医学类专业大学物理教学尝试

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摘要：大学物理是医学生的一门重要的基础课，但是教学效果通常不甚理想。文章分析了医学专业的大学物理教学存在的问题，并详细介绍了几点改进教学的新尝试。

关键词：医学类专业；大学物理教学；医学生；教学改革

一、引言

大学物理是医学类专业医学生第一学年的一门基础课，根据我们在教学实践中的经验，医学生大学物理的教学主要存在以下几个方面的问题：（1）课时少，任务重。以我们的教学安排为例，一个学期共设72个学时，需要完成大学物理上、下两册所有内容的教学。大学物理本身就是难度较大的一门课，又要在有限的时间内讲授较多的知识。对教师来说，难免会因为赶进度造成课堂内容的枯燥；对学生来说，没有足够的时间消化和吸收学到的新知识。（2）学生对物理的学习兴趣不足，这是很多非物理专业学生的通病。具体到医学类专业，很多学生认为，物理与医学没有关系，要做一名医生，只要学会看病就行了，学物理没有实际意义。有了这种想法，学生就只会机械式地应付考试，学习效果也会大打折扣。为了解决这两个问题，我们从以下两个方面做出了一些尝试。

二、强调物理与医学的联系

大学物理作为一门基础学科，对其他学科的发展具有推动作用，与很多学科有交叉。在医学方面，某些疾病的病因与治疗方法有其物理原理，医学仪器大多也是根据基础的物理原理制造和使用的。为了使学生更好地认识学学物理的意义，我们在教学过程中努力将物理与医学结合起来，在完成基础知识讲授的前提下，介绍一些与物理原理对应的医学应用。以下列举几个在教学过程中使用的例子。1.流体力学。在大学物理教学中，流体力学并不是重点。但是在医学中，流体力学与血流关系密切。因此，我们抽出一部分时间介绍一些流体力学的医学应用。如动脉粥样硬化和血压的测量，动脉粥样硬化的形成过程可用初步的流体力学知识解释，将血液看成在动脉中稳定流动的理想流体。由于动脉内有脂质堆积使该处动脉的横截面积缩小，从而该处血液的流速变大、压强变小，更多脂质再堆积，形成恶性循环，造成动脉粥样硬化。用血压计测量血压则涉及湍流。液体作湍流时，会产生人耳听觉范围之内的声音。测量血压时，当血压计袖带中的压强稍低于心脏的收缩压时，血液通过被压扁的血管形成湍流，此时在听诊器中可听到湍流声；当袖带中的压强继续降低，血管完全恢复原状时，湍流声消失，这时袖带的压强恰好与心脏的舒张压一致。2.声学。提到声学在医学方面的应用，学生们很容易就能想到超声成像。我们在上课时通过播放科普视频向学生们系统介绍了超声成像的原理。超声在人体内传播的时候，在两种不同组织的界面处会发生反射和折射，在同一组织中传播的时候也会因为人体组织的不均匀性发生折射。超声通过不同的器官和组织就会得到不同的反射和散射信号，这些信号最后通过处理转化为我们看到的超声图像。进一步学习的多普勒效应又可用于彩色多普勒超声成像。3.光学。我们的眼睛就是一套精密的光学系统。有的同学眼睛近视，要戴近视眼镜。这样我们就很容易地把凸透镜、凹透镜以及组合透镜的原理与学生们的专业和生活联系起来了。此外，还有许多例子，如力学在骨骼和运动中的应用、电磁学在核磁共振成像中的应用、核物理在核医学中的应用以及医用直线加速器的原理和应用等。这样可以使学生更多地了解物理在医学中的作用和意义，也可以使教师在教学过程中更好地与学生互动，让学生在学习物理的过程中减少恐惧感，同时提高学生的学习兴趣。

三、作业形式多样化

有些学生不喜欢学学物理，这是因为他们认为学学物理没有意义，还有就是平时作业的题目难度较大，做起来吃力，使学生学起来没有成就感，久而久之就失去了学习的动力。毫无疑问，学习兴趣与积极性的提高可以带来学习效果的提高。因此，我们在作业方面做了几点尝试。除了常规的课后作业外，我们还增加了其他形式的作业，包括以兴趣小组为单位的科学小制作、围绕“物理”展开的不限制内容和形式的小论文等。为了鼓励学生参与小制作和小论文，我们将其成果按一定比例的权重记为学生的期末总评成绩。1.课堂作业。在大学物理的学习中，学生经常会有“明白知识点，但是做题却不知从何下手”的苦恼。鉴于此，我们在每堂课讲授完比较重要的公式之后，都会对应地选择难度适中、比较典型的题目作为课堂作业，等大部分学生做完之后予以讲授。这样既可以不占用太多宝贵的课堂时间，又可以演示典型的解题方法，还起到督促学生当堂消化知识点的作用，而适中的难度又可以帮助学生增强解题的自信心。2.物理小制作。为了使学生更加直观地感受物理的魅力，提高对物理的学习兴趣及动手能力，辅以培养学生团队合作的精神。我们提倡同学们以小组为单位，进行一些简单的物理小制作。选题方面，主要以“中科院物理所”微信公众号中的“正经玩”栏目为参考。选择多个操作难度适中且直接应用了所学知识的小制作或小实验。对应教学进度分为力学、电磁学、光学等几类，在此范围内让同学们自由选择、自由组合。器材方面，我们为学生提供了最大的便利。一些常见的、价格较低的器材，如铜丝、电池等，由我们提供经费，让学生自行购买；还有一些比较昂贵、不便移动或者日常使用不到的器材，如游标卡尺、直流电源等，学生们可以提交申请，到所在的物理科学与技术学院的基础物理实验室借用。兴趣小组将小制作完成后，我们要求他们拍摄一个演示视频。上课的时候，在两节课的课间播放视频，向同学展示小组成果。如果小制作便于移动和操作，就让他们在课间直接展示。在两学期的实施中，物理小制作很受学生欢迎。也出现了一些优秀的作品，我们认为该项目比较好地实现了预期的目的。3.物理小论文。为了引导学生进行发散性思考，增加对学生的了解，增强与他们的互动，我们设置了物理小论文的附加作业，其内容与题材的自由度很大。小论文只有几点基本的要求：一是主题要与物理有关，具体内容不限，可以写自己学习物理的历程，对某个物理原理的思考，也可以写与物理教师的故事等；二是格式要求按照论文的一般格式，这是每个大学生都需要学习的，只是正文可以按照上述要求写自己想写的东西。这项作业我们从第一节课就布置下去，提交作业的截止日期到期末考试之前。给学生留了整个学期的时间，可以使同学们有充足的时间去思考物理，自己发现物理的可爱之处。如我们所愿，同学们已经提交的小论文内容十分丰富，从极光到宇宙星空，从汽车到火箭，从动漫、科幻小说到科幻电影。很多同学思考颇为深刻，甚至还有一些同学进行了理论原理的研究。由此可见，同学们并不是对物理没有兴趣，只是需要正确的引导。同时，我们发现很多学生喜欢读刘慈欣的科幻小说《三体》，与之相关的读后感比较多。这也提示我们在今后的教学中可以尝试将科幻小说中的一些物理知识融入课堂，以增强教学的趣味性。

四、结语

大学物理是一门重要的基础学科。对于医学生，物理知识和物理思维同样十分重要。医学是以人体为研究对象的生命科学，生命现象属于物质的高级运动形式。尤其是现代医学，已从宏观形态进入到微观机制研究，其与物理学的关系日益紧密。学好大学物理有助于医学生在以后的学习和工作中举一反三，快速接受新的知识和技能。因此，我们从事大学物理教学的教师们应该积极想办法改进教学形式，提高教学质量，努力为国家培养高素质的医学人才。

参考文献：

[1]张冰,周睿,龚平.医学生的大学物理课程教学思路新探[C].2008年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会议论文集,2008:212-215.

[2]葛均波,徐永建.内科学[M].第8版.北京:人民卫生出版社,2013:223.

[3]沈黄晋,黄慧明,周国全.大学物理学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2017:132-133.

作者：全红 敖经盛 孔祥跃 单位：武汉大学 物理科学与技术学院