创新教育视角下生物医学工程专业医用物理学课程教学改革与实践*

◆吕磊 张正厚 赵仁宏 郭顺生

作者：吕磊，潍坊医学院医用物理学教研室教授，主要从事医学院校物理学的教学及研究工作；张正厚，通讯作者，潍坊医学院医用物理学教研室教授，主要从事高等教育学的教学及研究工作；赵仁宏、郭顺生，潍坊医学院医用物理学教研室（261053）。

江泽民同志曾指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”创新的主体是人才，人才的培养靠教育。唯有积极主动地实施创新教育，才能培养出具有创新精神和实践能力的高素质人才。创新教育就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。

《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高〔2007〕2 号）和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》都强调，要着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力。教育部、卫生部2012年5月联合发布的《关于实施临床医学教育综合改革的若干意见》（教高〔2012〕6 号）中指出，更新教育教学观念，改革教学内容、教学方法与课程体系，创新教育教学和评价考核方法，推进以学生自主学习为导向的教学方法改革，完善以能力为导向的形成性与终结性相结合的评定体系。其根本目的是培养适应国家医学创新和国际竞争需要的高水平的复合型创新人才。

在创新教育视角下生物医学工程专业医用物理学的教学目标：不仅使学生掌握学习专业课程所必需的医用物理学基本理论、基本知识、基本技能，而且帮助学生树立正确的科学观念，启迪学生的创新思维，训练学生掌握科学的思维方法，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力。医用物理学是生物医学工程专业重要的基础课程之一，该课程的教学改革对该专业学生创新能力的培养至关重要。但由于学生对该课程不够重视，学习兴趣不高，再加上各章节之间联系不大，学生普遍反映很难学；而且学生刚刚进入大学不久就开始学习该课程，难以适应课程学习要求。如何在创新教育视角下搞好该课程的教学改革，就成为要不断探讨的重要课题。

1 更新教学内容、丰富教学资源

教学内容的更新与教学资源的丰富是教学改革最基本、最重要的途径之一，也是创新教育的基础与前提。传统的教学资源就是教师手中的几本书，非常匮乏。

教材建设 在创新教育视角下，对原有教材内容不断进行优化、重组、更新，多次修订出版《医学物理学》和《医用物理学》。这些教材适当降低了对高等数学的要求，删除了与医学联系不紧密的内容，精选了物理与医学结合的案列，压缩了篇幅；充分考虑到了教材的实用性、科学性、先进性和前沿性；重点阐述物理学的基本思想、概念、原理和方法，加强基础理论和基本知识在医学上的应用，克服了理论化、公式化等枯燥乏味、繁琐的内容[1]，让学生在学习过程中真正体会到学有所用，更有利于学生自主学习。

将物理学史、医学史引入教材 在创新教育视角下，在传授物理知识的同时，特别注重物理思想和物理方法的介绍，其特色是“溯源通今”，将物理学史、医学史引入教材。在每一章后面介绍与本章内容有关的物理、医学、生命科学等诺贝尔奖获得者的成长经历及重大理论发现的经过或相关的新概念、新方法及新技术应用等，帮助学生树立正确的科学发展观，培养创新思维，提高综合素质及独立分析问题、解决问题的能力。通过问卷调查发现，学生普遍对改革后的教材反映良好。特别是每章后面的阅读材料，对学生来说，极大地开拓了视野，丰富了知识，提高了学习兴趣[1]，激励了他们奋发向上、永攀高峰的信心和斗志。

将教研、科研成果充实教学内容 在创新教育视角下，将教研、科研成果及时充实到教学内容中，使教学与学科前沿相结合，从而形成科研促进教学的良性发展。出版适合PBL 教学、案例式教学、任务型教学的《医用物理学》《医学物理学实验》等教材。在教学过程中，确保将最新的知识和信息传递给学生，根据医学中出现的新技术、新方法和医学生实际需要及时调整教学内容，拓展教育途径，促进教学质量和教学效率的不断提高。制作多媒体教学课件及建立网上教学资源库等，构建以纸质教材、电子教案和网络课程等为一体的立体化教材体系，极大地丰富了教学资源。

2 创新教学方法，丰富教学手段

在创新教育视角下，在转变教学思想，更新教育观念和教学内容的同时，还必须进行教学方法的有效改革，才能更好地发挥育人功能。传统单一的教学方法是以教师讲授为主的“填鸭式”教学，即以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心。传统的教学手段是一张嘴、一块黑板、几支粉笔、几张挂图，学生只能被动接受知识，导致学生缺乏学习主动性与自主性，缺乏发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，缺乏创新意识与创新能力。

运用多种教学方法 在创新教育视角下，教学过程因材施教，提倡以学生为中心、以教师为主导的教学模式[2]，如启发式、讨论式、提问式、PBL、CBL、基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学等。这些教学方法有利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力以及创新能力，真正达到“授人以渔”的教学目的，真正做到让学生不仅是“学会”，更重要的是“会学、乐学”，实现“要我学”向“我要学”的转化。

多种教学手段并存 在创新教育视角下，合理而有效地使用计算机多媒体辅助教学，做到多媒体辅助教学与传统教学手段的有机结合。通过PPT 将各种声音、图像、视频等多种资料应用到教学中，使得教学内容富多彩，在一定程度上增强了学生听课的兴趣，提高学生学习的主动性，也增强了互动性，从而能够达到教学效果的最优化。还部分地开展了双语教学的尝试，教师的教案、讲稿及多媒体课件中的各级标题、专业名词等均采用中英文对照形式，讲授时以英文形式读写。通过双语教学，促进师生学习英语的积极性，提高学生阅读专业英文文献和技术资料的兴趣和能力，从而提高学生专业英语水平。构建讲授法、启发式、讨论式、PBL、CBL 和基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学等多种教学方法并存，融计算机多媒体辅助教学、双语教学为一体的适应21 世纪人才培养需要的新型教学模式。

3 改革实验教学，提高创新能力

传统的医用物理学实验存在内容陈旧、教学模式单一、方法简单等问题，而且医学特色不突出，过分强调本课程的系统性、完整性，忽视整体培养目标。这在很大程度上束缚了学生学习的主动性和创造性，不利于学生创新能力的培养。

改进实验内容 在创新教育视角下，组织教师每年编辑修订《医用物理学实验》讲义，使之更贴近医学实际：1）充分利用现有实验仪器和设备对原有实验进行改革，如非正常眼的模拟与矫正实验；2）减少过时的内容，增加新的生物信息测量技术内容，如生物机能实验系统的原理与应用、心电图机的性能测定、霍尔效应医用换能器原理与实验等；3）增加综合性实验和设计性实验的比例，进行创新性实验的尝试等，注重学生实践能力和创新能力的培养。并通过实验室开放，让学生多做实验，进一步培养学生的综合应用能力、创新思维和创新能力。

改革实验教学方法与手段 在创新教育视角下，在更新实验教学内容的基础上，又进行教学方法改革的尝试，将国际上流行的任务型教学模式（Task-based teaching，TBT）引入医用物理实验教学中，打破传统的实验教学模式，而代之以“设计任务—明确任务—完成任务—评价任务”[3]模式，采用多媒体技术和黑板板书、示教相结合的教学手段，从而培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题及创新的能力。构建内容与医学实际联系紧密，采用国际上流行的任务型教学法和多样化教学手段，提高学生的综合素质和培养学生动手能力和创新能力的新型物理实验教学体系。充分发挥医用物理学实验课在提高生物医学工程专业学生自然科学素质、激发创新意识、培养创新精神、启迪创新思维和提高创新能力方面的重要作用[3]。

4 改革评价体系，发挥导向作用

传统的考核方式是单一的期末闭卷考试，注重对学生学习结果的评价，缺少对学生学习过程的监控，考核内容侧重于基本知识的记忆、理解，缺少反映知识的运用能力、创新能力的综合性、提高性题目，不利于学生分析问题、解决问题能力和创新能力的培养。

物理学课程考核评价体系 在创新教育视角下，按照医学生创新能力培养的要求，在对教学效果的评价中，突破传统的单纯期末闭卷考核的方法，采用开卷和闭卷相结合，加强对学生学习过程的监控，构建知识评价与能力评价相结合、形成性评估和终结性评估相结合的多元化评价体系，使评价内容多元化、评价方式多样化。课程考核分为理论考核、实验考核和平时考核三部分：理论考核占70%，着眼于考查学生的综合分析能力和解决问题的能力，并实行教考分离，期末由教务处统一组织；实验考核占20%，其中实验报告占10%，操作考试占10%，操作考试由教研室在课程学习结束后安排；平时考评占10%，包括上课考勤、课程作业（平时作业和写小论文）、课堂测验、抽查提问等。

PBL 等教学模式教学考核评价体系 在创新教育视角下，在PBL、CBL、基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学及任务型教学模式教学评价中，采用有效评估标准进行。在以上模式的教学活动中，学生通过演讲报告会以PPT课件，或者通过小型展览会以书面报告形式来展示他们的学习收获与体会；评价主体上采用学生自评与互评、教师评价相结合；教学活动之前、教学活动过程中、教学活动结束后分别采用诊断性评价、形成性评价、终结性评价；评价内容上尽可能地将知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观目标纳入评价体系中，形成评价主体、评价方式及评价内容等多元化评价体系。经过几年的实践证明，实施多元化评价较为客观、全面地反映学生对本门课程的学习情况，充分发挥教学评价体系的导向和激励作用，促进学生全面综合发展，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力，提高教育教学质量。

5 结论

创新教育视角下对生物医学工程专业医用物理学课程在教学内容、教学模式、实验教学、评价体系等方面进行改革，通过课后访谈和问卷调查发现，效果良好。学生感到医用物理学不再枯燥无味，而是非常有趣，与身边的生活和医学现象都密切相关[1]；医用物理学课程不仅是生物医学工程专业学生学习后继专业课程的基础，而且对启迪学生的创新思维，训练学生掌握科学的思维方法，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力起着至关重要的作用。目前，潍坊医学院医用物理学课程已成为深受学生欢迎和喜爱的、在全院有较高知名度的校级精品课程。

[1]张婷,陈涛,王光昶,等.《医用物理学》课程教学改革的实践探索[J].中国医学物理学杂志,2012,29(5):3512-3714.

[2]唐伟跃,李云涛,刁振琦,等.卓越医师教育背景下《医用物理学》课程改革与建设[J].中国医学物理学杂志,2012,29(6):3837-3840.

[3]吕磊,张正厚,隋丽云.医用物理实验教学中任务型教学模式的应用[J].中国医学物理学杂志,2012,29(4):3574-3576.