医学专业大学物理课中的案例教学

摘 要： 在医学专业大学物理课中引入问题式案例教学，本着教学案例内容应具有典型性、启发性、趣味性和实践性的原则开展教学，并对教学效果进行了探讨。

关键词： 医学专业 大学物理 案例教学

物理学是医学院校一门必修的基础课，肩负着引导学生学会如何将物理学的概念、原理、规律应用在医学上的使命。多年来传统的医学物理课教学中，只注重突出物理学自身的“理论化”、“公式化”特点而忽略了物理学的“医学应用”，一方面使得学生感觉课堂枯燥无味，失去学习兴趣，产生抵触心理，另一方面，即使学生记住了几个公式或定理，但不能对问题深入理解和掌握，一遇到实际问题，往往感觉束手无策，无法用已有理论知识解决实际问题，更谈不上创新。为此，笔者近年在物理教学中引入问题式案例教学，进行有益尝试与探索。

1.案例教学及其背景

所谓案例教学是指在教师指导下，把学生带入具有一定代表性的典型事件的现场，深入角色，再现案例情景，以提高学生实际运作能力的一种教学方法。

1921年，哈佛大学法学院首次将案例方法应用于教学中。这种教学法强调在教学中由学生参与分析和讨论个别案例，目的是通过对案例的认识达到对法律规则的理解。到20世纪中叶，案例教学被美国所有的著名法律学院采用[1][2]，随后逐渐被应用于医学、经济学、社会学、心理学、管理学等学科的教学和研究中，尤其是应用于美国的师范教育和师资培训并取得了很好的教学效果。目前，案例教学法已成为美国各种专业和职业教育中的一种重要方法。近年来，国内也有不少教师对此进行了实践，并认为该教学法是非常有效的教学方法[2]-[4]。

2.大学物理案例教学步骤及示例

与其他课程类似，大学物理案例教学的步骤可分为：提供案例，组织讨论（包括学生查阅资料、收集信息），教师评述，原理分析。与此相对应的学生的学习过程应是：案例情境，查阅资料、收集信息，分析案例，掌握原理及应用。通过阅读、分析、思考及相互间的讨论，不仅加深了对知识、理论、方法的理解与应用，而且锻炼了思维，提高了分析解决问题的能力。

案例教学是本着让教、学双方互促互动的原则，强调学生的积极主动参与，教师不是单纯通过说教，而是通过对具体事件的讨论分析逐渐归纳出知识脉络并解决问题。教学中通常采用问题式案例实施教学，这些案例主要来源于临床实践或生活实际，具体如下：

（1）典型性：所选案例要能够说明一类或一组事件，经典、典型。

案例[5]：患者，男性，18岁，患鼻咽血管纤维瘤入院，全身麻醉下施行经硬腭进路手术。在剥离肿瘤基底时，将手术床头逐渐抬高10°～30°，使患者处于头高脚低斜坡位，尽量使手术部位高出心脏水平。血压下降过低或停止降压后血压回升至正常时放平手术床。问题：①体位对血压有何影响？为何术中男患者处于头高脚低位？②让手术部位高出心脏水平的目的？③心脏在血液循环中有什么重要作用？

让学生对这些问题充分讨论后，教师总结：人体不同部位的血压和体位有关。作为一个闭合循环系统，血液的流动必然服从质量和能量守恒定律。假设血管中血液为理想流体，考虑血管系统内的血液受地球重力场的影响，各部分的压强、流速和高度的关系为p+ρgh+■ρv■=常数，利用这一结论可以解释体位、流速和血压的关系。在等截面均匀管中流动，由于流体的速度不变，高处血管的压强小，低处血管的压强大。我们通常选取人体心脏的高度作为参考测量血压。临床全麻手术过程中，为实行体位控制性低血压，减少手术期间出血，使手术视野清晰，便于操作，降低危险减少并发症，尽量使手术部位高出心脏水平，使手术区域局部的脉压降低，血供来源减少，有效减少出血。推动血液流动的是重力和压力梯度，压力梯度的产生是通过心脏做功实现的，因此血液循环是靠心脏做功维系的。

临床上许多操作都可以用体位和血压的关系来说明，如病房输液、血压测量等，为保证临床操作的安全性，必须注意体位的不当造成的后果。利用同截面处流速与压强的关系还可以解释血液中红细胞轴向迁移等问题。

（2）启发性：通过对案例的层层剖析，启发学生思维。

案例[5]：1948年2月，一艘名叫“乌兰格梅奇号”的荷兰货船在通过马六甲海峡时，全体船员及船上携带的一条狗突然死亡。他们既没有外伤，又没有中毒迹象，倒像是心脏病突然发作。这件海上奇案立即引起人们的关注。但几十年过去了，侦破工作仍没有丝毫进展。后来随着科学技术的发展，查出制造当时惨案的真正“凶手”竟然是看不见、听不着的“次声波”。问题：为什么次声波能够造成船员死亡？

问题提出后，可引导学生逐一讨论以下问题：①次声波及其特点？②人体内各器官是否总在脉动？其脉动频率在什么范围？③共振现象及其危害？带着疑问和好奇，同学们积极主动地投入到资料查阅、信息收集中，最后汇报了以上内容并得出结论：人体内的各个器官本身都有自己较低的固有频率。比如人躯体的固有频率为7～12赫，头部的固有频率为8～12赫，腹部内脏固有频率大约为4～6赫。这些人体本身所固有的频率，正好在次声波的频带范围内，一旦大功率的次声波作用于人体，这些器官固有频率就会和外界次声波产生共振。海上风暴中的次声波不仅强度大，而且频率正好在人的心脏的固有频率范围内，在外来次声波的不断激发下，心脏吸收了次声波的能量而强烈地颤抖起来（产生共振现象），从而使人感到头昏、恶心、肌肉痉挛、呼吸困难、惊恐不安、神经错乱、失去知觉，甚至血管破裂，最后导致死亡。

（3）趣味性：可激发学生的学习兴趣，提高创新思维能力。

案例[5]：组织同学们观看一场立体电影。在观看立体电影时，大家都要戴上一副特制的眼镜，这样，从银幕上看到的景象才有立体感。如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。问题：①这是一幅什么样的眼镜？②戴上它的作用是什么？③是不是立体影像都一定要用偏振光呢？寻找实现立体影像的方法。④如何实现立体声的效果？

（4）实践性：与学生的实践需求相吻合，对学习有指导意义。

案例[5]：超声检查时，医生需要在受检查者的皮肤与超声探头之间涂一层耦合剂。超声波成像主要被用于观察人体腹部器官的病变情况，可以看到图像比较清晰。若用它观察人体骨骼和肺部等部位的病变却不能得到清晰的像。问题：①涂一层耦合剂的目的是什么？②为什么超声波不宜用于观察肺部病变？

3.课程教学效果

通过具有典型性、启发性、趣味性和实践性的案例进行调研、分析、总结，可弥补传统方法的局限，让学生积极主动地投入到对案例的思考和讨论中，充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性。据初步统计，开展大学物理案例教学后，无论是学生平时的学习情况，还是考试成绩，都取得了令人满意的教学效果。调查表明，84%学生认为案例教学能促进物理知识特别是相关定理、定律的理解和记忆。调查还显示，案例教学有助于对学生自学能力、学习兴趣、分析问题、思维方法和科学素质的培养。

参考文献：

[1]王荣浩.卫生职业教育，2006，24（4）：97.

[2]吴元香.新课标下创设物理课堂教学情境的实践与体会[J].物理通报，2008（10）：8-10.

[3]吴军，胡先志.用案例研究来培养教师的教育技术能力[J].教学与管理，2006（24）：39-40.

[4]王光昶，张建炜，等.案例教学法在医学物理学教学中的应用[J].西北医学教育，2008（06）：1136-1138.

[5]仇惠，王亚平.医学物理学[M].第二版科学出版社.