“雙一流”建設背景下醫(yī)學院校醫(yī)學物理學教學現(xiàn)狀調(diào)查與改革的思考

張曉軍　張敏　尚永兵

摘要：在“雙一流”建設和“醫(yī)學+X”多學科交叉融合背景下，臨床醫(yī)學專業(yè)的學生應該把醫(yī)學物理學掌握到什么程度，是一個值得探討的重要問題。本文調(diào)查分析了當前國內(nèi)醫(yī)學院校醫(yī)學物理學教學現(xiàn)狀，提出了對該課程定位、教學內(nèi)容、教學方法和手段以及有關實驗課程等方面的改革構想。旨在促進物理學與醫(yī)學的融合，使學生具有較寬的知識面和較深的理論研究基礎，從而培養(yǎng)出具有高層次、復合型、創(chuàng)新型拔尖醫(yī)學人才。

關鍵詞：醫(yī)學物理學;教學現(xiàn)狀;教學改革

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A

“雙一流”是我國高等教育領域繼“211工程”“985工程”之后的又一國家戰(zhàn)略，建設方案明確提到培養(yǎng)具有國際視野，具備跨學科知識基礎，富有創(chuàng)新精神和實踐能力的創(chuàng)新型、應用型、復合型優(yōu)秀人才[1]。2020年9月23日教育部網(wǎng)站公布了《國務院辦公廳關于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》，其中明確提出要加快高層次復合型醫(yī)學人才培養(yǎng)，設置交叉學科，促進醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)文學科交叉融合，推進“醫(yī)學+X”多學科背景的復合型創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)[2]。這表明在新的形勢下國家對人才培養(yǎng)模式提出了新的要求，特別是對醫(yī)學人才的培養(yǎng)和醫(yī)學教育的發(fā)展指明了方向。

醫(yī)學物理學是物理學與醫(yī)學相結(jié)合的一門交叉學科，是高等醫(yī)學院校醫(yī)藥類專業(yè)學生必修的一門重要的自然科學課程，旨在為學生學習后續(xù)醫(yī)學基礎課程和臨床專業(yè)課程打好基礎，為其將來從事醫(yī)學科學研究和醫(yī)療實踐儲備必要的物理學知識[3]，更為重要的是通過該課程的學習，培養(yǎng)學生的自主學習能力和科研創(chuàng)新思維。

近期，我們對五年制臨床醫(yī)學專業(yè)的醫(yī)學物理學的課程設置、學時數(shù)和教學內(nèi)容的情況在全國設有醫(yī)學院的部分高校進行了問卷調(diào)查，共收到有效問卷25份，其中“雙一流”建設高校9所（綜合性大學6所，醫(yī)科類院校3所），非“雙一流”建設高校16所（綜合性大學2所，醫(yī)科類院校14所）。本文通過對各學校醫(yī)學物理學課程的現(xiàn)狀分析，并結(jié)合國家對加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的要求，針對其目前存在的問題提出了若干建議。

1 醫(yī)學院校醫(yī)學物理學教學現(xiàn)狀

1.1 課時設置情況

在本次調(diào)查的25所院校中，所有院校的五年制臨床專業(yè)都將醫(yī)學物理學課程列為必修課，一般都在第一學年第二學期開設，也有少數(shù)學校在第一學年第一學期開設。表1、圖1和表2分別列出了各學校醫(yī)學物理學課程總學時數(shù)、理論課學時數(shù)、實驗課學時數(shù)的分布情況以及總學時、理論課、實驗課平均學時數(shù)。表2顯示各組數(shù)據(jù)方差非常大，反映出無論是“雙一流”建設高校之間還是非“雙一流”建設高校之間醫(yī)學物理學課程學時數(shù)設置情況均相差較大，非“雙一流”建設高校的醫(yī)學物理學的理論學時數(shù)和實驗學時數(shù)均與“雙一流”建設高校的學時數(shù)相差甚大，僅占其相應學時數(shù)的60%左右;各學校理論課學時數(shù)與實驗課學時數(shù)基本按照2∶1的比例進行設置。課程總學時數(shù)分布在36—126學時范圍內(nèi)，平均學時為70.64±24.97學時，其中有3所“雙一流”建設高校的總學時數(shù)超過100學時。理論課學時數(shù)最低為28學時，最高為72學時，主要分布在30—59學時范圍內(nèi)，平均學時數(shù)為48.88±13.54學時。22所院校開設實驗課程，3所院校未開設實驗課程，實驗課學時數(shù)集中分布在10—29學時范圍內(nèi)，平均學時數(shù)為24.59±11.82學時，最高為54學時。

1.2 教學內(nèi)容情況

表3列出了本次調(diào)查的理論課教學內(nèi)容情況。從表中可以看出，各學校教學內(nèi)容的設置基本沿用了理工科大學物理課程，包括經(jīng)典力學、電磁學、熱力學及統(tǒng)計物理、光學和近代物理學五部分。值得一提的是，大部分學校教學內(nèi)容中增加了一些與醫(yī)學有密切關系的物理理論知識如流體動力學、放射醫(yī)學基礎等。由于受學時數(shù)少的制約，絕大部分院校醫(yī)學物理學的教學只能圍繞醫(yī)學展開重點在于突出其實用性，但物理學的系統(tǒng)性則無法兼顧。有近八成以上的院校講授流體的運動、振動、波動、靜電場、分子動理論、波動光學、幾何光學、激光與X射線等內(nèi)容;有近半數(shù)的院校講授力學基礎、恒定電流、恒定磁場、量子力學基礎和放射醫(yī)學基礎等內(nèi)容;大多數(shù)的“雙一流”建設高校開始講授剛體的轉(zhuǎn)動及相對論內(nèi)容，但其他院校對此內(nèi)容并不涉及。

2 “雙一流”建設背景下醫(yī)學物理學課程的改革構想

2.1 明確醫(yī)學物理學課程的定位和作用，適應新形勢的要求

醫(yī)學物理學是高等醫(yī)藥學院校本科專業(yè)的必修課，是一門培養(yǎng)和提高醫(yī)學生的科學素質(zhì)、科學思維方法及科學研究能力的重要基礎課。但由于目前各高校對醫(yī)學物理學的定位和作用的理解、認識的不同，導致對此課程的設置及相關要求差異較大。“雙一流”建設院校醫(yī)學物理學課程學時設置顯著高于非“雙一流”建設院校，在“雙一流”建設院校中綜合性院校醫(yī)學物理學課程學時設置也明顯高于醫(yī)學專科院校。受調(diào)查學校的絕大多數(shù)教師認為，目前醫(yī)學物理學理論課學時數(shù)偏少，不能滿足正常的教學要求。這必然使得醫(yī)學物理學教育應有的作用大打折扣。醫(yī)學生學習物理學知識，一方面讓學生掌握寬泛的自然科學知識，培養(yǎng)科學研究精神，樹立科學、系統(tǒng)的自然觀，從而全面理解和認識自然界物理現(xiàn)象，具備系統(tǒng)的抽象思維、邏輯推理及創(chuàng)造性思維的能力[4]。另一方面也為學生學習醫(yī)學課程服務，物理學所提供的技術和方法為生命科學的研究及臨床實踐開辟了許多新途徑，例如從基因組計劃的實施，到蛋白質(zhì)結(jié)構的揭秘，從干細胞學說的興起，到腦功能研究的深入，無不以物理學的前沿理論與先進技術為基礎和工具[5]。因此，各高校要以《國務院辦公廳關于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》為指導思想，明確新形勢下我國醫(yī)學教育改革發(fā)展的目標，從更深層次上理解醫(yī)學物理學課程的定位和作用，促進醫(yī)工、醫(yī)理學科交叉融合，使學生具備較寬的專業(yè)面和較深的基礎，提升醫(yī)學生的科學底蘊和綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出具有“醫(yī)學+X”多學科背景的復合型創(chuàng)新拔尖人才。

2.2 構建合理的醫(yī)學物理課程結(jié)構，增加教學的針對性

到目前為止，全國大多數(shù)醫(yī)學院校還是按“保持物理學的完整體系不變，適當聯(lián)系醫(yī)學”這種模式進行醫(yī)學物理學教學，在內(nèi)容設置上與理工科非物理專業(yè)的物理學課程基本相同，差別僅是學時數(shù)多少的問題，沒有突出醫(yī)學專業(yè)的特點[6，7]。醫(yī)學物理學課程應當根據(jù)醫(yī)學專業(yè)對物理知識的需要和院校的實際情況來決定物理教學內(nèi)容和學時分配，對于學時較多的院校教學內(nèi)容既可兼顧物理學本身內(nèi)在的邏輯性和系統(tǒng)性，又可重點講授物理學與醫(yī)學緊密結(jié)合的理論。對于學時較少的院校，只能略講或者不再贅述與高中物理重復的經(jīng)典物理學內(nèi)容，僅將物理學與醫(yī)學聯(lián)系緊密的知識作為重點講授的內(nèi)容，使學生真正感受到物理學對醫(yī)學發(fā)展的重要性和必要性，促使學生將物理學與醫(yī)學有機地整合起來，并從中學會利用物理學的知識研究和解決醫(yī)學上遇到的相關問題。同時還要加大對大近現(xiàn)代物理知識與現(xiàn)代醫(yī)學相結(jié)合方面的前沿知識及研究成果的講授，這樣既能開闊學生的視野、讓學生具備較為寬泛的知識面和較深的理論研究基礎，又有利于培養(yǎng)出高層次、復合型、創(chuàng)新拔尖醫(yī)學人才。

2.3 完善教師知識結(jié)構，提高教學的質(zhì)量

“雙一流”建設的首要建設任務就是“建設一流師資團隊”，教師在醫(yī)學物理學課程教學過程中起著非常關鍵的因素，教師應該把物理學的知識和醫(yī)學知識有機整合起來使學生深刻體會到物理學在醫(yī)學中的重要地位，避免使醫(yī)學生認為物理知識不僅難學且對醫(yī)學專業(yè)的學生沒多大作用，從而調(diào)動學生學習的積極性。這就要求醫(yī)學物理學教師不僅要有扎實的物理學功底，而且還要兼具醫(yī)學基礎知識，比如生理學、解剖學等多方面的知識。而目前醫(yī)學物理學教師基本都是物理學專業(yè)畢業(yè)的，具有深厚的物理學知識，但缺乏醫(yī)學基礎知識。這就需要不斷完善教師的知識結(jié)構來提高教師授課質(zhì)量?，F(xiàn)有教師應該充分利用醫(yī)學院校的便利條件旁聽相關醫(yī)學基礎課程，或與醫(yī)學專業(yè)教師和臨床醫(yī)生聯(lián)合進行科學研究來擴大自己的醫(yī)學知識儲備，也可進一步了解臨床和醫(yī)學相關科研對物理學的需求。另外，要加強集體備課，充分發(fā)揮集體智慧，發(fā)揚“以老帶新”傳幫帶作用，不斷加強教師的業(yè)務能力。此外，在引進新教師時，應傾向于醫(yī)學物理學或生物物理學專業(yè)畢業(yè)的人才，毋庸置疑，具有這些專業(yè)背景的教師更能有效地促進物理學與醫(yī)學的有機結(jié)合，從而提高教學質(zhì)量。

2.4 優(yōu)化教學方法和教學手段，培養(yǎng)學生的思維能力

“雙一流”建設的五項基本建設任務之一是“培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才”，傳統(tǒng)的醫(yī)學物理學課程講授中，教師大多以自己為中心，講授精心準備好的教學內(nèi)容，學生處于被動學習的狀況，不能充分調(diào)動學生學習的主觀能動性，不利于學生思維拓展能力及科學素質(zhì)的培養(yǎng)。這就要求教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學模式，多采用討論式、啟發(fā)式、問題式等互動的教學方法[8]，創(chuàng)造條件讓學生主動尋找解決問題的辦法，加深相關知識及技能的學習，進一步培養(yǎng)和激發(fā)學生們的獨立思維和解決問題的能力。圍繞課堂講授的內(nèi)容，教師要充分利用現(xiàn)代教學手段，借助課堂演示實驗、多媒體軟件、微課程、微視頻提高教學的直觀性和趣味性[9]，把傳統(tǒng)、常規(guī)的教學手段無法清楚表達的內(nèi)容和動態(tài)變化的過程清晰化、具體化，使教學內(nèi)容更加活潑生動和形象，從而激發(fā)學生學習的興趣，提高教學效果。

2.5 改革醫(yī)學物理學實驗設置，增強學生的創(chuàng)新能力

實驗教學是整個高等教學工作中的一個重要環(huán)節(jié)，醫(yī)學物理實驗是完成醫(yī)學物理學教學的重要組成部分，在培養(yǎng)學生的實驗綜合素質(zhì)、實踐能力、分析解決問題能力、科學思維能力和創(chuàng)新精神等方面起著十分重要的作用。但是目前有的醫(yī)學院校對臨床醫(yī)學專業(yè)不開設醫(yī)學物理學實驗課，有的院校僅開設幾個基礎性實驗或驗證性實驗，學生只需按照教材中的實驗步驟，一步一步被動完成實驗內(nèi)容即可。學生從中體會不到物理知識與醫(yī)學的緊密聯(lián)系，導致醫(yī)學生學習物理缺乏動力。醫(yī)學物理學實驗設置既要涉及物理實驗的基本內(nèi)容，也要充分考慮醫(yī)學生的專業(yè)特點，要體現(xiàn)醫(yī)理、醫(yī)工的結(jié)合，使實驗更加具有醫(yī)學院校的特色。鑒于此，近年來，我校在醫(yī)學物理學實驗設置中提高了與醫(yī)學相關的物理實驗比例，如新增了核磁共振實驗、人耳聽覺閾的測量、血液黏滯系數(shù)的測定等實驗。我們發(fā)現(xiàn)實驗調(diào)整后，學生對實驗的興趣、參與主動性明顯增強，從而增加了學生動手能力，促進了學生學習醫(yī)學物理學的興趣。此外，醫(yī)學物理學實驗設置時不僅要設置基礎性、驗證性的實驗，還要增設一些綜合性、自主創(chuàng)新性實驗，在實驗過程中發(fā)揮學生的主觀能動性，調(diào)動學生的學習興趣、探索精神和創(chuàng)新精神，只有這樣才能培養(yǎng)出高層次、復合型、創(chuàng)新的醫(yī)學拔尖人才。

3 結(jié)語

在國家“雙一流”建設背景下，為推進“醫(yī)學+X”多學科背景的復合型創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)目標的需要，針對目前醫(yī)學院校醫(yī)學物理學課程設置的現(xiàn)狀，并結(jié)合我校近年對醫(yī)學物理學課程的改革嘗試，本文提出了幾點相應的改進策略，希望可以推進醫(yī)學物理學課程在培養(yǎng)高層次、復合型、創(chuàng)新的醫(yī)學拔尖人才過程中發(fā)揮更大的作用。

致謝：本文的調(diào)查工作得到了北京大學、復旦大學、同濟大學、山東大學、華中科技大學、青島大學、西北大學、海軍軍醫(yī)大學、空軍軍醫(yī)大學、大連醫(yī)科大學、新疆醫(yī)科大學、廣東藥科大學、南方醫(yī)科大學、首都醫(yī)科大學、天津醫(yī)科大學、哈爾濱醫(yī)科大學、重慶醫(yī)科大學、河北大學醫(yī)學院、錦州醫(yī)科大學、廣西中醫(yī)藥大學、九江學院、廣東醫(yī)學院、溫州醫(yī)學院、泰山醫(yī)學院、新鄉(xiāng)醫(yī)學院等學校同行的支持，在此表示衷心的感謝。

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基金項目：國家自然科學基金面上項目（51377163）;西北大學科研啟動經(jīng)費（363042005100）;西安地區(qū)軍隊院校協(xié)作中心物理教育教學研究課題（XXWL201512）

作者簡介：張曉軍（1975—），男，漢族，甘肅白銀人，博士，副教授，主要研究方向為電磁生物效應與組織工程相關研究。