学习国外先进教学理念改革医用物理学教学

前言

最近几年，国内几家出版社影印或翻译、改编出版了几本国外大学物理教材[1-4]。这有助于学习国外先进的教学思想和教学方法，有助于加快我国大学物理教学改革的步伐。

1 注重从实验、现象出发

诺贝尔物理奖获得者杨振宁先生对中美物理教育进行过较为详细的评述。他指出：“中国学物理的方法与美国学物理的方法不一样，中国是演绎法，先有许多定理，然后进行推演。美国对物理的了解是从现象出发，物理定律从现象中归纳出来，是归纳法。演绎法是考试人用的办法，归纳法是做学问人的办法”。

美国学者认为物理教学应以直观教学为主，所以他们很重视形象化教学，用他们的话来说，就是教现象（Teach the phenomena）。在美国流传这样的谚语：“说给我听，我会忘记；做给我看，我能记住；让我参与，我肯定能学会”。

美国教材注重从现象、实验出发来讲物理，课堂中教师要做很多演示实验，甚至让学生参与。这正是我们教学中存在的薄弱环节，很多学生认为物理学就是公式和物理定律，只学习用现成的公式和方法去解题，而不思考相应的物理概念和自然本质。

我们在讲《医用物理》时，尽可能多的从实验现象出发。比如讲流体运动时，演示伯努利效应实验；在讲表面张力时，首先给学生演示表面张力实验、附加压强实验；在讲磁共振现象时，演示磁性陀螺在外磁场中进动实验；然后再得出有关理论公式。通过实验会引起学生的极大兴趣，使学生由兴趣向乐趣转化，进而影响其志趣的目的。

2 注重用物理学的理论去解决生活中的实际问题

国外教材很注意联系实际，无论在原理部分，还是在例题、习题中，都联系了大量的实际事例。非常注重物理学在人类生活、医疗和生物、生理学方面的应用，如关节的受力分析、血液循环、听觉、核磁共振成像、射线防护等都有介绍。

我们在《医用物理学》教学中也加入了一些物理原理去解决生活和医学中的实际问题。例如：三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程，大坝为混凝土重力坝，水位按175米，利用伯努利方程估算泄洪深孔水流速度。

利用连续性方程对人毛细血管数的估算；利用斯托克斯定律对红细胞直径的估算等。

3 插图精美，形象直观

国外教材肯花大力气用在插图上。每章的标题下都有精美插图，根据插图，提出一些问题，而问题的答案就在本章的知识中。学生看到这样的插图，会激起学习兴趣，他们会感到物理学就在自己身边。这样对培养学生用物理思想去观察、分析问题、培养科学素质，起潜移潜移默化作用。

比如讲光的干涉时，先给出薄膜干涉照片，图1所示，孔雀羽毛，图2所示，然后得出光的干涉结论。

我们在讲液体的表面现象时，就给学生看牛奶皇冠图片，图3所示，提出“为什么液滴在空中形成球形”的问题。

在讲冲击波时，让学生看飞机突破音障时的照片，图4所示，提出“飞机身后的白雾是怎样形成的”问题。

在讲流体的运动时，让学生看汽车在风洞中进行实验的照片，图5所示，提出“汽车，飞机等高速飞行器为什么要在风洞中进行实验”的问题。

图1 薄膜干涉Fig.1 Film interference

图2 孔雀羽毛Fig.2 Peacock feathers

图3 牛奶皇冠Fig.3 Milk“crown”

图4 飞机突破音障瞬间Fig.4 The moment a plane breaks through the sonic barrier

图5 汽车在风洞中实验Fig.5 A car in wind tunnel

4 PBL教学法

国外很多医学院校都采用PBL（problem-based learning，简称PBL）教学法，即“问题学习法”。PBL教学法是1969年由美国的神经病学教授Barrow在加拿大的McMaster大学首创的，在北美一些院校已经试行了三十多年。近年来采用这种课程模式已经成为当今世界教学改革的趋势，越来越多的院校开始尝试PBL。

PBL的基本特点是以教师为引导，以学生为主体，以问题为中心。PBL就是通过解决问题来学习，解决问题不是目的，而仅是一种学习知识的载体，其教学目的就是在解决问题中学到知识，训练学生正确的思维和推理方法。

PBL教学是指教师提出问题，让受教育者通过阅读书籍、期刊、网络检索、分析和思考以及相互间进行讨论和争辩，以提高思维推理和处理问题能力的教学过程。问题教学是加强学生理论联系实际的有效教学方法之一，是将书本理论知识转化为现实工作能力的有效途径。

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