樊祥民 黃磊

(菏澤醫(yī)學(xué)專科學(xué)校 山東 菏澤 274000)

醫(yī)學(xué)物理學(xué)是醫(yī)學(xué)教育中的一門基礎(chǔ)課，是把物理學(xué)的基本原理、方法和技術(shù)應(yīng)用于人類疾病的預(yù)防、診斷、治療、保健和康復(fù)等醫(yī)學(xué)實(shí)踐的一門交叉學(xué)科.根據(jù)醫(yī)學(xué)物理學(xué)的學(xué)科性質(zhì)和學(xué)科特點(diǎn)，醫(yī)學(xué)生一方面要學(xué)習(xí)和理解物理基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面要將掌握的物理理論知識(shí)迅速轉(zhuǎn)入醫(yī)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用.由于這門課程在醫(yī)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)第一個(gè)學(xué)期開設(shè)，此階段醫(yī)學(xué)生掌握的相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)比較少，因此給醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)物理學(xué)帶來(lái)一定的困難，這種學(xué)習(xí)困難尤其表現(xiàn)在醫(yī)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)分析解決相關(guān)醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候.另外，相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)物理有畏懼感，認(rèn)為物理知識(shí)比較難學(xué)，從新高考模式下選考物理的學(xué)生人數(shù)減少可以說(shuō)明這一點(diǎn)[1].

奧蘇伯爾認(rèn)為，當(dāng)學(xué)生不具備必要的知識(shí)背景時(shí)，有些內(nèi)容就只能采取教師講授學(xué)生接受學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行[2].王亞偉等研究表明，在物理教學(xué)中，教師采用最多的教學(xué)方式是教師講授的傳統(tǒng)教學(xué)方法[3].韓思思等研究同樣顯示了目前傳統(tǒng)的班級(jí)講授法仍是我國(guó)大學(xué)物理教學(xué)常態(tài)，但傳統(tǒng)教學(xué)方法的主要地位在不斷減弱，新的教學(xué)方法與傳統(tǒng)教學(xué)方法并行[4].郭玉英研究表明傳統(tǒng)教學(xué)法對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)效率較低[5].莉蓮·麥克德莫特認(rèn)為，在大學(xué)物理課堂教學(xué)過(guò)程中，傳統(tǒng)的講授法是一種低效的教學(xué)方法[6].

一方面是醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)物理學(xué)存在困難和畏懼心理，另一方面主流的傳統(tǒng)教學(xué)方法存在弊端，因此，我們要改進(jìn)“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”課程的教學(xué)方法，以幫助醫(yī)學(xué)生學(xué)好這門課程.本文對(duì)在傳統(tǒng)的班級(jí)講授法的基礎(chǔ)上加入自我反思學(xué)習(xí)法進(jìn)行了研究，目的是闡明這種新的教學(xué)方法的有效性.

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

以我校2018級(jí)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)大一兩個(gè)自然班的學(xué)生為研究對(duì)象，其中一班59人為實(shí)驗(yàn)組，包括男生30人，女生29人.二班63人為對(duì)照組，包括男生24人，女生39人.

1.2 方法

兩組學(xué)生采用的教材相同，均為人民衛(wèi)生出版社出版的“十二五”國(guó)家規(guī)劃教材《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》；研究過(guò)程中，兩組學(xué)生的教學(xué)課時(shí)、教學(xué)內(nèi)容、教具和學(xué)習(xí)參考資料均相同.

1.2.1 對(duì)照組教學(xué)方法與評(píng)價(jià)方式

在對(duì)照組教學(xué)過(guò)程中，采用傳統(tǒng)的班級(jí)講授法，即教師主講為主，學(xué)生被動(dòng)接受.講授過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤回答或者學(xué)習(xí)困難時(shí)，沒有及時(shí)了解和分析學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤或者學(xué)習(xí)困難的原因，因而未采取相應(yīng)的教學(xué)措施而一味地“灌輸式”教學(xué).

課程開始之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行前測(cè)驗(yàn)，課程結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行后測(cè)驗(yàn)，前測(cè)成績(jī)和后測(cè)成績(jī)均按百分制計(jì).

1.2.2 實(shí)驗(yàn)組教學(xué)方法與評(píng)價(jià)方式

在實(shí)驗(yàn)組教學(xué)過(guò)程中，采用傳統(tǒng)的班級(jí)講授法+自我反思學(xué)習(xí)法的教學(xué)方法，簡(jiǎn)稱為自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法.自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法就是在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，在發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤或者困難時(shí)，教師及時(shí)了解和分析學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤或者困難的原因，采取相應(yīng)的教學(xué)措施引導(dǎo)學(xué)生反思自己在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題時(shí)遇到的困難和出現(xiàn)的錯(cuò)誤，引導(dǎo)學(xué)生在思考與反思過(guò)程中，逐漸獲得對(duì)知識(shí)實(shí)質(zhì)性理解的一種教學(xué)方法.在采用自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者困難的學(xué)生人數(shù)比例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一次或者多次自我反思，直至絕大多數(shù)學(xué)生能夠正確的解答問(wèn)題.

課程開始之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行前測(cè)驗(yàn)，課程結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行后測(cè)驗(yàn)，前測(cè)題和后測(cè)題與對(duì)照組相同，前測(cè)成績(jī)和后測(cè)成績(jī)均按百分制計(jì).課程結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查和訪談，了解學(xué)生對(duì)自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法的反饋情況.

下面用一個(gè)教學(xué)實(shí)例來(lái)介紹運(yùn)用自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程.在液體的流動(dòng)這一章中，在講授運(yùn)用連續(xù)性方程和流管等物理知識(shí)解釋人體血流速度分布的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生判斷人體動(dòng)脈血管和毛細(xì)血管中的血液流速快慢，并說(shuō)出理由.

有80%的學(xué)生判斷錯(cuò)誤，給出的錯(cuò)誤解釋是動(dòng)脈血管比毛細(xì)血管粗，根據(jù)連續(xù)性方程的物理意義，流管截面積大的地方比截面積小的地方流速慢，所以毛細(xì)血管中的血液流速比動(dòng)脈中的流速快(學(xué)生判斷錯(cuò)誤，解釋也是錯(cuò)誤的).20%的學(xué)生雖然判斷正確，但是均沒有給出正確的解釋.通過(guò)詢問(wèn)學(xué)生，得知回答錯(cuò)誤的學(xué)生只是簡(jiǎn)單比較了一根動(dòng)脈和一根毛細(xì)血管的管半徑后就草率做出了判斷；回答正確的學(xué)生僅憑借經(jīng)驗(yàn)而沒有從物理原理上分析做出判斷，故雖然判斷正確但不能給出正確解釋.為了讓學(xué)生反思他們的推理過(guò)程，我們采取了拋磚引玉的辦法，讓學(xué)生做一道計(jì)算題[7].經(jīng)過(guò)中學(xué)物理的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生是比較擅長(zhǎng)做計(jì)算題的.如圖1所示，水通過(guò)A管流入B管和C管，3條管的截面積分別為sA=1.0 m2，sB=0.40 m2，sC=0.80 m2，A,B管中的速度分別為vA=0.40 m·s-1，vB=0.30 m·s-1，求C管中的流速.

圖1 計(jì)算題圖

有97%的學(xué)生計(jì)算出了正確的結(jié)果，說(shuō)明學(xué)生能夠熟練掌握連續(xù)性方程的計(jì)算問(wèn)題.通過(guò)對(duì)這道計(jì)算題的計(jì)算，讓學(xué)生重新思考上面的血管中血液流速問(wèn)題，60%的學(xué)生表示已經(jīng)能夠正確判斷并正確解釋，40%學(xué)生仍不能給出正確判斷和正確解釋.我們很有必要為這40%的學(xué)生提供更多的反思和總結(jié)的機(jī)會(huì)，因此，我們用一顆大樹的樹干和樹枝來(lái)類比動(dòng)脈和毛細(xì)血管之間的關(guān)系，目的就是引導(dǎo)和幫助學(xué)生通過(guò)自己的思考和反思，找到解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，就是要能夠把動(dòng)脈和數(shù)量眾多的毛細(xì)血管抽象為同一個(gè)流管的不同截面：人體毛細(xì)血管的總的截面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)脈的截面積.如果學(xué)生不能建立流管的物理模型，就無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題.在我們的引導(dǎo)和幫助下，學(xué)生通過(guò)自己的反思和總結(jié)，最終解決了這個(gè)問(wèn)題，而教師并沒有直接灌輸式講解正確的答案.

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

1.3.1 Hake測(cè)量方法

美國(guó)學(xué)者Hake提出了一種測(cè)量學(xué)生學(xué)習(xí)收益的方法[8,9].其測(cè)量公式為

1.3.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前測(cè)成績(jī)比較

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前測(cè)成績(jī)比較如表1所示.

表1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前測(cè)成績(jī)比較百分制)

2.2 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組后測(cè)成績(jī)比較

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組后測(cè)成績(jī)比較如表2所示.

表2 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組后測(cè)成績(jī)比較百分制)

2.3 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)習(xí)收益比較

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)習(xí)收益比較如表3所示.

表3 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)習(xí)收益比較

2.4 對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果如表4所示.

表4 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果匯總表(n/%)

2.5 對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生訪談情況的結(jié)果

當(dāng)被問(wèn)及在本教學(xué)法實(shí)施的過(guò)程中你最大的收獲是什么時(shí)，多數(shù)學(xué)生這樣回答：加深了對(duì)物理知識(shí)的理解，提高了分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力；鍛煉了獨(dú)立思考能力和邏輯推理能力；學(xué)會(huì)了反思自己的思維活動(dòng)并進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；提高了物理知識(shí)的應(yīng)用能力等.

3 討論

醫(yī)學(xué)物理學(xué)研究對(duì)象范圍廣泛，不但涉及的知識(shí)量大，基本概念、原理多，而且相對(duì)復(fù)雜.在醫(yī)學(xué)物理學(xué)課程教學(xué)要求上，一方面要求醫(yī)學(xué)生系統(tǒng)掌握物理基本概念、基本規(guī)律和基本定律的本質(zhì)和內(nèi)涵，另一方面要求醫(yī)學(xué)生能夠運(yùn)用已掌握的物理理論知識(shí)進(jìn)行分析和解決醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題.由于醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)課時(shí)也非常有限，不能像中學(xué)物理教學(xué)那樣精講多練.

目前對(duì)于醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教學(xué)，大都采用傳統(tǒng)的班級(jí)講授法，即教師主講，學(xué)生被動(dòng)地接受學(xué)習(xí).在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，盡管教師能夠給予學(xué)生足夠清晰和充分的解釋，學(xué)生也聽的舒服，但我們的研究數(shù)據(jù)(見表3)表明，醫(yī)學(xué)物理學(xué)采用傳統(tǒng)教學(xué)法的教學(xué)收益較低.因此,在醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)過(guò)程中，傳統(tǒng)的講授法是一種低效的教學(xué)方法，本研究結(jié)果與莉蓮·麥克德莫的研究結(jié)果相一致.這可能與在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，由于教師唱“獨(dú)角戲”，學(xué)生只是被動(dòng)地學(xué)習(xí)，教師未能及時(shí)幫助學(xué)生實(shí)質(zhì)性理解物理知識(shí)有關(guān).

與傳統(tǒng)講授法不同的是，在采用自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，教師除了給予學(xué)生必要的講授外，更重要的是扮演了學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)者和引路者的角色[10].

教師通過(guò)設(shè)置一定的問(wèn)題情境，驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行思考；當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤或者困難的時(shí)候，不再是直接灌輸式講解正確的解釋或知識(shí)，而是先及時(shí)了解和分析學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤或者困難的原因，然后，通過(guò)對(duì)導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤或者困難的知識(shí)設(shè)置一系列不同的問(wèn)題情境，逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思，讓學(xué)生通過(guò)自我反思和總結(jié)，自己找到導(dǎo)致困難和錯(cuò)誤的原因所在.

研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組前測(cè)成績(jī)差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表1)，表明兩組學(xué)生在課程學(xué)習(xí)開始之前已有的物理知識(shí)水平基本相同；實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組后測(cè)成績(jī)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表2)，實(shí)驗(yàn)組經(jīng)過(guò)自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法教學(xué)后，其成績(jī)明顯優(yōu)于對(duì)照組；通過(guò)Hake測(cè)量法測(cè)量出的自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法的教學(xué)收益也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)教學(xué)法的教學(xué)收益(見表3).這與預(yù)期結(jié)果一致.原因可能有如下幾點(diǎn)：

(1)自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行積極思考，改變了學(xué)生不動(dòng)腦聽課的習(xí)慣，使得學(xué)生不再是被動(dòng)地學(xué)習(xí)物理.在自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法下，讓不愿動(dòng)腦的學(xué)生和不會(huì)思考的學(xué)生都積極地思考起來(lái).只有經(jīng)過(guò)積極地思考，才可能對(duì)醫(yī)學(xué)物理知識(shí)獲得實(shí)質(zhì)性的理解.

(2)自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法訓(xùn)練并提高了學(xué)生邏輯推理能力.學(xué)生在學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)物理學(xué)時(shí)常遇到的困難或出現(xiàn)的錯(cuò)誤，很大程度上是因?yàn)閷W(xué)生缺乏運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行邏輯推理的能力.在運(yùn)用物理知識(shí)解決醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候，往往需要進(jìn)行邏輯推理把實(shí)際問(wèn)題抽象成相應(yīng)的物理模型，這樣才能正確地解決問(wèn)題.

(3)自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法促進(jìn)了學(xué)生反思自己的思維活動(dòng)和自主學(xué)習(xí).在醫(yī)學(xué)物理學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生只有不斷反思自己的思維活動(dòng)，才能找到學(xué)習(xí)中存在的困難和出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因，才能分清是知識(shí)認(rèn)識(shí)上的原因還是邏輯推理上的原因，從而更好地開展自主學(xué)習(xí).

采用自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，為學(xué)生提高反思的思維能力提供了更多的機(jī)會(huì).表4所示的調(diào)查數(shù)據(jù)和訪談結(jié)果也支持了上述原因的分析.

綜上所述，通過(guò)自我反思學(xué)習(xí)教學(xué)法在醫(yī)學(xué)物理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的班級(jí)講授法“填鴨式”的教學(xué)模式，改變了學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)和機(jī)械性地學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)物理的方式，促進(jìn)了學(xué)生思考的積極性，提高了學(xué)生的邏輯推理能力和自我反思的能力，使學(xué)生獲得了更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，使物理核心素養(yǎng)得到提升.