医用物理实验(共9篇)
医用物理实验 篇1
引言
医用物理实验是面向高等医学院校的低年级学生开设的一门实验基础课程, 其教学目标包含三方面:一是通过对实验现象的观察与分析, 理解物理概念和规律的建立与实验的关系, 巩固和加深对物理理论课中的物理现象及规律的理解;二是系统的培养学生的实验综合素质, 掌握物理实验的基本方法和基本技能, 为后续进行其他科学实验和熟悉近代医用仪器打下基础;三是培养学生的动手操作能力、创新思维能力、科学思维能力, 以及实事求是的工作作风和严谨认真的科学态度。
如何提高医学院校医用物理实验的教学质量, 更好的发挥医用物理实验的基础性重要作用, 是医用物理实验教学工作者不断探索和思考的问题。
一、优化与调整实验内容
1.构建分层次递进的新型教学模式
目前医用物理实验中大多数实验属于基础验证性实验, 基础性实验可以锻炼学生的动手操作能力、数据处理能力, 培养学生严谨而科学的实验技能, 但是不利于学生创新思维能力的培养。医用物理实验内容中应增加综合性实验和创新设计性实验内容, 构建“基础性实验、综合性实验和创新设计性实验”的分层次递进的教学模式。综合性实验是在教师的指导下, 用已使用过的主要实验仪器或实验方法测量某个新的物理量或研究新的物理规律, 与基础性实验相比实验难度有所增加, 要求有所提高。创新设计性实验是指只给出参考性题目和必要的实验提示, 由学生自行设计实验方案, 经教师审核通过后, 独立完成实验过程, 这对学生的创新思维能力提出更高的要求。通过这种从简单到复杂、循序渐进的阶梯模式的教学, 更好的实现从接受知识型到培养综合能力型的递进式发展教学目标。
2.加强物理实验与医学的有机结合
医用物理实验的教授对象是医学生, 其内容的设置应突出医学特色, 让学生了解物理学在医学和医疗技术手段上的应用。此外, 由于医用物理实验在医学院校属于边缘学科, 学生对其重视程度不够, 学习兴趣和动力不足。因此应精选实验内容, 在保证物理实验学科系统的前提下, 删去部分与医学联系不大的验证性实验, 并根据临床医学、药学、影像、检验等专业的特点, 增加与本专业有关的实验内容。使学生亲身体验到物理学与医学的结合, 还激发学生学习物理实验的兴趣, 调动其学习的积极性。
3.优化物理实验教材的编写
实验教材作为学生学习和教师讲授的基本依据, 在教学中占有重要的角色。实验教材的编写应为教学目标与教学过程服务, 结合教学大纲和当前的科技发展状况, 体现教学改革的方向和教学实践的经验, 符合学生的认识和发展规律, 具有基础性、系统性、科学性、易学性和易教性等特点。教材的结构设计与内容选择应以能够激发学生的学习兴趣与好奇心, 培养学生主动思考解决问题的能力为目标。此外, 实验教材应与理论课配合, 在完善基本实验内容的基础上, 增加选做内容, 以供不同层次的学生选用。
二、改革与创新教学方法
1.采用启发式教学方法
“启”意为启迪, “发”意为激发, 启发式教学是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律, 从学生的实际出发, 采用多种方式, 以启迪学生的思维为核心, 激发学生的学习主动性和积极性, 促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想。启发式教学是对“学生为主体, 教师为主导”这一现代教学观的最好诠释。医学物理实验中采用启发式教学方法, 能够调动学生的主动性, 启发学生独立思考, 发展学生的逻辑思维能力。
2.传统教学与多媒体教学相结合
目前医用物理实验教学主要采用传统板书的教学方式, 但由于受课时限制, 教师要在规定时间内讲完实验内容, 传统板书教学模式效率较低, 导致学生对实验的理解不够深入。多媒体教学方法集文本、声音、图片、影像等信息于一体, 实验教学中引入多媒体教学, 节省了实验理论教学的时间, 也就给了学生更多的动手操作时间, 提高了实验教学的课堂效率, 改善了教学效果, 同时丰富了教学内容, 增加了课堂教学信息量, 加强了教学的生动性和形象性, 激发了学生的学习兴趣。当然多媒体教学不能完全取代传统教学方式, 应将传统教学与多媒体教学有机结合起来, 方能使医用物理实验课取得更好的教学效果。
3.重视学生课前预习环节
课前预习作为一种良好的学习习惯和行之有效的学习方法, 能够培养学生自主学习和独立思考的能力, 提高课堂学习的效率。通过课前预习, 学生可以知道哪些问题明白, 哪些不明白, 听课时就有目的性和针对性, 集中了“追求理解”的注意力, 获得课堂学习的主动权, 大大提高了教学效果。医用物理实验的大部分课堂时间要留给学生进行实验操作, 老师讲解的时间有限, 学生提前预习实验, 了解实验目的、原理和大概的实验内容等, 能够有效提高课堂效率和教学效果。教师应该要求学生提前做好预习工作, 并写好预习报告, 教师通过实验课上当堂检查预习报告、对预习效果进行提问等方式, 督促学生重视预习环节、做好预习工作。
总之, 通过构建分层次递进的新型教学模式、加强物理实验与医学的有机结合、优化物理实验教材的编写、采用启发式教学方法、将传统教学与多媒体教学相结合、重视学生课前预习环节等措施, 优化调整实验内容和改革创新教学方法, 有效提高医用物理实验的教学质量, 从而更好的实现医用物理实验的培养目标。
参考文献
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[2]王亚平, 洪洋.医用物理学实验[M].北京:科学出版社, 2011年
基于微课的医用物理课程设计 篇2
摘 要:微课以其短时、针对性强等特点成为了新兴教育手段。本文借助微课理念,针对医用物理学的课程内容点多、章节独立、知识应用性强等特点,以波的干涉规律为例进行微课设计,以期能给该课程的学习和教学带来新思路。
关键词:微课;医用物理;课程设计
微课(microlecture)是结合学科特点经过设计以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容。“微课”作为新兴的数字化学习方式已经成为了广大教育者所关注的热点。微课程具有完整的教学设计环节,包含课程设计、开发、实施、评价等环节。本文通过分析总结医用物理课程特点,举例进行微课设计,以期对该课程的整体教学提供一定的参考和借鉴。
一、医用物理课程的作用
医用物理课程是针对医科专业学生的基础公共课程,包括理论和实验两部分,设置目的是强化物理思想、思维方法和研究方法,学习创新思维,了解现代医学与现代物理学技术的密切关系,为今后的医学实践和科研提供知识和方法。
二、医用物理课程的特点
1.涵盖的知识点多。医用物理课程的章节中有普通物理的力学基本定律、振动、波动、热力学基础等内容,另根据医学特点增设了物体的弹性、流体的运动、X射线、激光、核磁共振等内容。因该课程涉及的知识点很多,学生学习中会感到概念、规律太多不好记忆,知识重点难以把握。教学时教师需要通过不断重复提问、例题讲解等方式来强调核心内容。
2.章节内容独立。由于知识点多,课程章节较独立,前一章节的学习与后续章节没有直接关系。学生在之前学习中的疑问不影响下个新知识点的学习。例如流体作为第一章,接着是液体表面现象,各章之间没有知识的贯穿。
3.与医学应用相结合。章节内容在介绍物理现象之后引入基本概念和规律,随后对以上规律在医学中的应用加以介绍。这就要求教师熟练掌握有关物理知识,对医学仪器、诊断方法、医学知识有一定了解,并能应用物理原理解释医学应用。由于医学技术的不断发展,教师还要及时了解最新的与物理相关的医疗技术。
三、医用物理课程的微课设计
物理的学习关键在于对概念的理解和掌握,概念的文字表述即定义,概念的数学表达式即定义式,基于概念的物理规律的表达式即公式。学习中,很多学生习惯不加理解地记忆概念和公式,那么必然忽略概念间的关系和公式的适用性,使物理的学习过程变得枯燥且效率不高。结合以上内容,以医用物理学中波的干涉规律这个内容为例展开微课设计。
根据大纲要求,结合微型视频资源的学习能充分挖掘文字和图片包含的隐性知识,将隐性知识显性化地表现出来,将课程目标分为知识与技能目标、教学目标(又分为过程与方法目标、情感与态度目标),详见表1。
根据以上设计,通过水波干涉的图片和视频引出波干涉概念,时间大约2分钟。通过提问、讨论的形式总结干涉条件,时间约2分钟。根据振动合成的有关相位差与振动加强和减弱的知识,通过类比、总结、推导得到波程差与干涉加强和干涉相消的关系即干涉规律,时间约6分钟,教学流程如图1。
医用物理实验 篇3
1 高职医用物理学实验教学现状
1.1 教学内容不合理
实验大多为基础验证性实验, 很大程度上只是理工科物理实验的“简化版”, 即仅是将实验内容减少、实验难度降低罢了, 而如近代物理实验、医学物理实验等综合性、设计性较强的实验则几乎没有。对这种与专业毫无关联的物理实验, 学生毫无兴趣可言, 因而其教学根本不能使学生的综合能力得到全面锻炼。
1.2 课时数偏少
我校高职医用物理为32学时, 实验教学6学时, 最多只能安排3个实验。这严重制约了对高职医学生进行系统的实验方法、实验技能的培训。
1.3 经费投入不足
我校医用物理实验仪器不先进、实验技术与方法落后等问题, 导致医用物理实验教学与学生后续专业课学习及临床实践中所使用的仪器设备、实验技术、方法有较大的差距。
1.4 实验室开放不够
高职医学院校基础实验室大多只在课堂时间开放, 而课堂上能够完成的仅仅是基础实验, 对于设计性实验则无暇顾及[1], 这直接影响了学生创新设计能力的培养, 削弱了学生的科学探究意识, 对物理实验教学产生了负面作用。
1.5 学习效果评价不合理
医用物理学实验成绩在物理课学习成绩中所占的比例仅为10%~15%。对于学生医用物理实验成绩, 教师大多根据实验报告的书写情况给分, 不能反映学生的能力差异, 在一定程度上有失公平、公正, 挫伤了学生的学习积极性, 不利于学生创新能力和科学探究能力的培养。
2 高职医用物理学实验教学改革的内容与实践
2.1 学生自主设计实验方案, 独立完成从预备实验到正式实验的全过程
在讲授理论知识之前, 教师依据专业特点确定实验方向, 并提出实验目的, 学生自主学习相关知识并自由设计实验方案。在实验过程中, 学生可以相互讨论, 通过操作, 观察、分析实验现象, 得出实验结论, 得到科学的结论, 培养了学生科学探究的精神以及分析问题、解决问题的能力, 同时培养了学生的团结协作精神和发散思维能力。
2.2 重新制订实验内容, 以应用型实验为主, 紧扣专业特点
建立“基础练习实验—应用实验—综合设计实验”3个层次的实验模块[2]。强化实验教学内容的实用性、综合性、设计性和体验性, 如“静电场的模拟 (验证性) 改为模拟人体心电图 (综合性) ”、“示波器的使用 (验证性) 改为人耳听阈曲线的测定 (设计性) ”、“用分光计测光栅光谱及谱线波长 (验证性) 改为用分光计测光栅光谱及物质折射率 (综合性) ”等, 通过重设、整合实验项目, 充分调动“教”与“学”的兴趣。
2.3 采用分层次、小组式的实验教学方法[3]
在实验教学中, 将学生按不同层次每4人分为一组, 每组选一名小组长。先教会每位小组长具体的实验仪器操作方法, 再由小组长完成对本组其他组员的讲解和示范, 调动每一位学生学习的主动性, 课后抽查每组学生操作方法的掌握情况。
2.4 尝试开放式实验教学
受实验课时限制, 许多与医药相关的物理实验不能逐一开设。为此, 结合学校设备在实验室进行6~10学时的开放教学, 让学生走进实验室, 根据自己的实际情况选择实验项目, 也可以自己设计实验方案, 做自己感兴趣的实验。这种方式可使学生将所学理论知识融会贯通并加深理解。
2.5 加大实验经费投入, 更新与现代医学相适应的设备
在院长兼实验中心主任的大力支持下, 我校依托中央财政职业教育以奖代补项目的资金支持, 更新了与现代医学相适应的医用物理实验设备, 还开设了网络实验室[4], 利用仿真教学软件让学生更多地了解现代医学仪器。
2.6 建立合理的实验学习效果评价体系
让学生根据本学期所学习的理论知识自主设计或选择感兴趣的实验项目作为医用物理实验考核内容。通过查阅相关文献资料, 结合实验室设备仪器来设计实验方案。在教师审阅实验方案可行之后, 学生独立完成从预备实验到正式实验的全过程, 并进行数据处理, 写出实验报告。医用物理学实验成绩在物理课学习成绩中所占的比例由原来的10%~15%提高到30%~35%, 平时成绩包括课堂提问、考勤、作业及课堂表现, 由原来的30%提高到50%。改革传统的实验成绩评价方法, 打破单一式的评价标准, 以基础能力为本, 以应用能力为主, 以解决问题 (掌握实验技能) 为标准, 综合评价实验学习效果[5]。
综上所述, 对高职医用物理学实验教学的教学模式进行改革与实践, 建立新的课程实验教学体系, 可大大激发学生学习的兴趣和热情, 提高学生自主学习的积极性, 提高学生发现、分析和解决问题的能力, 增强实验教学效果。教学改革和实验课程体系建设是一项系统工程, 任重而道远, 涉及教学内容、教学方式、教师队伍、教材、仪器设备等诸多问题, 只有把实验教学改革长期坚持下去, 并与时代发展的需求及学生的专业特点相结合, 才能构建适应应用型人才培养的、切实可行的实验教学内容和课程体系[6]。
摘要:医用物理学实验是医学院校学生必修的一门基础课。随着物理学研究成果广泛应用于医疗实践和药学研究领域, 物理学与医药学科的交叉和融合越来越多。为适应新时代医药人才培养的要求, 根据本课程的特点和培养目标以及目前高职医学院校物理实验教学的现状, 对高职医用物理学课程实验教学进行改革与实践。重新制订适合高职学生的医用物理实验教学内容、实验项目, 改革实验方法, 配置相应的仪器, 编写配套的实验讲义, 制订新的实验学习效果评价方法, 初步建立与三年制高职培养目标相适应的课程实验教学体系。
关键词:高职,医用物理学,实验教学
参考文献
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医用物理实验 篇4
【关键词】化学 实验教学 素质教育
化学是一门以实验为基础的自然学科。它与社会生活联系紧密,以物质的组成、结构、性质以及变化规律为研究对象,具有科学性、实用性、趣味性等特点。化学实验不仅可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,而且可以培养学生思想道德素质、文化素质、心理素质、思维素质、智力素质和劳动素质等。
一、通过化学实验教学提高学生整体素质
1.挖掘思想素材,提高学生政治思想素质
利用一些反面史实例,如由于历史原因在数百个世界著名的化学发明、原理中,由我国科学家发明的仅有侯氏制碱法与黄鸣龙还原法等来激励鞭策学生发奋图强、为国争光。
2.利用实验手段,培养学生科学文化素质
培养学生严谨治学、实事求是、服从真理的科学态度,勇于探索、不怕失败、团结协作的科学品质,有错必纠、一丝不苟、务实创新的科学精神等等。
3.以实验准备和实验结束为契机,进行劳动教育
4.以实验用品和现象为媒介,培养学生正确的欣赏美和创造美的能力
5.以实验为纽带,培养学生环境保护意识
例如,葡萄糖(C6H12O6)的银镜反应实验后的试管壁金属银回收利用。
6.正确引导实验,培养学生心理素质
7.激发实验兴趣,培养和发展能力
激发实验兴趣,培养和发展能力,应从如下几方面着手:一是引起关注,提出问题,创设情景,激发学习动机; 二是实验探究,教师演示或学生亲自动手,使学生获得丰富的感性认识; 三是拓展延伸,启发点拨学生思维,把生动的直观引向理性思考; 四是知识整合通过教师讲解和学生讨论,相互启发,得出结论; 五是应用反馈组织课堂练习,达到学以致用,从而调动学生学习的主动性和积极性,培养和发展他们的观察、实验、思维、自学以及分析问题和解决问题的能力。
8.开放实验室,对学生进行创新教育
二、在化学实验教学中实施素质教育的方法
1.课前,教师备课要深入分析大纲、教材中思想素质教育的内容
化学学科自身的科学性、逻辑性及发展过程都是世界观的具体体现,都包含着丰富的思想因素,教师在备课时要对教材高瞻远瞩,充分挖掘思想素质教育内容。
2.根据大纲要求及教材确立本节课思想素质培养目标
确立思想素质教育目标要紧扣教学内容,要具体实际、明确。
3.根据思想素质培养目标,确定课堂教学中要运用的化学发展史事例
这些素材、事例可以是来自教材自身的,也可以是补充的。
4.课堂上,教师要采取适当的教学方法,结合知识教学,完成思想素质培养课堂教学目标
课堂上完成思想素质目标的方法很多,主要有讲述法、讨论法、渗透法、总结法等。例如,在讲授正课前,可以采用讲述学科发展历史故事的方法,既进行了思想素质教育又引入了讲课正题;在讲课中间分析问题时,可以和思想素质教育互相渗透;在课堂结束小结时,可以同时总结思想素质教育内容。
5.课后,根据课堂思想素质教学目标,布置相关作业
这些相关作业可以是书面练习,也可以是思想讨论或课余活动。要求学生在日常学习、生活中有意识按照课堂要求,提高认识、形成规范,提高思想素质,取得思想素质教育效果。下面以高职医用化学《原子结构》一节课为例,简单说明教学的内容、方法和步骤。
(1)授课内容。原子的组成。教材分析:本节课是物质结构的一部分,主要讲授原子的内部组成。宏观物质是由微观粒子分子构成的,分子是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成的,而原子核又是由质子和中子构成的。物质的构成本身包含着辨证唯物主义观点:物质是无限可分的。
(2)思想素质目标。通过原子结构组成的教学,使学生认识“物质是无限可分的”这一唯物主义世界观,否定“物质不是无限可分的”唯心主义世界观,并依此推断出:质子、中子和电子依然可以再分。
(3)课堂教学引用思想素质教育素材。包括原子学说发展历史故事;教材自身内容。
(4)教学过程简要。首先,讲述原子的发现历程引入新课。用原子学说的建立及完善发展过程说明物质是无限可分的,这是辨证唯物主义必然规律,原子可以再分为原子核和电子。这样,从哲学理论的高度指出了解决问题的方向,自然而然的点出了课堂的主题。其次,完成“原子结构”知识目标教学。最后,总结规律,贯穿“物质是无限可分”的,并用辩证唯物主义世界观推论:质子、中子、电子仍可再分。然后布置课外作业:根据“物质无限可分”的唯物主义世界观,查找资料说明,目前科学家是否已经找到了比质子、中子更小的物质微粒。化学实验是激发学生学习兴趣的有效方法,实验是培养学生创造性思维的最好载体,有助于学生形成化学概念,培养学生的观察能力,培养学生的探究能力,培养学生的创新意识,培养学生良好的学习习惯。
参考文献:
[1]叶峻.加强化学教学中的思想道德素质教育.达县师范高等专科学校报,2001,(2).
浅谈医用物理学教学改革 篇5
1 医用物理学教学的现状
《医用物理学》是医学类专业的一门基础课, 长期以来, 医学物理学在实际教学中存在着明显的问题:一是教师知识结构不合理。一般从事医学物理学教学的教师大多是物理专业出身, 医学知识掌握较少, 教学中不能很好地阐明物理学在医学中的应用, 不能激发学生的学习兴趣。二是学时安排不足。医学专业的物理学学时少, 在全国各高校非物理专业是个普遍现象, 医学院校更是如此。正如赵凯华先生所说“每当教学改革的呼声高涨时, 非物理专业就要砍杀物理课程的学时”。三是由于教学经费严重不足, 致使全国各医学院校物理实验教学普遍存在实验仪器老化、实验内容陈旧的现象。这种情况使得实验教学计划很难完成, 同时也极大地影响了学生的学习兴趣。四是学生的学习态度问题, 相当数量的学生认识不到物理学的重要性;而且受中学物理学习的影响, 很多学生认为物理学得好不好完全由做习题来检验, 导致学习非常吃力。基于以上种种问题, 要求我们的教育改革势在必行, 医学院校必须加快物理学教学的改革步伐。
2 医用物理学教学改革的措施
2.1 改革教学目标
首先要从更新教师的教学理念, 改变教师的知识结构入手。医学物理学教师在教学中, 既要遵循普通物理学的内容和方法, 又要考虑物理学与医学的结合。这就对医用物理学教师提出了不断学习, 不断充电, 不断提高的要求。而对于医学专业的学生而言, 在医学物理学的教学中, 最重要的是让学生掌握物理学的科学思维方法和相关技能, 然后将其融合到广泛的医学实践中, 使他们的综合素质得到有效提高, 这就是现阶段医学物理学教育改革的定位。
2.2 改革教学内容
教学内容的改革也是医学物理学教学改革的重点。根据医学教育的培养需要和医学生的特点安排教学内容, 对重要的物理定律、公式、结论要讲清思路, 讲明来源和应用思想, 让学生了解、明白, 会定性分析即可。而对医学相关的内容要细讲, 这样可以激发学生兴趣, 让他们学到一些实用知识。例如蛋白质组和基因组序列测定技术、单分子探测与纳米技术的应用、计算神经生物学等, 都可以激发学生的好奇心和探索精神, 充分表现物理学的魅力是医学物理学教学内容改革的目标。同时可开展相关知识的课堂讨论和医学物理专题讲座, 如血液循环力学、超声医学、激光医学、放射物理学知识等, 还可以组织学生参观认识CT、核磁共振 (MRI) 、心电图机、脑电图仪等现代医疗器械, 扩大学生的视野, 使学生学到一些与医学密切相关的物理概念、规律和新的物理技术, 从而提高学习的积极性, 变被迫学习为积极主动学习。
2.3 改变教学模式
传统的医学物理学教学, 普遍存在教学模式过于单一的问题, 因此我们对教学模式的改革进行了多种尝试。比如, 在理论课教学中引入案例式教学模式, 依据课程的各个重要知识点, 结合医学实例给学生讲解, 例如:在讲人体力学时, 着重讲解人在搬重物时, 为什么第五腰椎易损伤, 而形成椎间盘突出。此外, 在理论课的教学中, 我们也进行了讨论式教学模式的尝试, 依据学生现有知识及能力的特点, 在教学前先将讨论题目告知学生, 让学生在课余时间根据题目进行资料查阅, 收集尽可能多的有用信息, 并写出简要的阅读笔记, 然后让学生在课堂上尽量多地阐述自己的观点, 当然课堂时间是有限的, 对没能讲到的同学, 在课堂结束前请他们上交所写的笔记, 教师利用课余时间进行批阅, 在下次课上进行总结评价, 通过这样的教学模式, 不但可以提高学生的自学能力、表达能力, 还能增强课堂的活力, 提高学生学习的积极性。我们发现采用形式多样的课堂教学, 拓宽了学生学习的知识面, 开阔了学生的视野, 激发了学生的学习兴趣和探索欲望。
2.4 改革教学手段
今天大多数的医学院校还是以传统教学手段为主要的教学手段, 而根据现有知识发展的特点及学生接受知识的特点, 这已不能满足学生对知识的需求, 因而需要加大现代化教学手段的运用。因此我们在教学改革中加大了对教学手段的改革, 让多媒体技术进入课堂, 扩充了认知空间, 缩短了认知过程, 优化了课堂结构, 变单一的教师教授为教师和多媒体共同对学生施加作用。在这种新型的教学模式下, 除教师讲解外, 多媒体还向学生提供文字、数据、图像、动画等多种信号刺激, 使一些原本枯燥、抽象的原理变得亲切、生动、直观。比如, 人体内复杂的血液循环过程及血压的变化、空吸作用, 全反射、色散、触电的形式、过程, 既可以以声、画演示, 又可以以颜色、数据、箭头、文字提示, 大大缩短了教学过程, 提高了教学效率。
2.5 改革实验教学
开设演示实验组实验。医学物理学教学多以大班上课为主, 演示实验很难开展, 但演示实验对教学又很重要。为了解决上述矛盾, 我们采用了开设演示实验组的方法, 即在一个实验室里摆放一些演示实验, 如:转动惯量测试仪、振动合成仪、驻波演示、静电除尘、光的干涉与衍射演示等, 安排学生在一个实验的单元时间内通过老师的简要介绍, 自己阅读说明书, 自己演示、体会。通过实践, 学生反应很好, 对激发学生的学习积极性及对理论知识的理解很有帮助。
合理安排不同类型的实验。对于医学物理学除安排一次演示实验组实验外, 我们还应该保留一些基础实验, 如:长度测量、多用电表及示波器的使用、粘度系数的测定等。开设一些与医学相关的实验, 如:旋光仪测浓度、显微摄影、霍尔效应等。开发一些新的实验, 如:多功能传感器实验等。对于仪器、设备过于昂贵的实验, 如:X线、CT、磁共振成像、超声成像等, 可安排在附属医院以参观学习的方式进行。
2.6 改革考试要求及内容
改变现行的考试内容和形式, 形成多方面的课程评价系统。一是形式多样的平时考核与统一规范的期末统考相结合。平时考核教师可以各显神通, 如平时作业、读书报告、科学小论文、小课题研究等均可作为考核方式;而学期末的统考, 采取统一考试, 统一阅卷, 以做到对每个学生负责。二是期末考试采取半开卷的考试方法, 即学生在考试时可以看自己的笔记本。这一方法既减轻了学生背概念、背公式的负担, 又培养了学生上课记笔记、课后查阅资料整理笔记的能力。三是理论考试与实验操作考试相结合。对于实验课教学, 除了平时的实验预习和实验操作考评外, 还形成了理论考试与拓展实验考试相结合的考核方法。四是对于部分平时成绩特别优秀的学生可以进行分流考核, 即可以申请期末考试免考, 代之撰写科学论文并答辩。这一系列做法的目的, 注重了物理思想的培养及其建立物理模型解决问题的训练, 更好地发挥了物理学在医学院校中有别于其他科目对学生素质培养的作用。
2.7 建立教学辅助平台
教学的网络化是现代教育的一大特征, 网络教学代表了现代教育的一个发展方向。通过校内互联网建立医用物理学的二级网站, 包括:教学理论、教学素材、教法研究、学法指导、疑难解析、教学课件、问题讨论、物理题库、物理试卷、实验视频等;同时还设有:教师信箱、在线答疑、BBS等。学生可以通过网站在线观看实验视频, 提前预习实验内容, 可以上传作业和实验报告, 可以与教师在线交流, 及时答疑解惑, 也可以利用试题库下载课外习题。此举能够有效地提高学生的学习兴趣和学习效率, 取得了良好的教学效果。
以上是我院对医用物理学课程的一系列改革, 医学教育是以培养医学人才为目的, 我们一定要立足实际、着眼未来, 努力将医用物理学这门课上好, 为培养出适应21世纪需要的高质量的合格人才努力奋斗。
参考文献
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《医用物理学》教学方法改革探讨 篇6
《医用物理学》用物理学原理和方法来解释医学现象的交叉学科,是高等医学院校一门重要的基础课程。它为医学专业的学生以后学习专业课和将来从事医药卫生工作准备必要的物理基础。过去的医用物理学教学模式过于注重理论,强调公式化,忽略了对学生综合素质的培养,造成了学生学习兴趣不高,高分低能现象。为适应当前高等医学院校的素质教育要求和我院的跨越式发展要求,要融传授知识、培养能力和提高素质“三为一体”的人才培养模式,[1]具体教学中通过改革教学方法,有效提高课程教学质量,培养学生解决问题的能力和综合的科学素质。
1《医用物理学》教学现状
1.1 课程设置
由于近些年课程设置注重专业课,对基础课大大缩减,《医用物理学》学时少和内容多的矛盾突出。延安大学西安创新学院护理学专业在大学一年级第一学期开设《医用物理学》课程,理论课为42学时。讲授的内容包括:力学基础、流体力学、液体表面现象、振动和波、电磁学等章节,“内容多,学时少”往往连基本内容不能系统地讲授,更谈不上介绍拓展性的知识。有的教师被迫压缩内容或加快进度,而学生来不及消化吸收,致使疑难问题越积越多,学习效果不理想。
1.2 学生方面
对于刚进校的大一新生,他们既没有接受医学专业教育,也没有学习高等数学,因此学生对有些内容难以理解,苦于物理公式的推导和计算,渐渐存在畏难情绪。还有些同学认为中学阶段都学习过物理知识,完全是内容的重复,物理学是生命现象的基础,却不能代替生命科学去解释生命现象,物理学跟自己的专业关系不大,学习物理没什么用处,不愿投入大量精力,学习兴趣不高。
1.3 教师方面
首先,教师有深厚的物理学知识,但医学知识相对缺乏,教学中不能很好地阐明物理学在医学中的应用,物理知识与医学知识无法成功结合,这使得教学过程枯燥乏味,无法激发学生的好奇心和求知欲。其次,绝大多数教师依然受传统教育观念的影响,有“重理论、轻实践”、“重灌输、轻思考”、“重应试、轻素质”的思想。讲授教学法一直在该科课堂占据统治地位,讲授法的优点在于能快速、集中、系统地为学生提过知识,但它的缺点是违背了学生的认知规律,同时也从根本上颠倒了学习过程中内外因的关系。[2]
2 优化课程教学方法
2.1 PBL教学法
Problem based learning(简称PBL),[3]1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大Mc Master大学首创,后来哈佛大学将之应用到医学教学中,并在世界范围内得到推广,目前已成为国际医学院校流行的一种教学方法。它是以教师为主导,学生为主体,问题为导向的教学法,首先老师提出物理问题,然后让学生通过阅读教材,搜索网络,查阅资料;到了课堂上,老师针对课前布置的学习内容,安排学生分组讨论,同学们把自己掌握的知识在组内进行交流和讨论;最后,老师把学生的解答和思路,进行总结得出正确的结论,指出问题的重难点。在整个教学过程中,教师并没有把知识直接讲解给学生,而是主要引导学生自主探究学习,让学生真正体会到自己是学习的主人。课堂教学从灌输式转变为启发式、讨论式,在师生交流互动中,不断培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,同时增强学生自主意识、表达能力和与人协作能力等综合素质。
2.2 案例式教学法
案例教学法就是引导学生利用相关的理论对实际问题进行分析和讨论,最终就案例中的问题解决提出各种合理可行方案的教学方法。[4]当教师讲到某点医用物理知识,适时引入典型的医学应用案例,比如黏性流体的泊肃叶定律讲解中,联系冠状动脉硬化中血液的现象及规律,指导学生对冠心病的治疗提出一些可行的方案。这样,物理理论结合医学应用的教学方式会更富有吸引力,可以弥补传统教学的枯燥、乏味,充分调动学生的主动性和实践性,学生了解到这门课程和自己的专业有着密切联系,会主动去学习,大大增加学医学生的兴趣。
2.3 翻转课堂教学法[5]
翻转课堂模式是教育者赋予学生更多的自由,把知识传授的过程放在教室外,让学生也可以是自己的老师,自己安排学习计划与时间,同时学生结合教学视频以及相关的其他教学材料,进行自主学习,让大家选择最适合自己的方式接受新知识;而把知识内化的过程放在教室内,到课堂上就可以师生面对面补充教学及答疑解难,扩大了学习内容和深度,锻炼学生能力,同时一定程度上可以解决课程课时少的问题。学生在积极参与教学活动的过程中,不仅,丰富了与学科相关的知识,更加深刻透彻地理解教学的内容,而且,体验到了成功的喜悦和学习的乐趣,从而使学生最有效地进行学习,达到最优的教学效果。
3 结语
《医用物理学》以往教学过程中是以教师为课堂的中心,处于主体地位;学生是知识的接受者,处于被动地位,一旦遇到实际问题就不会理论联系实际去解决问题,失去学习的内在动力和热情。“授人以鱼不如授人以渔”,“教是为了不教”,“兴趣是最好的老师”,这些话句都强调了好的教学方法应该教会学生自己主动去学习,通过教学中引入PBL教学法、案例式教学法、翻转课堂教学法等多样的、开放的教学方法,转变教学中传统的师生定位,教师应该是教学的引导者,学生应该是教学的主体,这样才能提高《医用物理学》课程的教学质量,激发学生学习兴趣,培养具有综合素质和创新能力的医学人才。
参考文献
[1]张婷,陈涛.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,2012,9(5):83-87.
[2]周荣丽.现代医学教学方法改革研究[J].考试周刊,2015,4(30):8-9.
[3]曹博,陈志.PBL教学模式在医学教学改革中的应用[J].中国高等医学教育理,2007(7):65-67.
[4]郭鑫,江键,黄平.医学物理学案例式教学初探[J].基础医学教育,2013,12(15):23-24.
医用物理实验 篇7
医用直线加速器楔形照射治疗的方法可从两个途径获得。一种途径是在加速器治疗头内 (或下方) 安装一定楔形角的楔形过滤器, 完成楔形照射, 这也是最常见的方法。另一种是连续控制加速器治疗头内独立光阑的运动状态, 使之在临床上获得满足楔形照射的条件。两种途径各有特点, 下面就将楔形照射的物理设计与大家作一探讨。
1 楔形过滤器的物理设计
本设计利用强衰减宽束X辐射在楔形过滤器材料中半值层厚度的概念和加速器治疗头的已知数据对固定楔形过滤器的厚度曲线进行近似设计计算, 然后根据计算的结果进行机械加工, 最后在试验过程中进行实际调整以达到临床指标要求。
如图一所示, W为楔形过滤器纵剖面轮廓示意, Q点位于等中心点且在水模表面以下10 cm深度。RQP表示NTD平面上通过等中心的直线。在无楔形过滤器时, 假定经过均整后RQP线上的剂量理想均匀, 当插入楔形过滤器W后, RQP等剂量线倾斜成R’QP’理想直线。其中倾角ω为楔形角, S为NTD平面上楔形辐射野的半宽度, 对应于楔形过滤器上表面的宽度为s, 楔形过滤器的上表面与X辐射束焦点O的距离为, 焦点对半宽度S (或s) 的张角为θ。
设x’表示在楔形过滤器纵剖面上以r为原点的横坐标, 则hx'就是横坐标x’点的过滤器厚度。因此, 只要根据已知的物理参数和几何条件计算出x’和 的关系, 就能近似设计出楔形过滤器纵剖面轮廓的形状。根据图一所示的几何关系, 省略计算的中间过程, 并且令:undefined, 就得到如下的计算结果:
式中undefined。这里undefined为X辐射在水中的半值层厚度, undefined为X辐射在楔形过滤器材料中的半值层厚度, 2S为楔形辐射野宽度。式 (2) Fw即为楔形因子。
根据以上关系可计算出强衰减宽束X辐射在不同能档、不同楔形角的情况下下, 楔形过滤器的结构尺寸关系:hx'~ x’及Fw。例如, 设:L=100 cm, l=50 cm, s= (l/L) S=0.5 S。当X线能级为6MV时, 用铅或铁作为楔形过滤器材料, 要求楔形角ω=55°, 楔形野宽度2S=20 cm, 设计这两种材质的楔形过滤器。已知对于undefinedcm, undefinedcm, undefinedcm。令undefined;代入式 (1) ~ (6) 求得表1的结果。由式 (2) 先求得楔形因子Fw=0.321。表1中略去中间参数θx, kx, hθx的计算值。图2给出楔形过滤器的断面结构尺寸。
2 动态合成楔形照射的物理设计
动态合成楔形照射不需要有形的楔形过滤器, 它是在加速器出束时利用独立光阑适当的运动来满足楔形照射条件的。改变独立光阑的运动状态, 即可获得一定的楔形角ω, 就是说楔形角ω是可以连续设置的。
动态合成楔形照射的方法又可以分为两种:其一, 令独立光阑以匀角速率运动, 而X辐射的剂量率D以一定规律改变这种方法称为变剂量率D方案。第二种方法是令X辐射的剂量率恒定, 而独立光阑的运动速率θ以一定规律改变, 称为变运动速率θ方案。两种方案在理论上都是可行的。但是实际上变D方案与变θ方案比较有两个缺点:改变剂量率D就要改变脉冲重复率, 势必同时改变磁控管的工作状态, 尤其是要改变磁控管的灯丝供电, 这种方案不可取;其次, 在相同总剂量下, 改变D方案要比改变θ方案所需的照射时间长。前者平均照射一次时间为3~4 min, 而在相同的治疗条件下后者只需要1.5 min。因此一般使用变θ法。
见图3, 设独立光阑移动时, 其边界投影从OR→OP以不同的角速率undefined移动, 其最大移动角为2θ, 对应在NTD平面上投影边移动距离为2S=RP。光阑移动过程中加速器X辐射剂量率D通过ARC保持恒定。线性楔形照射要求沿斜直线R’QP’的剂量相等。显然, 当光阑投影边与OP线重合后, 加速器仍需要出束一段时间t0, 以满足P’点的为剂量DP′。
根据以上分析, 令undefined, 省略中间变换推导过程, 得到:
根据以上关系式, 举一应用实例如下。假定一病例的治疗处方为:用6MV的X线辐照, 楔形角ω=45°, 等中心治疗剂量DQ=200cGy, 照射野2s=20 cm。已知加速器参数为:L=100 cm, D=300 c Gy/min.m=5 c Gy/s.m, △1/2=14 cm。将这些数据代入式 (7) ~ (11) , 计算的结果如表2。
楔形因子FW=0.466, 获得DP'的照射时间t0=21.03 (s) , 治疗总时间t总=85.84 (s) 。
3结束语
使用固定楔形过滤器和动态合成楔形照射都可以获得临床所需要的楔形治疗。两种方法各有特点。使用固定楔形过滤器是加速器临床楔形治疗的传统方法, 其系统原理简单、直观;但在治疗头内 (或下方) 必需设置安装架和相应的位置切换机构, 使得等中心平面上方的可用距离减小;而装拆楔形过滤器也是一项繁重的工作。采用动态合成楔形照射的方法, 相比而言系统原理稍微复杂, 但楔形角可连续设置, 等中心平面上的可用距离大, 操作方便, 是加速器临床楔形治疗的方向。
以上给出了两种方法物理参数的求解过程和关系式, 并根据加速器楔形照射临床情况分别举例进行了计算, 供各位同仁参考。
参考文献
[1]赖启基.医用电子直线加速器辐射头的物理设计, 1999.1
[2]顾广本主编.医用加速器[M].北京:科学出版社, 2003
医用物理学教学网站的设计与开发 篇8
关键词:医用物理学,教学网站,现代教育技术,课程设计
计算机、网络和多媒体的出现, 使社会各个领域和人们的生活发生了巨大的变化。今天的学生, 除了从教师的课堂教学和纸质教材中获取知识外, 更多的是直接从网络获取和交换信息[1~3]。医学院校开设的医用物理学课程, 是大一新生的公共基础课, 由于学生多、基础不同, 再加上课时限制, 学生普遍反映对所学知识难以吸收、巩固, 在一定程度上影响了教学效果。为进一步提高教学效果、锻炼学生的学习能力, 我们设计、开发了医用物理学教学网站, 以突破时空限制, 弥补客观条件的不足。
1 总体设计
为了在教学过程中有效地开发和利用网上资源, 更方便地与学科知识整合, 提高学生自学能力, 我们结合医用物理学的课程特点, 本着切实为学生学习本课程服务的原则, 设计、开发了医用物理学教学网站。
该网站的主要功能是辅助医用物理学教学, 同时为师生交流提供平台。出于这种教学目的, 网站总体设计为:学科介绍:丰富的学科素材浏览和下载, 包括教学大纲、进度表、课件等资料;互动交流:通过教学论坛, 促进师生、生生间的沟通, 及时发现和解决问题。
在设计过程中, 我们坚持简洁明了、为教学服务和以教学为中心的原则, 注重网站导航清晰, 页面友好、风格统一。
2 结构设计
本课程网站在结构的设计上以内容为框架, 按模块与任务进行选择, 在各任务内部根据知识点之间的关系相联系 (见图1) 。
在表现形式方面, 为了生动、形象、充分地呈现教学内容, 在设计时尽可能采用多媒体表现方式, 将教学内容与图像、文字、动画、视频、音频等数字化资源有机结合, 从而有效调动学生在线学习的积极性。
在内容安排方面, 尽可能体现资源的丰富性和延展性, 以知识点或教学单元为依据, 在疑难关键知识点上提供多种形式和多层次的学习内容。如在设计常见问题一栏时, 根据平时较难理解的知识点撰写相关论文, 放在其中, 学生可以随时随地通过阅读解决自己的困惑;在设计实验教学一栏时, 计划除开设的教学课程外, 上传开放课程相关资料, 学生可以先在网上预习, 选择性地进行开放实验的后续操作。
3 网站开发
本系统开发语言采用流行的asp和access数据库, 基于浏览器/服务器 (B/S Browser/Server) 模式架构, 很容易移植到不同的平台上使用。前台页面采用css+div布局, 选用了当前最流行的j Query类库, 使之在选用平台、采用技术上具有先进性、前瞻性、扩充性, 从而保证建成的系统具有良好的稳定性和可扩展性。系统设计遵循标准化、规范化原则, 分层设计, 实现构件化。
本系统通用性强, 扩展性好, 采用软件构件化的开发方式, 使系统结构分层, 业务与现实分离, 逻辑与数据分离;以统一的服务接口规范为核心, 使用开放标准。从功能上来说, 系统是比较完备的, 系统以Web界面与用户交互, 为用户提供信息并接受其操作, 同时通过数据库管理系统来存储信息数据。系统实现了对信息数据的浏览、查询、编辑和管理等基本操作;采用了模块化设计方法, 根据用户的需求及程序的应用与维护的易用性, 将各个部分置于不同的模块中;方便了程序的扩展与维护, 同时为程序功能复用奠定基础。
4 结论
我们通过建设医学物理学教学网站, 将物理教学需要的文字、动画、视频等有机结合, 把不同的教学内容合理编排在一起, 以充分发挥学生学习的自主性。在这样的学习环境中, 学生可以有针对性地选择自己课上不懂的内容展开学习, 并且可以合理掌握学习知识的时间, 完全摆脱传统课堂教学的“齐步走”, 使学生真正成为学习的主人。同时, 学生通过学习、交流论坛, 可以及时向教师请教, 学生之间也可以进行交流, 做到集思广益、取长补短。医用物理学教学网站的建设, 改变了传统的医用物理学公共课单一的学习模式, 为学生提供了良好的信息化学习平台;同时, 也培养了学生的信息技术素养, 增强了学生应用网络资源的技能。
该网站还有很多需要继续完善的地方, 需要我们继续关注网络运用过程中新思维、新方法的动向, 努力为本课程的学习开辟更加便捷的途径。
参考文献
[1]倪忠强, 王祖源, 吴於人.物理教学网站的开发与应用[J].中国大学教学, 2010 (1) :62-63.
[2]许世军, 任小玲.基于课程群建设的大学物理网上教学系统研究[J].教育与职业, 2006 (30) :125-126.
医用化学实验室的“绿化” 篇9
1 医用化学实验室污染的特点
医用化学实验室污染的特点主要包括:①污染物质浓度大而集中, 如无机酸、碱几乎是每个实验所必需的, 这些东西若不加处理直接排放, 会腐蚀下水管道, 污染附近土壤。②种类较多, 不像工厂那样单一。③有机实验室挥发性、有毒性物质多。
2 医用化学实验室的“绿化”
目前, 环境问题已成为当今人类面临的严峻而紧迫的问题。人们已经意识到, 仅靠环保技术对环境的改善是有限的, 而应该把重点放到原始污染源的控制上。这就是21世纪化学科学发展的重要方向——“绿色化学”所追求的目标, 也是医学院校化学实验教学需要努力的方向。绿色化学就是要求通过一系列的原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生, 使所设计的化学产品或过程对环境更加友好[1]。就是我们要从源头上控制污染, 设计无污染的化学工艺, 而不是等到污染之后再去治理。要实现这一过程, 首先要从实验室开始, 才能过渡到工业生产[2]。 我建议从以下几方面入手。
2.1 删除和改进以剧毒物质为主的实验
我们要大刀阔斧地删除那些毒性大、危险性大, 三废处理困难的实验项目, 使之符合绿色化学要求。如在有机化学实验中, 可用“肉桂酸”实验代替“喹啉”实验, 避开了苯胺、硝基等有毒致癌试剂, 可用“溴乙烷”实验代替"溴苯"实验, 避开了苯、溴等对空气污染大的试剂, 减少对环境的污染, 同时也降低了低值易耗品的费用;对于合成硝基酚、双酚A及酚酞类化合物, 由于反应不可能完全, 酚类在水中的溶解度较大, 这些废液中所含的酚类都是超标的, 可以加入漂白粉煮一下, 以使酚类氧化分解后再倒掉, 这个方法对于苯胺类化合物也适用。
2.2 发展微型化学实验, 减少环境污染
微型化学操作技术是以尽可能少的试剂来获取所需的化学信息的实验方法[3]。其试剂用量为对应常规实验数的十分之一至千分之一。开展微型化学实验有利于培 养学生严谨的科学态度, 增强环境意识。发展微型化学实验其优越性明显。①微型化学实验, 特别是微型制备方法, 并非常规化学实验的简单缩小, 其中相当一部分是近代科研方法的模拟 (在近期大量文献中, 有机合成多是毫摩尔级的) 。它将合成与鉴定融为一体, 利用红外、色谱、核磁共振等现代仪器对实验制得的少量产物进行组成与结构的测试。通过由常量到微型实验的方法演变, 使学生体会到如何利用化学基本原理来重新设计、改造、组合各种仪器装置, 以满足不同规格的实验要求。这个灵活应用知识的过程, 对活跃学生的思路, 激发他们的创造力将起到积极的作用。另外, 微型制备实验把合成产物的数量控制在不超过后续测试的需用量作为一项原则。这样, 既满足实验所需获取的化学信息的要求, 又大幅度地降低原料试剂的用量, 减少化学反应对环境的污染, 其经济效益是显而易见的。同时, 试剂量可使反应时间缩小, 一些实验现象更易观察, 有良好的教学效果。②采用微型化学实验对教师进行教学内容方法的改革是一个促进, 特别是医学院校化学实验室, 由于经费紧张, 开出的实验较少, 有些学校干脆不开学生实验, 只是教师演示而已。微型化学实验安全节省, 解除了实验教师的不少后顾之忧。他们可放手采用开放型和探索型的实验教学方式去因材施教。如对同一实验项目, 可设计几种不同的原料或几个不同的用量, 由学生选做。改变过去那种实验内容和实验要求过于统一的格局, 充分地调动学生的学习积极性, 使他们在主动探索的气氛中, 做好微型化学实验。微型化学实验的仪器、药剂、滴瓶小巧便携, 为课堂上边讲边做提供了方便。
2.3 采用闭路操作或循环使用等实验方法
①实验室应设酸槽和废碱槽, 一段时间后, 将其进行中和达到规定的pH值为6~9后再排放。②贵重的药品的废液也要经化学处理回收后再排放。③对一些有毒有机难溶物要经过蒸馏回收处理后再排放。这些方法能增强学生的环保意识, 使他们知道化学试剂的使用原则, 明确即使是点滴量的化学药品, 也能发生显著反应, 所以不能随意排放, 污染我们赖以生存的地球。
2.4 增加设计性、综合性实验, 提高科技含量
当今时代, 科学技术日新月异的发展, 促进了各学科之间互相渗透, 学科间的界限也将变得越来越模糊。因此如何培养学生综合应用各化学学科的理论知识和实验技能来解决实际化学问题的能力, 成为一个迫切的课题。
总之, 世界需要绿色化, 人类文明的重要组成部分——科学实验首先“绿色”化, 对于推动纳米科技的发展, 实验手段和技术改进有极好作用[4]。
参考文献
[1]王恩举.漫谈绿色化学[J].大学化学, 2002 (4) :23.
[2]徐光宪.今日化学何去何从-[J].大学化学, 2003 (1) :54.
[3]张占吉, 穆素珍.有机合成实验微型化浅议[J].保定师范专科学校学报, 2003 (4) :263.