)科有交叉。在醫(yī)學(xué)方面，某些疾病的病因與治療方法有其物理原理，醫(yī)學(xué)儀器大多也是根據(jù)基礎(chǔ)的物理原理制造和使用的。為了使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)學(xué)學(xué)物理的意義，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中努力將物理與醫(yī)學(xué)結(jié)合起來(lái)，在完成基礎(chǔ)知識(shí)講授的前提下，介紹一些與物理原理對(duì)應(yīng)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。以下列舉幾個(gè)在教學(xué)過(guò)程中使用的例子。1.流體力學(xué)。在大學(xué)物理教學(xué)中，流體力學(xué)并不是重點(diǎn)。但是在醫(yī)學(xué)中，流體力學(xué)與血流關(guān)系密切。因此，我們抽出一部分時(shí)間介紹一些流體力學(xué)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。如動(dòng)脈粥樣硬化和血壓的測(cè)量，動(dòng)脈粥樣硬化的形成過(guò)程可用初步的流體力學(xué)知識(shí)解釋，將血液看成在動(dòng)脈中穩(wěn)定流動(dòng)的理想流體。由于動(dòng)脈內(nèi)有脂質(zhì)堆積使該處動(dòng)脈的橫截面積縮小，從而該處血液的流速變大、壓強(qiáng)變小，更多脂質(zhì)再堆積，形成惡性循環(huán)，造成動(dòng)脈粥樣硬化。用血壓計(jì)測(cè)量血壓則涉及湍流。液體作湍流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生人耳聽覺(jué)范圍之內(nèi)的聲音。測(cè)量血壓時(shí)，當(dāng)血壓計(jì)袖帶中的壓強(qiáng)稍低于心臟的收縮壓時(shí)，血液通過(guò)被壓扁的血管形成湍流，此時(shí)在聽診器中可聽到湍流聲；當(dāng)袖帶中的壓強(qiáng)繼續(xù)降低，血管完全恢復(fù)原狀時(shí)，湍流聲消失，這時(shí)袖帶的壓強(qiáng)恰好與心臟的舒張壓一致。2.聲學(xué)。提到聲學(xué)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，學(xué)生們很容易就能想到超聲成像。我們?cè)谏险n時(shí)通過(guò)播放科普視頻向?qū)W生們系統(tǒng)介紹了超聲成像的原理。超聲在人體內(nèi)傳播的時(shí)候，在兩種不同組織的界面處會(huì)發(fā)生反射和折射，在同一組織中傳播的時(shí)候也會(huì)因?yàn)槿梭w組織的不均勻性發(fā)生折射。超聲通過(guò)不同的器官和組織就會(huì)得到不同的反射和散射信號(hào)，這些信號(hào)最后通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為我們看到的超聲圖像。進(jìn)一步學(xué)習(xí)的多普勒效應(yīng)又可用于彩色多普勒超聲成像。3.光學(xué)。我們的眼睛就是一套精密的光學(xué)系統(tǒng)。有的同學(xué)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(xué)生們的專業(yè)和生活聯(lián)系起來(lái)了。此外，還有許多例子，如力學(xué)在骨骼和運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用、電磁學(xué)在核磁共振成像中的應(yīng)用、核物理在核醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用以及醫(yī)用直線加速器的原理和應(yīng)用等。這樣可以使學(xué)生更多地了解物理在醫(yī)學(xué)中的作用和意義，也可以使教師在教學(xué)過(guò)程中更好地與學(xué)生互動(dòng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中減少恐懼感，同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、作業(yè)形式多樣化

有些學(xué)生不喜歡學(xué)學(xué)物理，這是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為學(xué)學(xué)物理沒(méi)有意義，還有就是平時(shí)作業(yè)的題目難度較大，做起來(lái)吃力，使學(xué)生學(xué)起來(lái)沒(méi)有成就感，久而久之就失去了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。毫無(wú)疑問(wèn)，學(xué)習(xí)興趣與積極性的提高可以帶來(lái)學(xué)習(xí)效果的提高。因此，我們?cè)谧鳂I(yè)方面做了幾點(diǎn)嘗試。除了常規(guī)的課后作業(yè)外，我們還增加了其他形式的作業(yè)，包括以興趣小組為單位的科學(xué)小制作、圍繞“物理”展開的不限制內(nèi)容和形式的小論文等。為了鼓勵(lì)學(xué)生參與小制作和小論文，我們將其成果按一定比例的權(quán)重記為學(xué)生的期末總評(píng)成績(jī)。1.課堂作業(yè)。在大學(xué)物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)有“明白知識(shí)點(diǎn)，但是做題卻不知從何下手”的苦惱。鑒于此，我們?cè)诿刻谜n講授完比較重要的公式之后，都會(huì)對(duì)應(yīng)地選擇難度適中、比較典型的題目作為課堂作業(yè)，等大部分學(xué)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(shí)間，又可以演示典型的解題方法，還起到督促學(xué)生當(dāng)堂消化知識(shí)點(diǎn)的作用，而適中的難度又可以幫助學(xué)生增強(qiáng)解題的自信心。2.物理小制作。為了使學(xué)生更加直觀地感受物理的魅力，提高對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣及動(dòng)手能力，輔以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的精神。我們提倡同學(xué)們以小組為單位，進(jìn)行一些簡(jiǎn)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(hào)中的“正經(jīng)玩”欄目為參考。選擇多個(gè)操作難度適中且直接應(yīng)用了所學(xué)知識(shí)的小制作或小實(shí)驗(yàn)。對(duì)應(yīng)教學(xué)進(jìn)度分為力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等幾類，在此范圍內(nèi)讓同學(xué)們自由選擇、自由組合。器材方面，我們?yōu)閷W(xué)生提供了最大的便利。一些常見的、價(jià)格較低的器材，如銅絲、電池等，由我們提供經(jīng)費(fèi)，讓學(xué)生自行購(gòu)買；還有一些比較昂貴、不便移動(dòng)或者日常使用不到的器材，如游標(biāo)卡尺、直流電源等，學(xué)生們可以提交申請(qǐng)，到所在的物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室借用。興趣小組將小制作完成后，我們要求他們拍攝一個(gè)演示視頻。上課的時(shí)候，在兩節(jié)課的課間播放視頻，向同學(xué)展示小組成果。如果小制作便于移動(dòng)和操作，就讓他們?cè)谡n間直接展示。在兩學(xué)期的實(shí)施中，物理小制作很受學(xué)生歡迎。也出現(xiàn)了一些優(yōu)秀的作品，我們認(rèn)為該項(xiàng)目比較好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的。3.物理小論文。為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思考，增加對(duì)學(xué)生的了解，增強(qiáng)與他們的互動(dòng)，我們?cè)O(shè)置了物理小論文的附加作業(yè)，其內(nèi)容與題材的自由度很大。小論文只有幾點(diǎn)基本的要求：一是主題要與物理有關(guān)，具體內(nèi)容不限，可以寫自己學(xué)習(xí)物理的歷程，對(duì)某個(gè)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(gè)大學(xué)生都需要學(xué)習(xí)的，只是正文可以按照上述要求寫自己想寫的東西。這項(xiàng)作業(yè)我們從第一節(jié)課就布置下去，提交作業(yè)的截止日期到期末考試之前。給學(xué)生留了整個(gè)學(xué)期的時(shí)間，可以使同學(xué)們有充足的時(shí)間去思考物理，自己發(fā)現(xiàn)物理的可愛之處。如我們所愿，同學(xué)們已經(jīng)提交的小論文內(nèi)容十分豐富，從極光到宇宙星空，從汽車到火箭，從動(dòng)漫、科幻小說(shuō)到科幻電影。很多同學(xué)思考頗為深刻，甚至還有一些同學(xué)進(jìn)行了理論原理的研究。由此可見，同學(xué)們并不是對(duì)物理沒(méi)有興趣，只是需要正確的引導(dǎo)。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生喜歡讀劉慈欣的科幻小說(shuō)《三體》，與之相關(guān)的讀后感比較多。這也提示我們?cè)诮窈蟮慕虒W(xué)中可以嘗試將科幻小說(shuō)中的一些物理知識(shí)融入課堂，以增強(qiáng)教學(xué)的趣味性。

四、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)物理是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科。對(duì)于醫(yī)學(xué)生，物理知識(shí)和物理思維同樣十分重要。醫(yī)學(xué)是以人體為研究對(duì)象的生命科學(xué)，生命現(xiàn)象屬于物質(zhì)的高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式。尤其是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，已從宏觀形態(tài)進(jìn)入到微觀機(jī)制研究，其與物理學(xué)的關(guān)系日益緊密。學(xué)好大學(xué)物理有助于醫(yī)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和工作中舉一反三，快速接受新的知識(shí)和技能。因此，我們從事大學(xué)物理教學(xué)的教師們應(yīng)該積極想辦法改進(jìn)教學(xué)形式，提高教學(xué)質(zhì)量，努力為國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)：

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[3]沈黃晉,黃慧明,周國(guó)全.大學(xué)物理學(xué)(上冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2017:132-133.

作者：全紅 敖經(jīng)盛 孔祥躍 單位：武漢大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院