醫(yī)學(xué)院?！搬t(yī)用物理”研究性教學(xué)模式實踐*

楊艷妮 王郡婕 李金霞

西安醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)系，陜西省西安市 710021

醫(yī)用物理是物理學(xué)和醫(yī)學(xué)結(jié)合而成的一個邊緣學(xué)科，是醫(yī)學(xué)院校開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。醫(yī)學(xué)發(fā)展中的基礎(chǔ)技術(shù)方案需要物理學(xué)的新知識和新技術(shù)的支撐，物理學(xué)的新研究內(nèi)容又會隨著醫(yī)學(xué)的逐漸發(fā)展而相繼產(chǎn)生。高等醫(yī)學(xué)院校開設(shè)的醫(yī)用物理是以高中物理為基礎(chǔ)，更加系統(tǒng)、全面的介紹了物理學(xué)幾大領(lǐng)域的內(nèi)容，其主要目的是為了擴(kuò)大學(xué)生的物理知識領(lǐng)域，為后續(xù)的醫(yī)學(xué)專業(yè)課做好一定的物理知識儲備。然而，在醫(yī)用物理的課堂教學(xué)中，如何將醫(yī)學(xué)上的前沿知識、技術(shù)、方法和成果與物理學(xué)緊密的融合在一起，提高學(xué)生對知識的實際運用能力，正確認(rèn)識醫(yī)學(xué)和物理間的關(guān)系，提高學(xué)習(xí)興趣？研究性教學(xué)滿足了當(dāng)代對人才培養(yǎng)的需求，它是現(xiàn)代教學(xué)理念的最佳實踐，反映了當(dāng)代高校中教學(xué)與科研間相輔相成的關(guān)系[1]。研究性教學(xué)的出現(xiàn)源于對傳統(tǒng)的灌輸教育弊端的反思，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方案的設(shè)計重在塑造學(xué)生的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。自教育部明確提出高校“要積極推動研究性教學(xué)”以來,很多高校都開展了研究性教學(xué)，并在各學(xué)科的教學(xué)實踐中得到應(yīng)用[2-5]。近幾年，我們在醫(yī)用物理的課程建設(shè)中，也進(jìn)行了教學(xué)方法的改革，在教學(xué)中引入研究性教學(xué)思想，取得了一定的成功。

1 研究性教學(xué)的理論依據(jù)

1.1 現(xiàn)代教育理論的實踐 在過去的一百年里，心理學(xué)家對“學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的？學(xué)習(xí)有哪些規(guī)律？學(xué)習(xí)應(yīng)以怎樣的方式進(jìn)行？”等問題進(jìn)行了深入的研究，其中最具代表性的是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論，它代表了現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論發(fā)展的新特征和未來心理學(xué)發(fā)展的新走向。建構(gòu)主義是指學(xué)習(xí)者可在他人的幫助下，利用一切資源，在特定的環(huán)境下完成知識的建構(gòu)，它更加注重學(xué)生主動建構(gòu)和主動探究知識，來提高學(xué)生的創(chuàng)造能力和實踐應(yīng)用能力[6]。研究性教學(xué)恰是現(xiàn)代教育理論的實際應(yīng)用。

1.2 教學(xué)與科研的有機(jī)結(jié)合 哈佛學(xué)院前任院長在他的著作《失去靈魂的卓越》中指出，一味地追求學(xué)術(shù)成果，遺忘了教書育人才是高校的第一任務(wù)，這種做法無疑是一種失去靈魂的卓越[7]。中科院錢偉長院士在談?wù)摻虒W(xué)與科研的關(guān)系時曾說，沒有科研的教學(xué)就是失去靈魂的教育，高校的教學(xué)就成了無源之水，無本之木[8]。教師可以通過教學(xué)過程不斷的加深和完善自己的專業(yè)知識，還可以將自己的科研經(jīng)驗通過教學(xué)傳授給學(xué)生，使學(xué)生明白如何提出問題、分析問題、解決問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力；在教學(xué)之余，適當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究可幫助教師了解本專業(yè)的最新動態(tài)和拓寬知識面，進(jìn)而更新教學(xué)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在豐富的科研背景基礎(chǔ)上的教學(xué)，才能培養(yǎng)出滿足社會需求的創(chuàng)新型人才。傳統(tǒng)的教學(xué)方法——傳道授業(yè)解惑已不符合我國高等教育的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，研究性教學(xué)正好能促使科研與教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

2 研究性教學(xué)的原則

2.1 教師的主導(dǎo)作用 有效的教學(xué)離不開教師的組織和引導(dǎo)，教師在教學(xué)方案設(shè)計中要確定各個教學(xué)環(huán)節(jié)的時間分配和組織方式，包括教師講授、學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)成果展示、教師指點和學(xué)生互評等。在教學(xué)方案的設(shè)計中，教師可利用不同的方法創(chuàng)設(shè)情景來激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、努力建構(gòu)自己的知識體系。根據(jù)醫(yī)用物理課程的特點，教師通過梳理教學(xué)內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，挖掘知識結(jié)論本身所對應(yīng)的問題，創(chuàng)設(shè)與教學(xué)目標(biāo)相一致的情境問題。

2.2 學(xué)生的全體參與與體驗 研究性教學(xué)能讓學(xué)生親身體驗研究中所經(jīng)歷的困惑和成功后的喜悅，讓他們更深刻的感悟科學(xué)精神的意義。學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)以小組為單位，小組成員在整個課程教學(xué)過程中是固定的。要求每個成員都要有機(jī)會作為某次研究性學(xué)習(xí)成果展示的主講，而小組的其他成員必須參與回答教師和其他小組的提問。

2.3 教學(xué)方式的多樣性 雖然研究性教學(xué)模式在許多學(xué)科中都得到了認(rèn)同和推崇，它也與高等教育的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)相吻合，但在教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生知識結(jié)構(gòu)等條件決定了我們不能采用單一的教學(xué)模式和方法。因此，應(yīng)采用研究性教學(xué)和傳授式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，讓學(xué)生在獲得新知識的同時，掌握到研究的方法，體驗到研究的快樂。

3 研究性教學(xué)情境實例

研究性教學(xué)和傳授式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式以“情境”為基礎(chǔ)，能否創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)要求的問題情境，將直接影響教學(xué)的成敗。合理有效的問題情境能使學(xué)生輕松地理解所學(xué)的物理概念和規(guī)律，提高學(xué)生自主思考和解決問題的能力。下面是醫(yī)用物理課堂的幾個典型應(yīng)用型課題的問題創(chuàng)設(shè)情境。

3.1 彎曲液面的附加壓強(qiáng) 如果在一個管子的兩端吹2個大小不同的肥皂泡，中間的活塞打開后，兩泡相通。問題1：管子兩端的肥皂泡會發(fā)生怎樣的變化？最終會達(dá)到一個什么狀態(tài)？問題2：人體內(nèi)的3億多個肺泡大小不同，且有些彼此相連，那么相連的肺泡為什么沒有出現(xiàn)上述例子中的情況呢？問題3：人體內(nèi)肺泡表面的附加壓強(qiáng)是由哪些因素決定的呢？問題4：新生兒為什么要以大聲啼哭的強(qiáng)烈動作進(jìn)行第一次呼吸？

3.2 泊肅葉定律 法國醫(yī)生泊肅葉通過研究血液在血管內(nèi)的流動情況，并進(jìn)行了大量的實驗，得出了黏性流體在等截面水平細(xì)圓管內(nèi)作層流時，體積流量和管子兩端的壓強(qiáng)差是正比關(guān)系，和流阻成反比。問題1：體循環(huán)系統(tǒng)的每段血管的血液總流量相同，流阻和管段兩端壓強(qiáng)差有什么關(guān)系呢？問題2：在體循環(huán)系統(tǒng)中，小動脈、大動脈和毛細(xì)血管中，誰的流阻最大？誰的血壓降最大？問題3：哪些方法可以減小流阻來降低血壓？

3.3 伯努利方程的應(yīng)用 理想流體在等截面的管中流動，若流速不變，則伯努利方程給出了壓強(qiáng)和高度之間的反比關(guān)系。問題1：在帕斯卡裂桶實驗中，為什么只用一杯水就可以把桶壓裂？問題2:為什么要選擇與心臟同高的上臂處作為測量血壓的部位？問題3:人體血壓是計示壓強(qiáng)還是絕對壓強(qiáng)？其單位是什么？以上3個例子中的問題，都需要學(xué)生查閱資料，小組討論等形式來解答，學(xué)生參與到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，對問題的理解才會深刻，對知識的掌握才會牢固。教師精心設(shè)計的教學(xué)方案和學(xué)生的主動參與相結(jié)合，才能使學(xué)生的各項能力得到提高。

4 討論

研究性教學(xué)模式的目的是在課堂教學(xué)中引入科學(xué)研究的思想，使學(xué)生在探究的過程中自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和邏輯思維能力。但是，在實施研究性教學(xué)模式的同時，還要確保完成教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，因此，還應(yīng)注意以下兩個問題：(1)學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)的過程中，面臨的往往是復(fù)雜的綜合性問題，這不僅需要多數(shù)學(xué)生智慧的碰撞或分工合作、互相學(xué)習(xí)、相互爭論、相互啟發(fā)，更需要教師在各個階段給予學(xué)生指導(dǎo)和幫助，因此，必須建立一個相互學(xué)習(xí)的平臺，為學(xué)生提供各種學(xué)習(xí)資源——動畫、視頻、文獻(xiàn)等多種形式的資料。(2)在課表安排的時間內(nèi)很難有效的實施研究性教學(xué)，學(xué)生在課前、課后都需要花費大量的時間來學(xué)習(xí)和討論，因此，傳統(tǒng)的成績評價體系已不能適應(yīng)新的教學(xué)方法。一個有效的評價體系應(yīng)重視學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度和學(xué)習(xí)結(jié)果，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能發(fā)現(xiàn)自我和欣賞別人。