醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)的理論與實(shí)踐研究*

黃　河，王昌軍，王亞平，王克難，王艷麗

（遼寧醫(yī)學(xué)院 公共基礎(chǔ)學(xué)院物理學(xué)教研室，遼寧錦州121001）

醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)的理論與實(shí)踐研究*

黃河，王昌軍，王亞平，王克難，王艷麗

（遼寧醫(yī)學(xué)院 公共基礎(chǔ)學(xué)院物理學(xué)教研室，遼寧錦州121001）

大規(guī)模開放在線課程（MassiveOpen Online Course，MOOC）作為一種嶄新的教學(xué)模式，引發(fā)了教育教學(xué)領(lǐng)域的深刻變革。很多課程嘗試把MOOC教學(xué)模式有效的融合進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)之中。本文在對醫(yī)用物理學(xué)這門課程性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，以遼寧醫(yī)學(xué)院為例研究MOOC教學(xué)模式應(yīng)用于醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)實(shí)踐及意義。結(jié)果表明應(yīng)用MOOC教學(xué)模式可以獲得較好的教學(xué)效果，MOOC教學(xué)模式適用于醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)并有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，并提升其分析、解決問題的能力。

醫(yī)用物理學(xué)；MOOC；Moodle

一、引言

醫(yī)用物理學(xué)是一門將物理學(xué)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷與治療的學(xué)科，是醫(yī)藥院校本科生必修的基礎(chǔ)理論課之一[1]，該門課程的教學(xué)目的是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會將物理學(xué)的概念、原理、規(guī)律在醫(yī)學(xué)上進(jìn)行應(yīng)用[2]。

2012年以來，以Coursera、Udacity和edX等為先驅(qū)和代表的MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模開放在線課程）開放式互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺教學(xué)模式迅速發(fā)展起來[3]。MOOC的興起為醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)提供了新的教學(xué)方法與模式借鑒。

本文在對醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，嘗試運(yùn)用MOOC教學(xué)模式提高醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

二、醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)存的問題

醫(yī)用物理學(xué)是一門醫(yī)學(xué)與物理學(xué)的交叉學(xué)科，在醫(yī)用物理學(xué)的教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：

1.理論學(xué)時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容分散，擴(kuò)展知識點(diǎn)不易展開

醫(yī)用物理學(xué)的內(nèi)容覆蓋了物理學(xué)中力學(xué)、電磁學(xué)、流體力學(xué)、振動學(xué)及光學(xué)等內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容較為分散，章與章之間的關(guān)聯(lián)性較低。這些教學(xué)內(nèi)容在工科院校的課時(shí)一般在108學(xué)時(shí)以上，并分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué)。然而，在醫(yī)藥院校，醫(yī)用物理學(xué)的理論教學(xué)課時(shí)嚴(yán)重不足。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在全國近105所醫(yī)藥院校內(nèi)，72%被調(diào)查院校的醫(yī)用物理學(xué)理論課學(xué)時(shí)數(shù)不足60學(xué)時(shí)[4-6]，而我校的醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)僅為40學(xué)時(shí)。在這樣有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，教師很難在課堂上對醫(yī)用物理學(xué)應(yīng)用方面擴(kuò)展知識做詳細(xì)的講解，更不能安排課時(shí)對教授的知識做總結(jié)與復(fù)習(xí)及習(xí)題的講解。如何在較少的課時(shí)內(nèi)完成繁重的教學(xué)內(nèi)容成為醫(yī)用物理學(xué)課程教學(xué)的難題。

2．學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)不夠

醫(yī)用物理學(xué)課程在醫(yī)藥院校中一般為必修考查類課程，知識點(diǎn)與醫(yī)學(xué)主干課較遠(yuǎn)，學(xué)生通常不能對此課程引起足夠的重視，缺乏自主學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生對醫(yī)用物理學(xué)課程課前不預(yù)習(xí)，課后很少復(fù)習(xí)，對課程的理解慢且掌握不夠。同時(shí)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師主要以講授法為主，學(xué)生被動聽課，教師與學(xué)生缺少有效的互動。很多學(xué)生對醫(yī)用物理學(xué)的學(xué)習(xí)只是停留在課堂上教師的授課內(nèi)容，學(xué)生很難將醫(yī)用物理學(xué)應(yīng)用于其他相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)之中。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教學(xué)的時(shí)間通常是比較固定的，但各學(xué)生的作息時(shí)間不同，學(xué)生很難自主選擇自己效率較高的時(shí)間來學(xué)習(xí)課程。

3．實(shí)驗(yàn)課時(shí)緊張，實(shí)驗(yàn)條件有限

物理學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)。合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力，而且可以促進(jìn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)用物理學(xué)的積極性。然而，在醫(yī)藥院校，醫(yī)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的課時(shí)卻嚴(yán)重不足。據(jù)調(diào)查，在全國近105所醫(yī)藥院校內(nèi)，70%被調(diào)查院校的醫(yī)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)低于30學(xué)時(shí)[7]，我校醫(yī)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)僅為16學(xué)時(shí)。同時(shí)，醫(yī)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)費(fèi)投入有限，實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對陳舊，嚴(yán)重地制約了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新。由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)及設(shè)備的限制，很多與理論教學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)很難讓學(xué)生自己親自動手完成，因而缺少理論與實(shí)踐的結(jié)合，影響了學(xué)生對理論知識的掌握和理解。

4．教學(xué)反饋形式匱乏，周期長

課堂效果應(yīng)及時(shí)反饋、及時(shí)改進(jìn)，才能獲得較好的教學(xué)效果。然而在醫(yī)用物理學(xué)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的反饋卻僅僅停留在課后作業(yè)、期中、期末測試等反饋形式，反饋形式嚴(yán)重不足。由于醫(yī)用物理學(xué)是醫(yī)藥院校幾乎所有專業(yè)的必修課，課程學(xué)生人數(shù)多，教師很難及時(shí)的對作業(yè)進(jìn)行批改，了解學(xué)生對知識的掌握程度。教師即使在得到反饋后也很難再對教學(xué)進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)以提高教學(xué)效果。另外，由于在教學(xué)過程中缺少師生間的互動，同時(shí)也缺少針對重點(diǎn)、難點(diǎn)的討論等內(nèi)容，影響了對學(xué)生獨(dú)立思考、分析及解決問題的能力的培養(yǎng)。

三、醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)實(shí)踐

1．醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)的先備條件

（1）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

2008年，我校完成了校園網(wǎng)的拓?fù)浣ㄔO(shè)，建成了一個(gè)覆蓋整個(gè)主校區(qū)和分校區(qū)呈星形結(jié)構(gòu)的千兆校園網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)百兆帶寬到桌面。2013年，實(shí)現(xiàn)校園Wi-Fi全覆蓋。校園網(wǎng)建設(shè)方便了學(xué)生訪問MOOC服務(wù)器，滿足了多媒體上傳及下載的需要，為醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)提供了網(wǎng)絡(luò)條件。

（2）硬件環(huán)境保障

學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心提供了服務(wù)器，采用Windows Server 2003操作系統(tǒng)以及PHP+MySQL的運(yùn)行環(huán)境，可以滿足安裝課程平臺服務(wù)的需要，為醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)提供了硬件保障。同時(shí)，學(xué)校建設(shè)專門的視頻錄制教室，為視頻錄制及制作提供硬件保障。

（3）軟件環(huán)境支持

本課程采用課程管理平臺Moodle作為MOOC課程平臺。Moodle提供了如課件、練習(xí)、測驗(yàn)、作業(yè)、考試等豐富的教學(xué)活動形式，也支持論壇、投票等教學(xué)反饋形式，Moodle還支持一部分學(xué)生管理的功能，如選課、成績管理等，其功能可以滿足MOOC教學(xué)模式的需要。Moodle是一個(gè)免費(fèi)的開源課程管理系統(tǒng)，因此使用其不需支付版權(quán)費(fèi)用。

（4）人力資源支持

學(xué)校組織多次MOOC相關(guān)內(nèi)容的培訓(xùn)，通過培訓(xùn)教師對MOOC的教學(xué)模式有了更為深刻的理解，也學(xué)會了如何以MOOC的方式來安排課程。同時(shí)，學(xué)?，F(xiàn)代教育中心配備專職人員對視頻進(jìn)行后期加工處理，為MOOC課程提供服務(wù)。

2.醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的重構(gòu)

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式不同，MOOC教學(xué)模式可以提供在線學(xué)習(xí)資源。在醫(yī)用物理學(xué)中的MOOC教學(xué)實(shí)踐中，我們采用了線上與線下教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了重構(gòu)。首先，我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了劃分，將預(yù)習(xí)、知識點(diǎn)的講解、討論、課后作業(yè)和測驗(yàn)等環(huán)節(jié)移到線上進(jìn)行。在線下的課堂教學(xué)中，教師主要對重點(diǎn)和難點(diǎn)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與講解，并對學(xué)生提出的問題進(jìn)行討論與答疑。

在MOOC教學(xué)模式中，需要將每一知識點(diǎn)做成獨(dú)立的教學(xué)視頻，才能方便學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。在制作教學(xué)視頻方面，我們首先在原有的多媒體課件的基礎(chǔ)上，將每一個(gè)知識點(diǎn)做成獨(dú)立的課件。之后我們采用錄屏的方式將課件制作成視頻，并用攝像頭錄制教師講解的過程。最后運(yùn)用視頻剪輯軟件將課件與教師講解過程合并生成各個(gè)知識點(diǎn)獨(dú)立的教學(xué)視頻。

3.醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)設(shè)計(jì)

我們針對醫(yī)用物理學(xué)課程的特點(diǎn)，采用MOOC的教學(xué)模式，重點(diǎn)在以下三個(gè)方面對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行重構(gòu)：

（1）合理安排教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力

在每次上課前，我們將可以激發(fā)學(xué)生思考的預(yù)習(xí)資料及每個(gè)知識點(diǎn)的課程視頻及教學(xué)課件發(fā)布于課程平臺上，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)與理解。同時(shí)，我們還對一些課上不做重點(diǎn)講解的知識點(diǎn)加上擴(kuò)展鏈接，提供更豐富的網(wǎng)絡(luò)資源供學(xué)有余力的學(xué)生開拓視野。如針對為什么由簡諧振動可以構(gòu)成任何復(fù)雜的振動，并聯(lián)系心電圖的分析來講解決傅立葉級數(shù)。為了督促學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)與自主學(xué)習(xí)，在課程平臺上布置了預(yù)習(xí)作業(yè)，并要求在上課前完成。

（2）增添模擬實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析解決問題能力

在課程平臺上增加了模擬實(shí)驗(yàn)來增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。例如針對等響曲線的理解，通過計(jì)算機(jī)模擬，來播放幅度相同，頻率不同的聲音，讓學(xué)生對人耳對不同頻率的聲音感受到的響度不同。在流體力學(xué)中針對泊肅葉定律，將液體粘滯系數(shù)測定的實(shí)驗(yàn)的原理結(jié)合進(jìn)行講解，讓學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合。同時(shí)，學(xué)生可以模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境上操作由于經(jīng)費(fèi)限制不能真實(shí)操作的實(shí)驗(yàn)，在一定程度上緩解了經(jīng)費(fèi)限制對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響。模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境使學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)，提高了學(xué)生分析解決問題能力。

（3）加強(qiáng)課程反饋，改進(jìn)教學(xué)方法與策略

我們在課程平臺上設(shè)置有論壇，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中，遇到不明白的知識點(diǎn)可以在論壇中及時(shí)反饋，教師此時(shí)的主要任務(wù)是在課程平臺上回答學(xué)生的提問。同時(shí)教師還可以將有代表性的問題及學(xué)生比較關(guān)心的問題記錄下來，在線下的課程中進(jìn)行統(tǒng)一的回答與講解。例如在論壇中學(xué)生普遍關(guān)心心電圖相關(guān)問題，我們在論壇中與學(xué)生對如導(dǎo)聯(lián)的意義，怎樣通過導(dǎo)聯(lián)獲得一個(gè)相對的零電勢點(diǎn)，每一導(dǎo)聯(lián)的波形代表的意義等問題進(jìn)行了討論。通過討論，學(xué)生加深了電場、電勢等醫(yī)用物理學(xué)知識點(diǎn)的理解。

在每章的最后，在課程平臺上設(shè)有針對該章的重點(diǎn)與難點(diǎn)的代表性的問題來檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。教師可以在課程平臺上查看學(xué)生測驗(yàn)的作答及完成情況，并根據(jù)學(xué)生的作答及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度與教學(xué)計(jì)劃。

四、醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)效果

我們選取同年級同專業(yè)學(xué)習(xí)狀況基本相同的影像1班和影像2班兩個(gè)班級進(jìn)行醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式對比。對于影像1班采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而對于影像2班采用MOOC教學(xué)模式。這兩個(gè)班的具體教學(xué)對比如表1所示。

表1　醫(yī)用物理學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)與MOOC教學(xué)對比

從表1可以看出，課前準(zhǔn)備階段,采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的影像1班的學(xué)生主要以預(yù)習(xí)為主，而采用MOOC教學(xué)的影像2班學(xué)生課前準(zhǔn)備的形式有視頻教學(xué)、預(yù)習(xí)作業(yè)、在線的交流與討論等，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性強(qiáng)，學(xué)生參與度高。

課上教學(xué)階段，影像2班采用MOOC教學(xué)模式，課堂上教師對重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行講解，教師講解的內(nèi)容和時(shí)間大幅度壓縮，而節(jié)約出來的課堂時(shí)間主要以互動提問、討論和答疑形式來完成。由于學(xué)生課前做了充分自主學(xué)習(xí)，學(xué)生響應(yīng)積極，課堂氣氛較活躍。影像1班采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師以講授為主，學(xué)生被動聽課，課堂氣氛一般。

在課后復(fù)習(xí)階段，采用MOOC教學(xué)模式的影像2班學(xué)生在課程平臺上完成練習(xí)，學(xué)生可以自主選擇時(shí)間來完成作業(yè)并提交，學(xué)生對于作業(yè)中的問題可以通過課程平臺提問，教師可以通過教學(xué)平臺了解學(xué)生作業(yè)中存在的問題，及時(shí)調(diào)整后續(xù)內(nèi)容的教學(xué)策略。而影像1班的學(xué)生與教師的溝通較少，教師很難及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法與策略。

在期末課程的終結(jié)測試中，我們對兩個(gè)班使用同樣的試卷進(jìn)行終結(jié)考試，測試的結(jié)果顯示，采用MOOC教學(xué)模式的影像1班平均分、通過率、優(yōu)秀率都高于采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的影像1班，這說明采用MOOC教學(xué)模式可以促進(jìn)學(xué)生對知識的掌握，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

我們對參與MOOC教學(xué)模式的影像2班做了調(diào)查，80%的學(xué)生覺得MOOC這種教學(xué)形式，讓他們更好利用自己的時(shí)間來學(xué)習(xí)，76%學(xué)生表示今后還希望參與其他MOOC課程的學(xué)習(xí)。

五、總結(jié)

本文利用MOOC教學(xué)模式對醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，通過合理安排教學(xué)內(nèi)容，提供多類型的學(xué)習(xí)資源，增添模擬實(shí)驗(yàn)和加強(qiáng)課程反饋等方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力。結(jié)果表明，采用MOOC教學(xué)模式，可以獲得較好的教學(xué)效果，并有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。當(dāng)然醫(yī)用物理學(xué)MOOC教學(xué)還有很多需要繼續(xù)完善的地方，需要我們繼續(xù)在實(shí)踐中不斷探索，努力為醫(yī)用物理學(xué)課程的學(xué)習(xí)開辟更加便捷的途徑，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

[1]胡新珉.醫(yī)用物理學(xué)(第五版)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社，2001.

[2]王亞平.醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)中的案例教學(xué)法探析[J].中國醫(yī)用物理學(xué)雜志,2010（1）.

[3]張紅光,李永濤,劉勝利等.MOOC教學(xué)模式與大學(xué)物理雙語教學(xué)的有機(jī)融合[J].科教文匯,2015,(14):49-50.

[4]喀蔚波,孫大公,苑桂紅,李玉梅.醫(yī)藥類專業(yè)物理課程教學(xué)存在的問題及對策[J].大學(xué)物理,2005,(11):48-51.

[5]童家明,劉成玉,周曉彬等.普通高等學(xué)校醫(yī)藥類專業(yè)物理理論課教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查[J].大學(xué)物理,2005,24(7).

[6]侯淑蓮,李石玉,馬新超等.關(guān)于醫(yī)藥學(xué)院校物理課程的思考[J].大學(xué)物理,2005,24(5).

[7]童家明,劉成玉,周曉彬等.普通高等學(xué)校醫(yī)藥類專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查 [J].物理與工程,2005,15 (4):42-46.

（編輯：郭桂真）

G434

A

1673-8454（2016）22-0032-03

遼寧醫(yī)學(xué)院教改研究項(xiàng)目（YA2013049）。