摘"要：文章旨在探討以醫(yī)學(xué)應(yīng)用為導(dǎo)向的“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”教學(xué)改革研究，隨著醫(yī)學(xué)科技的快速發(fā)展，物理學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”教育提出了更高的要求。針對(duì)“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”課程的特點(diǎn)以及傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，包括理論與實(shí)踐脫節(jié)、教學(xué)內(nèi)容與醫(yī)學(xué)應(yīng)用需求不匹配等，提出了以醫(yī)學(xué)應(yīng)用為導(dǎo)向，將BOPPPS模型融入“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”的課程教學(xué)中，并以《流體的穩(wěn)定流動(dòng)》為案例進(jìn)行了基于該模型的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，探索醫(yī)學(xué)院校醫(yī)用物理學(xué)的教學(xué)改革的思路和方向，以期提高課堂教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)多元化教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)應(yīng)用；醫(yī)學(xué)物理學(xué)；BOPPPS教學(xué)模型；教學(xué)設(shè)計(jì)

“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”是交叉學(xué)科，是醫(yī)學(xué)高等院校一門重要的基礎(chǔ)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理基礎(chǔ)理論知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行理論分析的能力，加強(qiáng)學(xué)生思維能力，為學(xué)生后繼課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。文章探討將物理學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，以醫(yī)學(xué)應(yīng)用為導(dǎo)向，結(jié)合臨床專業(yè)的特點(diǎn)，將“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”內(nèi)容與醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行深度改革。

但是傳統(tǒng)“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”教學(xué)有如下問(wèn)題：教學(xué)空間受限于課堂內(nèi)、教學(xué)時(shí)間受制于學(xué)時(shí)、教學(xué)方式局限于“教師教學(xué)生聽(tīng)”的單向傳遞等，鮮有以學(xué)生為中心的參與式教學(xué)，缺乏師生互動(dòng)，加上物理本身就很難，被動(dòng)接受知識(shí)式的學(xué)習(xí)方式也會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。我們要想方設(shè)法讓學(xué)生高度參與，做學(xué)習(xí)的主人翁。為解決上述問(wèn)題，我們?cè)囍鴮?guó)內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的BOPPPS教學(xué)模式［1］應(yīng)用到“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”課堂中來(lái)解決如何建立“以學(xué)生為中心”的教與學(xué)的問(wèn)題。旨在為課堂教學(xué)提供一個(gè)清晰條理化的、學(xué)生高度參與的教學(xué)實(shí)踐流程，課堂教學(xué)的安排更加合理且具有可操作性，同時(shí)也可以幫助教師優(yōu)化教學(xué)要素，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，提升教學(xué)效果［2］。

一、BOPPPS模型概述

BOPPPS最初是由ISW（教師技能培訓(xùn)工作坊）根據(jù)加拿大不列顛哥倫比亞省對(duì)教師的資格認(rèn)證考核創(chuàng)建，模塊化訓(xùn)練以提高教師教學(xué)技能和教學(xué)效果，在后繼推廣中逐漸演變成可以促進(jìn)師生交流互動(dòng)的一種教學(xué)模型［3］。我們可以利用BOPPPS教學(xué)模式對(duì)醫(yī)用物理學(xué)的適應(yīng)性、實(shí)用性改造，結(jié)合雨課堂等線上教學(xué)平臺(tái)資源，進(jìn)而打造“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”的線上線下混合式課程。線上線下混合式教學(xué)在實(shí)際應(yīng)用中能有效互補(bǔ)單一在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的缺陷，讓傳統(tǒng)線下教學(xué)方式和線上網(wǎng)絡(luò)資源二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，支持多元化的教學(xué)模式，以教師為引導(dǎo)，學(xué)生為中心，大大提高教學(xué)效果。

BOPPPS教學(xué)模式分為六個(gè)小環(huán)節(jié)，分別是導(dǎo)入引言（Bridgein）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）、前測(cè)（Preassessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory"learning）、后測(cè)（Postassessment）和總結(jié)（Summary），以上六個(gè)環(huán)節(jié)為課堂提供了一個(gè)清晰的、有條理的教學(xué)實(shí)踐流程。每個(gè)流程學(xué)生都可以參與到課程中來(lái)，使得課堂教學(xué)安排更科學(xué)、更有創(chuàng)造性。

二、基于BOPPPS模式的教學(xué)設(shè)計(jì)以《流體的穩(wěn)定流動(dòng)》為例

（一）課前準(zhǔn)備

完善線上教學(xué)資源：在現(xiàn)有的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)基礎(chǔ)上，也可以結(jié)合年輕人的特點(diǎn)，再適當(dāng)?shù)赝卣垢嗟慕虒W(xué)資源，如中國(guó)大學(xué)MOOC等。

學(xué)生課前預(yù)習(xí)：線上發(fā)布導(dǎo)學(xué)視頻、題目資源等預(yù)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生按時(shí)完成，將學(xué)習(xí)結(jié)果情況通過(guò)線上資源平臺(tái)反饋給教師。

教師備課：根據(jù)情況反饋，進(jìn)行學(xué)情分析，適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

（二）課中

1.導(dǎo)入（Bridgein）

該環(huán)節(jié)的意義是在課堂開(kāi)頭利用簡(jiǎn)單的小故事或者小實(shí)驗(yàn)，引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的求知欲，從學(xué)生的興趣點(diǎn)切入。以《流體的穩(wěn)定流動(dòng)》課堂為例，在學(xué)習(xí)此次內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)在中學(xué)階段學(xué)習(xí)過(guò)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，對(duì)這些基礎(chǔ)物理概念有一定基礎(chǔ)。本堂課講流體，可以問(wèn)學(xué)生提到流體首先會(huì)想到什么，學(xué)生一般都會(huì)下意識(shí)地回答“水”，于是我們順著往下講一個(gè)關(guān)于水的故事，曾經(jīng)有人問(wèn)：“雪融化了是什么？”“是水。”“不，是春天?！边@個(gè)意料之外又有溫度的答案會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得回味無(wú)窮，這個(gè)簡(jiǎn)單的故事告訴我們不要定式思維，思考問(wèn)題要多元化，也可以理解成對(duì)于同一個(gè)的現(xiàn)象（雪融化）從不同角度去解讀（水——物理學(xué)角度，春天——人文角度）會(huì)得到不一樣的結(jié)論、不一樣的感受。

2.學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）

目標(biāo)是指引教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要目標(biāo)明確地讓學(xué)生知曉本堂課的重難點(diǎn)和能力要求，因此學(xué)習(xí)目標(biāo)必須是明確的，同時(shí)要做好目標(biāo)知識(shí)導(dǎo)圖。

《流體的穩(wěn)定流動(dòng)》這一節(jié)在“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”中是為下一內(nèi)容心臟做功的講解做鋪墊的。授課思路如下：心臟做功可以簡(jiǎn)化為心臟對(duì)泵出的血液做了多少功，血液是實(shí)際流體，是比較復(fù)雜的研究對(duì)象（有血漿、紅細(xì)胞、白細(xì)胞等）。當(dāng)不考慮血液中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞等小顆粒時(shí)，血液可以看成是牛頓流體（相當(dāng)于只研究血漿），血漿還可以優(yōu)化掉一些物理因素，如血漿是有內(nèi)摩擦力的，如果不考慮內(nèi)摩擦力，一般自然條件下血漿不能被壓縮，即密度不變，這就相當(dāng)于研究理想流體了，理想流體的研究相對(duì)簡(jiǎn)單，而授課的順序則是上述思路的逆向，從最簡(jiǎn)單的理想流體開(kāi)始，根據(jù)它的定義研究理想流體的連續(xù)性方程和伯努利方程，然后再不斷地增加其他物理限制條件，一步一步地深入，最后到研究心臟對(duì)血液做功的計(jì)算。

本次課學(xué)生需要掌握兩個(gè)重要公式：一是理想流體的連續(xù)性方程，二是理想流體的伯努利方程［4］。順著第一個(gè)環(huán)節(jié)導(dǎo)入的故事是鼓勵(lì)我們從不同角度去觀察、解讀同一個(gè)現(xiàn)象（模型），從而得到更多樣、更全面的答案，而這兩個(gè)方程又恰好是基于同一個(gè)模型（圖2），分別從質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律角度去推導(dǎo)而得出，所以此次課堂的目標(biāo)和教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)思路就非常明確。

3.前測(cè)（Preassessment）

在課程前測(cè)部分可以利用雨課堂、學(xué)習(xí)通等線上平臺(tái)，通過(guò)開(kāi)放式提問(wèn)、小測(cè)試等多種方式，為參與式學(xué)習(xí)做鋪墊。教師可以設(shè)置問(wèn)題，請(qǐng)學(xué)生思考并回答：中學(xué)階段學(xué)過(guò)的質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律主要內(nèi)容是什么？通過(guò)此環(huán)節(jié)，讓學(xué)生回憶之前所學(xué)知識(shí)，為本次流體的穩(wěn)定流動(dòng)學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，也讓授課教師評(píng)估學(xué)生的該基礎(chǔ)知識(shí)是否薄弱。根據(jù)反饋，授課教師可以適時(shí)改變講課的進(jìn)度節(jié)奏，為下面的環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備工作。

4.參與式學(xué)習(xí)（Participatory"learning）

BOPPPS模型中特別重視互動(dòng)教學(xué)，我們可以通過(guò)問(wèn)答形式不斷引導(dǎo)學(xué)生參與進(jìn)來(lái)。比如，基于圖2，我們可以假設(shè)該液體是水，水可以近似看成理想流體，由于流線是不交叉的，流管可以看成是無(wú)數(shù)條最外圍的流線圍起來(lái)的管狀，所以外面的水不會(huì)流進(jìn)來(lái)，里面的水也不會(huì)流出去，否則流線就交叉了，這樣我們研究的對(duì)象就是流管內(nèi)的水。再?gòu)纳钪械睦幼鳛榍腥朦c(diǎn)，如我們澆花的時(shí)候捏住軟水管的一頭，水管出水的速度就會(huì)變快，這說(shuō)明流速和出口截面積有關(guān)。

問(wèn)題1：從質(zhì)量守恒定律的角度去看，短時(shí)間內(nèi)流體從XY流到X′Y′過(guò)程中，我們能得到什么結(jié)論？

因?yàn)橘|(zhì)量守恒，水不可壓縮，水只能在流管里面流動(dòng)，說(shuō)明流管入口有多少水流進(jìn)來(lái)，出口處就有多少水流出去，又由于水的密度不變，根據(jù)m=ρV，意味著

板書(shū)：m1=m1′ΔVxy=ΔVx′y′V=SL"L=vΔt

∴SXYVXYΔt=SX′Y′VX′Y′Δt

x點(diǎn)與x′點(diǎn)是任選的，則SSymbolnA@

=常數(shù)。

因?yàn)橘|(zhì)量等于密度乘體積是初中就學(xué)過(guò)的公式，而課堂先講了理想流體的定義，又恰好包含“不可壓縮”這一個(gè)信息（密度不變），設(shè)置的問(wèn)題和舉的例子都特別強(qiáng)調(diào)了從“質(zhì)量（守恒）”的角度去思考問(wèn)題，這樣更容易引導(dǎo)學(xué)生往質(zhì)量、密度和體積這一個(gè)方向去想，這樣公式推導(dǎo)就水到渠成了。

問(wèn)題2：由公式SSymbolnA@

=常數(shù)可知，同一根流管截面積越大，流速越慢，人的主動(dòng)脈截面積要比毛細(xì)血管的截面積大，所以主動(dòng)脈的血液流速應(yīng)該比毛細(xì)血管的流速快還是慢？

此問(wèn)題比較有迷惑性，順著教師思路截面積越大，流速越慢，容易脫口而出主動(dòng)脈截面積大，所以流速比毛細(xì)血管慢這一錯(cuò)誤的結(jié)論，部分學(xué)生可能會(huì)想公式明明就是SSymbolnA@

=常數(shù)，這時(shí)候明顯的矛盾容易激起學(xué)生好奇心，求知欲自然就容易激發(fā)。如果學(xué)生回答錯(cuò)誤，可以慢慢引導(dǎo)，看公式不能看表象，要看其背后的真正物理意義，SSymbolnA@

=常數(shù)物理意義正是質(zhì)量守恒定律推導(dǎo)的，人的主動(dòng)脈截面積雖然比毛細(xì)血管大，但是毛細(xì)血管的數(shù)量卻是非常大的，它的總截面積要遠(yuǎn)比主動(dòng)脈截面積大得多，根據(jù)質(zhì)量守恒，有多少血液從主動(dòng)脈流過(guò)，就有多少血液從毛細(xì)血管流過(guò)，所以主動(dòng)脈流速大。

板書(shū)：S1SymbolnA@

1=S2SymbolnA@

2+S3SymbolnA@

3+…

回到圖2，還是相同的模型，這次我們引導(dǎo)學(xué)生從能量守恒的角度去思考，外力做功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化。

板書(shū)：A外=F1L1-F2L2=P1S1L1-P2S2L2=P1Δv1-P2Δv2

液體質(zhì)量、密度相等，∴Δv1=Δv2

由連續(xù)性方程：∴A=（P1-P2）Δv

機(jī)械能增加量：ΔE=（12mv22+mgh2）-（12mv21+mgh1）

ΔE=A外同時(shí)除Δv，移項(xiàng)即可得P+12ρv2+ρgh=常數(shù)。

需要注意的是由于“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”面向醫(yī)學(xué)類專業(yè)學(xué)生［5］，有些專業(yè)大一沒(méi)有開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)，所以推導(dǎo)過(guò)程盡量避開(kāi)高等數(shù)學(xué)［6］，盡量用學(xué)生現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具從物理角度去思考、解決問(wèn)題［7］。若是小班教學(xué)，有了上一個(gè)公式的推導(dǎo)訓(xùn)練，這一步還可以采用小組討論，嘗試讓學(xué)生之間相互合作討論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。

5.課程后測(cè)（Postassessment）

后測(cè)則是為了評(píng)估課堂是否達(dá)成既定的教學(xué)目標(biāo)。利用雨課堂或者超星等線上教學(xué)工具進(jìn)行測(cè)試，精確且量化地評(píng)判學(xué)生是否掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如講授流體時(shí)，我們可以在后測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)置問(wèn)題：根據(jù)上課時(shí)學(xué)的伯努利方程：P+12ρv2+ρgh=常數(shù)及方程推導(dǎo)過(guò)程，我們常說(shuō)的測(cè)“血壓”中的“壓”，指的是方程中哪一項(xiàng)壓強(qiáng)？

6.課堂總結(jié)（Summary）

總結(jié)回顧本次課的知識(shí)內(nèi)容，梳理所學(xué)知識(shí)思路，將其提煉升華，提升學(xué)生探索新知識(shí)的物理方法和物理思想，提升在后繼遇到類似問(wèn)題的解決能力。總結(jié)評(píng)價(jià)方式是多樣化的，可以是教師評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，也可以讓學(xué)生之間相互測(cè)評(píng)，教師在教學(xué)結(jié)束的最后階段總結(jié)，必要時(shí)簡(jiǎn)要總結(jié)重要的知識(shí)點(diǎn)，或者根據(jù)需要適當(dāng)?shù)匮由熘R(shí)點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行更深層次的思考［8］。

（三）課后

教學(xué)反思，課堂教學(xué)效果及時(shí)回頭看，根據(jù)學(xué)生反饋，微調(diào)下次課教學(xué)設(shè)計(jì)。通過(guò)布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)，給學(xué)生適當(dāng)增負(fù)，通過(guò)輔導(dǎo)答疑，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，或者教師發(fā)布探究性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)師生、學(xué)生之間隨時(shí)隨地的交流互動(dòng)。

三、總結(jié)與反思

基于目前“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”課堂教學(xué)現(xiàn)狀，我們結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，嘗試提出了基于雨課堂、超星等線上平臺(tái)結(jié)合BOPPPS教學(xué)模式進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的理念和教學(xué)改革思路，并以《流體的穩(wěn)定流動(dòng)》為例展示在課堂教學(xué)中。但必須強(qiáng)調(diào)的是，教無(wú)定法，BOPPPS模式也僅給出了課堂教學(xué)的大體框架思路，在實(shí)踐過(guò)程中要因課制宜，具體課程內(nèi)容具體分析，根據(jù)BOPPPS模式對(duì)課堂進(jìn)行有機(jī)有效的分解，六個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間占比也要靈活調(diào)整，使其更加符合學(xué)生的心理特征和學(xué)習(xí)認(rèn)知程度［9］。在實(shí)踐中，利用BOPPPS教學(xué)模式結(jié)合雨課堂等線上平臺(tái)可以提高教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)多元化、智能化的目標(biāo)。同時(shí)，受限于“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”是公共基礎(chǔ)課，師生比往往過(guò)小，“醫(yī)學(xué)物理學(xué)”課程的課時(shí)數(shù)少、內(nèi)容多等種種不利因素，大量的教學(xué)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)難度更高?？筛鶕?jù)實(shí)際教學(xué)需要，各環(huán)節(jié)所占的比重如何優(yōu)化，這也將是今后教學(xué)研究的方向之一［10］。

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［9］李雷，吳慶州，王濤，等.BOPPPS教學(xué)模型在“大學(xué)物理”課程教學(xué)中的實(shí)踐：以“薄膜干涉及其應(yīng)用”為例［J］.蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2020（36）：7173.

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基金項(xiàng)目：湖南醫(yī)藥學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目資助（2021JG30）

作者簡(jiǎn)介：祝銘山（1988—"），男，漢族，海南文昌人，碩士，講師，研究方向：醫(yī)學(xué)物理學(xué)、人體力學(xué)、影像物理學(xué)。