醫(yī)學(xué)專業(yè)大學(xué)物理課中的案例教學(xué)

趙新麗

摘 ? ?要： 在醫(yī)學(xué)專業(yè)大學(xué)物理課中引入問題式案例教學(xué)，本著教學(xué)案例內(nèi)容應(yīng)具有典型性、啟發(fā)性、趣味性和實踐性的原則開展教學(xué)，并對教學(xué)效果進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞： 醫(yī)學(xué)專業(yè) ? ?大學(xué)物理 ? ?案例教學(xué)

物理學(xué)是醫(yī)學(xué)院校一門必修的基礎(chǔ)課，肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會如何將物理學(xué)的概念、原理、規(guī)律應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上的使命。多年來傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)物理課教學(xué)中，只注重突出物理學(xué)自身的“理論化”、“公式化”特點(diǎn)而忽略了物理學(xué)的“醫(yī)學(xué)應(yīng)用”，一方面使得學(xué)生感覺課堂枯燥無味，失去學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生抵觸心理，另一方面，即使學(xué)生記住了幾個公式或定理，但不能對問題深入理解和掌握，一遇到實際問題，往往感覺束手無策，無法用已有理論知識解決實際問題，更談不上創(chuàng)新。為此，筆者近年在物理教學(xué)中引入問題式案例教學(xué)，進(jìn)行有益嘗試與探索。

1.案例教學(xué)及其背景

所謂案例教學(xué)是指在教師指導(dǎo)下，把學(xué)生帶入具有一定代表性的典型事件的現(xiàn)場，深入角色，再現(xiàn)案例情景，以提高學(xué)生實際運(yùn)作能力的一種教學(xué)方法。

1921年，哈佛大學(xué)法學(xué)院首次將案例方法應(yīng)用于教學(xué)中。這種教學(xué)法強(qiáng)調(diào)在教學(xué)中由學(xué)生參與分析和討論個別案例，目的是通過對案例的認(rèn)識達(dá)到對法律規(guī)則的理解。到20世紀(jì)中葉，案例教學(xué)被美國所有的著名法律學(xué)院采用[1][2]，隨后逐漸被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、心理學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科的教學(xué)和研究中，尤其是應(yīng)用于美國的師范教育和師資培訓(xùn)并取得了很好的教學(xué)效果。目前，案例教學(xué)法已成為美國各種專業(yè)和職業(yè)教育中的一種重要方法。近年來，國內(nèi)也有不少教師對此進(jìn)行了實踐，并認(rèn)為該教學(xué)法是非常有效的教學(xué)方法[2]-[4]。

2.大學(xué)物理案例教學(xué)步驟及示例

與其他課程類似，大學(xué)物理案例教學(xué)的步驟可分為：提供案例，組織討論（包括學(xué)生查閱資料、收集信息），教師評述，原理分析。與此相對應(yīng)的學(xué)生的學(xué)習(xí)過程應(yīng)是：案例情境，查閱資料、收集信息，分析案例，掌握原理及應(yīng)用。通過閱讀、分析、思考及相互間的討論，不僅加深了對知識、理論、方法的理解與應(yīng)用，而且鍛煉了思維，提高了分析解決問題的能力。

案例教學(xué)是本著讓教、學(xué)雙方互促互動的原則，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的積極主動參與，教師不是單純通過說教，而是通過對具體事件的討論分析逐漸歸納出知識脈絡(luò)并解決問題。教學(xué)中通常采用問題式案例實施教學(xué)，這些案例主要來源于臨床實踐或生活實際，具體如下：

（1）典型性：所選案例要能夠說明一類或一組事件，經(jīng)典、典型。

案例[5]：患者，男性，18歲，患鼻咽血管纖維瘤入院，全身麻醉下施行經(jīng)硬腭進(jìn)路手術(shù)。在剝離腫瘤基底時，將手術(shù)床頭逐漸抬高10°～30°，使患者處于頭高腳低斜坡位，盡量使手術(shù)部位高出心臟水平。血壓下降過低或停止降壓后血壓回升至正常時放平手術(shù)床。問題：①體位對血壓有何影響？為何術(shù)中男患者處于頭高腳低位？②讓手術(shù)部位高出心臟水平的目的？③心臟在血液循環(huán)中有什么重要作用？

讓學(xué)生對這些問題充分討論后，教師總結(jié)：人體不同部位的血壓和體位有關(guān)。作為一個閉合循環(huán)系統(tǒng)，血液的流動必然服從質(zhì)量和能量守恒定律。假設(shè)血管中血液為理想流體，考慮血管系統(tǒng)內(nèi)的血液受地球重力場的影響，各部分的壓強(qiáng)、流速和高度的關(guān)系為p+ρgh+■ρv■=常數(shù)，利用這一結(jié)論可以解釋體位、流速和血壓的關(guān)系。在等截面均勻管中流動，由于流體的速度不變，高處血管的壓強(qiáng)小，低處血管的壓強(qiáng)大。我們通常選取人體心臟的高度作為參考測量血壓。臨床全麻手術(shù)過程中，為實行體位控制性低血壓，減少手術(shù)期間出血，使手術(shù)視野清晰，便于操作，降低危險減少并發(fā)癥，盡量使手術(shù)部位高出心臟水平，使手術(shù)區(qū)域局部的脈壓降低，血供來源減少，有效減少出血。推動血液流動的是重力和壓力梯度，壓力梯度的產(chǎn)生是通過心臟做功實現(xiàn)的，因此血液循環(huán)是靠心臟做功維系的。

臨床上許多操作都可以用體位和血壓的關(guān)系來說明，如病房輸液、血壓測量等，為保證臨床操作的安全性，必須注意體位的不當(dāng)造成的后果。利用同截面處流速與壓強(qiáng)的關(guān)系還可以解釋血液中紅細(xì)胞軸向遷移等問題。

（2）啟發(fā)性：通過對案例的層層剖析，啟發(fā)學(xué)生思維。

案例[5]：1948年2月，一艘名叫“烏蘭格梅奇號”的荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，全體船員及船上攜帶的一條狗突然死亡。他們既沒有外傷，又沒有中毒跡象，倒像是心臟病突然發(fā)作。這件海上奇案立即引起人們的關(guān)注。但幾十年過去了，偵破工作仍沒有絲毫進(jìn)展。后來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，查出制造當(dāng)時慘案的真正“兇手”竟然是看不見、聽不著的“次聲波”。問題：為什么次聲波能夠造成船員死亡？

問題提出后，可引導(dǎo)學(xué)生逐一討論以下問題：①次聲波及其特點(diǎn)？②人體內(nèi)各器官是否總在脈動？其脈動頻率在什么范圍？③共振現(xiàn)象及其危害？帶著疑問和好奇，同學(xué)們積極主動地投入到資料查閱、信息收集中，最后匯報了以上內(nèi)容并得出結(jié)論：人體內(nèi)的各個器官本身都有自己較低的固有頻率。比如人軀體的固有頻率為7～12赫，頭部的固有頻率為8～12赫，腹部內(nèi)臟固有頻率大約為4～6赫。這些人體本身所固有的頻率，正好在次聲波的頻帶范圍內(nèi)，一旦大功率的次聲波作用于人體，這些器官固有頻率就會和外界次聲波產(chǎn)生共振。海上風(fēng)暴中的次聲波不僅強(qiáng)度大，而且頻率正好在人的心臟的固有頻率范圍內(nèi)，在外來次聲波的不斷激發(fā)下，心臟吸收了次聲波的能量而強(qiáng)烈地顫抖起來（產(chǎn)生共振現(xiàn)象），從而使人感到頭昏、惡心、肌肉痙攣、呼吸困難、驚恐不安、神經(jīng)錯亂、失去知覺，甚至血管破裂，最后導(dǎo)致死亡。

（3）趣味性：可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高創(chuàng)新思維能力。

案例[5]：組織同學(xué)們觀看一場立體電影。在觀看立體電影時，大家都要戴上一副特制的眼鏡，這樣，從銀幕上看到的景象才有立體感。如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。問題：①這是一幅什么樣的眼鏡？②戴上它的作用是什么？③是不是立體影像都一定要用偏振光呢？尋找實現(xiàn)立體影像的方法。④如何實現(xiàn)立體聲的效果？

（4）實踐性：與學(xué)生的實踐需求相吻合，對學(xué)習(xí)有指導(dǎo)意義。

案例[5]：超聲檢查時，醫(yī)生需要在受檢查者的皮膚與超聲探頭之間涂一層耦合劑。超聲波成像主要被用于觀察人體腹部器官的病變情況，可以看到圖像比較清晰。若用它觀察人體骨骼和肺部等部位的病變卻不能得到清晰的像。問題：①涂一層耦合劑的目的是什么？②為什么超聲波不宜用于觀察肺部病變？

3.課程教學(xué)效果

通過具有典型性、啟發(fā)性、趣味性和實踐性的案例進(jìn)行調(diào)研、分析、總結(jié)，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的局限，讓學(xué)生積極主動地投入到對案例的思考和討論中，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造性。據(jù)初步統(tǒng)計，開展大學(xué)物理案例教學(xué)后，無論是學(xué)生平時的學(xué)習(xí)情況，還是考試成績，都取得了令人滿意的教學(xué)效果。調(diào)查表明，84%學(xué)生認(rèn)為案例教學(xué)能促進(jìn)物理知識特別是相關(guān)定理、定律的理解和記憶。調(diào)查還顯示，案例教學(xué)有助于對學(xué)生自學(xué)能力、學(xué)習(xí)興趣、分析問題、思維方法和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[5]仇惠，王亞平.醫(yī)學(xué)物理學(xué)[M].第二版科學(xué)出版社.