趙改平，王殊軼，周穎

上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院(上海，200093)

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生物力學(xué)課程教學(xué)方法改革淺析

趙改平，王殊軼，周穎

上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院(上海，200093)

該文通過探索生物力學(xué)課程教學(xué)過程中采用多媒體授課法、 實(shí)踐教學(xué)法、 小組討論法、 案例分析法等多種教學(xué)方法， 構(gòu)建新的教學(xué)模式， 優(yōu)化教學(xué)效果， 提高了生物力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。文中還分析了教學(xué)過程中存在的問題， 更好地發(fā)揮生物力學(xué)課程作為前沿交叉學(xué)科在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的重要作用。

教學(xué)方法； 生物力學(xué)； 教學(xué)效果

0 前言

生物力學(xué)(Biomechanics)是解釋生命現(xiàn)象及其活動(dòng)的力學(xué)， 是力學(xué)與生物學(xué)、 醫(yī)學(xué)等學(xué)科相互滲透融合而形成的新型交叉學(xué)科， 其研究范圍從生物整體到系統(tǒng)、 器官， 從鳥飛、 魚游、 鞭毛和纖毛運(yùn)動(dòng)到植物體液的輸運(yùn)等， 研究不同尺度生命體的結(jié)構(gòu)、 功能、 運(yùn)動(dòng)及其相互統(tǒng)一的行為， 是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科中重要發(fā)展的學(xué)科之一。本文通過探索生物力學(xué)課程教學(xué)改革方法， 創(chuàng)新課堂教學(xué)形式， 采用多媒體授課法、 實(shí)踐教學(xué)法、 小組討論法、 案例分析法等多種教學(xué)方法， 構(gòu)建新的教學(xué)模式， 提高生物力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量， 探討和分析教學(xué)過程中存在的問題， 以便更好的發(fā)揮前沿交叉學(xué)科生物力學(xué)課程在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的重要作用。

1 教學(xué)方法及效果分析

1.1 多媒體教學(xué)方法

生物力學(xué)是用力學(xué)的原理和方法來研究生物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其力學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。生物力學(xué)研究?jī)?nèi)容較多， 涉及范圍較廣， 從臟器、 肌肉、 骨骼、 關(guān)節(jié)到生物大分子、 生物聚合物、 細(xì)胞、 組織等的力學(xué)性質(zhì)。傳統(tǒng)教學(xué)模式應(yīng)用文字和圖畫很難呈現(xiàn)生物體細(xì)微真實(shí)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)特征， 采用多媒體教學(xué)方法， 能夠通過生動(dòng)的圖片、 動(dòng)畫和視頻等資料直觀地、 清晰地來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)， 同時(shí)充分發(fā)揮學(xué)生聽覺、 視覺等器官對(duì)信息的接收,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 全神貫注地聽講， 增強(qiáng)學(xué)生的記憶力， 提高課堂教學(xué)的效率。

教師在對(duì)生物力學(xué)課程實(shí)際的教學(xué)過程中， 發(fā)現(xiàn)雖然多媒體教學(xué)有其不容替代的優(yōu)勢(shì),但也存在著自身的一些不足,如多媒體教學(xué)方法并不適用于生物力學(xué)基礎(chǔ)理論中公式推導(dǎo)部分的講解。所以， 在生物力學(xué)課程實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中， 應(yīng)根據(jù)具體授課的教學(xué)內(nèi)容， 合理、 適度地使用多媒體， 使之更好地服務(wù)于教學(xué)工作。

1.2 實(shí)踐教學(xué)法

實(shí)踐教學(xué)法是將生物力學(xué)課程教學(xué)過程中的理論與實(shí)踐相結(jié)合， 更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與式學(xué)習(xí)， 能夠在較短的時(shí)間內(nèi)將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐， 通過讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作， 學(xué)生才能對(duì)學(xué)習(xí)目的、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、 操作步驟、 使用的儀器和設(shè)備、 采用的研究方法等有更加深入的理解和體會(huì)， 對(duì)獲得的結(jié)果進(jìn)行深入的理論分析和探索， 加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握， 有其不可取代的作用。實(shí)踐教學(xué)法使學(xué)生對(duì)理論課程的定義有更加感性的認(rèn)識(shí)， 容易理解， 便于溝通交流。生物力學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施應(yīng)遵循符合教學(xué)目的, 優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容, 合理安排教學(xué)過程, 盡可能達(dá)到符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。如在生物力學(xué)課程的實(shí)踐操作過程中,使學(xué)生較容易地掌握有關(guān)人體運(yùn)動(dòng)器系生物力學(xué)特性的相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)特征， 使學(xué)生在理論知識(shí)應(yīng)用和認(rèn)知、 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、 工作方法等方面有所提升, 提高學(xué)生解決實(shí)際科學(xué)和科研問題的能力,從實(shí)踐中提升和學(xué)習(xí)綜合解決問題的能力,培養(yǎng)良好的動(dòng)手習(xí)慣和科研素質(zhì),從而提高生物力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

1.3 小組討論法

小組討論法是學(xué)生獲取知識(shí)、 拓寬視野、 豐富心理活動(dòng)最主要的推動(dòng)力之一。生物力學(xué)課程在有限的課時(shí)內(nèi)要傳授給學(xué)生的信息量較大， 針對(duì)某些典型的或前沿性的科學(xué)問題， 利用學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的應(yīng)用能力， 通過查閱、 整理文獻(xiàn)資料， 利用電腦能夠存貯大量信息的優(yōu)勢(shì), 使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收更多的知識(shí), 使教學(xué)內(nèi)容和形式更加豐富， 教學(xué)目的更加明確， 有助于學(xué)生在更好的狀態(tài)下準(zhǔn)確地把握某個(gè)問題的一些關(guān)鍵特征， 主要和次要的影響因素， 并且學(xué)生之間可以互相學(xué)習(xí)交流討論， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)會(huì)分析類似問題的方法， 有利于提高課堂教學(xué)效率。如生物力學(xué)中動(dòng)脈粥樣硬化問題的講解過程， 以及對(duì)其影響因素的分析， 可以通過小組討論法來完成， 讓同學(xué)們一起討論分析血液動(dòng)力學(xué)特性， 在低切應(yīng)力和高切應(yīng)力作用下對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的影響， 還譬如動(dòng)脈粥樣硬化中斑塊形成、 內(nèi)膜增生、 脂質(zhì)沉積、 血栓形成及鈣化等問題來討論分析。

1.4 案例分析法

案例分析法能夠充分的發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。生物力學(xué)研究對(duì)象是活的人體， 涉及人體的骨骼、 肌肉、 關(guān)節(jié)、 關(guān)節(jié)軟骨、 肌腱、 韌帶、 皮膚、 血管等活體組織的特性和功能， 同時(shí)也要研究組成人體整體運(yùn)動(dòng)器系的運(yùn)動(dòng)特征。在教學(xué)過程中， 教師要保證授課的連續(xù)性和邏輯性， 一些典型鮮明的案例未能進(jìn)行深刻的剖析。對(duì)某個(gè)案例或科學(xué)問題， 應(yīng)預(yù)先布置給學(xué)生作為案例分析， 讓學(xué)生全方位多渠道的收集相關(guān)資料， 解決某個(gè)科學(xué)問題， 借助于國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)、 國(guó)家機(jī)構(gòu)或多媒體網(wǎng)絡(luò)渠道獲取相關(guān)信息， 充分準(zhǔn)備自己的分析材料、 道具及相關(guān)資料。授課時(shí)， 可靈活采用多種教學(xué)手段結(jié)合， 綜合板書、 文獻(xiàn)、 圖片、 動(dòng)畫和視頻等資料， 對(duì)學(xué)生的眼、 耳、 喉、 腦等器官進(jìn)行多重刺激， 對(duì)某個(gè)特定的科學(xué)問題， 可以從宏觀和微觀不同尺度上理解剖析， 從不同角度去深刻的分析， 并且?guī)熒g可以互相交流， 面對(duì)面討論分析， 以形象生動(dòng)的教學(xué)情景， 豐富的教學(xué)內(nèi)容， 鮮明的教學(xué)特點(diǎn)， 直觀、 易懂剖析案例的理論基礎(chǔ)及其衍生的應(yīng)用領(lǐng)域， 深入的掌握和理解某個(gè)案例或科學(xué)問題， 有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力， 學(xué)習(xí)的知識(shí)的深度， 從而提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量， 在生物力學(xué)教學(xué)過程中案例分析法發(fā)揮了重要的作用。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,生物力學(xué)課處的教學(xué)過程是一個(gè)復(fù)雜多變的過程。針對(duì)生物力學(xué)中生物固體力學(xué)、 生物流體力學(xué)、 生物流變學(xué)、 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、 細(xì)胞和分子生物力學(xué)等不同的研究?jī)?nèi)容或某一研究?jī)?nèi)容中不同的研究課題， 采用多媒體授課法、 實(shí)踐教學(xué)法、 小組討論法、 案例分析法等多種教學(xué)方法結(jié)合， 將傳統(tǒng)教學(xué)方式與現(xiàn)代教學(xué)手段相互結(jié)合， 揚(yáng)長(zhǎng)避短， 充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位， 增強(qiáng)交流互動(dòng)， 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣， 活躍學(xué)生的思維， 增強(qiáng)學(xué)生記憶力， 優(yōu)化教學(xué)效果， 提高教學(xué)質(zhì)量。

[1] 馬文海. 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)多媒體教學(xué)中的視覺傳達(dá)[J]. 科技教育, 2014, 5(4): 91-93.

[2] 王磊. 多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)及其合理利用[J]. 工會(huì)論壇, 2008, 14(4): 118-119.

[3] 章旌紅, 陳德強(qiáng). 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)課程教學(xué)改革之探索[J]. 湖北體育科技, 1999, 2: 44-46.

Analysis of the Teaching Method Reform of Biomechanics Curriculum

ZHAO Gaiping, WANG Shuyi, ZHOU Ying

School of Medical Instrument and Food Engineering, University of Shanghai for Science and Technology(Shanghai 200093)

In this paper, various teaching methods, such as multimedia teaching, practice teaching method, panel discussion method, and case analysis method, were investigated and adopted in the biomechanics curriculum process, to construct new teaching model, and to optimize teaching effect for improving teaching quality of biomechanics curriculum process. Moreover, this paper analyzed the problems existing in the teaching process. Therefore, biomechanics curriculum, as a frontier interdiscipline, can better play the important role in biomedical engineering field.

teaching method, biomechanics, teaching effect

10.3969/j.issn.1674-1242.2016.04.019

上海理工大學(xué)研究生翻轉(zhuǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(2016)，“精品本科”教改項(xiàng)目(2016)，教師教育發(fā)展項(xiàng)目(CFTD16034Y，CFTD16037Y)

趙改平，E-mail: zgp_06@126.com

R318

A

1674-1242(2016)04-0245-02

2016-10-25)