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醫學物理學課程是醫學類專業學生的一門必修基礎課程，對醫學專業學生的知識結構、能力培養有著極其重要的作用．開設醫學物理學課程的任務和目的是使學生比較系統地掌握現代醫學所需要的物理學基本理論、基本規律、基本技術和方法，為醫學專業學生打好必備的物理基礎;另一方面為醫學研究提供新的思想、理論、技術和方法，激發學生探索和創新精神，建立批判性思維，培養學生辯證唯物主義世界觀和分析問題、解決問題的能力，提高醫學人才的科學素養．但是，學生在學習這門課程時還存在一些問題，首先，學生對醫學物理學課程學習目的認識不足．開課之初的問卷調查表明有54%的學生認為醫學物理學課程很重要，會對后續醫學課程的學習和未來工作、科研有較大幫助;46%的學生對課程學習的必要性存在疑慮，主要有專業相關性不大、課程設置不合理等問題．其次，雖然醫學專業學生高考成績排在前2%，但是由于來自不同省份，各省對物理學習內容和要求不盡相同，物理基礎參差不齊．再次，課程教學內容多、任務重，學時緊張，如何在有限的時間內高效的完成課程學習?另外，醫學物理學課程需要運用數學微積分知識解決物理問題，對于同步學習高等數學課程的同學，存在學習困難．所以，學生在學習中存在興趣缺乏和畏難情緒．為了提升學生的學習興趣，提高學習效果，進一步適應新形勢下“互聯網+”的學習模式，本文對醫學物理學課程進行多維度的教學改革，從課程資源建設、教學模式、教學方法等多個方面做出探索性工作，借助信息技術手段努力建設現代化高水平、適用面廣的醫學物理學課程．

1醫學物理學教學資源建設

1．1網絡教學資源建設在線上建立完備的學習資源，包括講課視頻、PPT、章節測驗、期末測驗、討論題、作業和拓展閱讀等一些教學資源．山東大學醫學物理學課程目前是72學時、4學分，筆者依據學時情況精心制定了教學大綱，其教學內容涉及力學基本定律、流體的運動、分子運動論、振動、波動、電場、磁場、直流電、光學、激光、X射線、原子核和放射性以及量子力學基礎等內容，涵蓋了從經典物理到近代物理的知識．課程內容以知識點為中心制作教學微課視頻，整個課程分成112個知識點，分為核心知識點、支撐知識點和拓展知識點．每個知識點視頻時長7～15分鐘，總拍攝時長830分鐘．講課視頻中設置恰當的提問，一般是對概念、定理定律的理解，以促進學生的思考和觀看注意力．每個微課講完有簡短的小結，幫助學生梳理思路，概括要點，強調重點和難點．除了視頻，還有課件、章節測驗、問題討論、作業以及期末測試，其中作業需要互評，學生通過互評可以相互學習提高．每章設置非標準答案討論題，促進學生多元化思考．所有教學資源都放在MOOC平臺，平臺上還鏈接拓展閱讀內容，如科學家的故事，物理定理定律研究發現的過程，物理學的最新發展、學科前沿以及交叉應用等，在學習的同時，培養學生的科學精神和批判性思維、愛國主義情懷，融入思政教學元素，如2018年諾貝爾物理學獎在激光上的成就被及時鏈接到平臺，學生在學習激光知識時能及時了解激光對現代醫學發展的推動作用．講到機械波干涉時，推送方便攜帶可以屏蔽周圍聲音的熱門發明消聲小儀器．這些拓展內容在教學平臺上可以及時更新添加，能夠有效激發學生的學習興趣和探索熱情，實際教學中也取得了理想的效果．1．2立體化教材體系建設教材是知識體系和教學內容的載體，編寫先進、科學、高質量的教材進行教學，是提升教學質量和教學效果的重要保證．為適應“互聯網+教育”的新形勢，滿足學生使用移動終端的需求，形成了以紙質教材為核心，以互聯網為載體，以信息技術為手段，將紙質教材和數字資源充分融合的新形態教材［1，2］．教材內容分為核心教學資源和拓展教學資源，核心資源出現在紙質教材中，包括各個章節的知識點、內容介紹、典型的例題和習題等．筆者主編的紙質版教材《醫用物理學》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，每4～5年修訂一次．在教材編寫中，使復雜、繁瑣、深奧的數學表達盡可能簡明、形象、直觀，每章最后都附有物理學知識在醫學中的應用，如肌肉、骨骼的力學性質、血液的流動、聽覺的物理過程及聽力測試、人體導電性、心電有關知識、X射線、原子核和放射性在醫學影像中的應用等．注重物理學與醫學的相互滲透、醫學應用及對醫學現代化的重要推動作用，積極擴大醫學物理學在醫學生中的影響，使學生認識到學習醫學物理學課程的重要性．這次修訂每章新增想一想模塊，側重于培養學生對基本物理問題的理解．紙質版教材采用套色，突出重點定律和公式，增加可讀性．拓展資源放到課程網站，包括微課視頻、動畫、交互程序、圖片、延伸閱讀、教學課件、大量的測試題等，在不增加教材篇幅的基礎上，豐富了教材內容．在重點、難點，學生學習有困難的地方，通過植入動畫、微視頻、彩色圖片等多種形式，將一些難以理解的物理現象用生動、直觀地形式呈現于學生面前，克服了傳統教學中語言描述不清楚、文字說明抽象乏味的問題，能有效激發學生學習興趣，調動學習主動性，提高教學效果．通過二維碼實現紙質教材與網絡資源鏈接，形成紙質教材+電子資源的形式，學生能夠獲得豐富多彩的網絡資源，讓學習更便捷、更生動、更高效．

2采取多種教學策略，提高學習效果

教學有法，教無定法，貴在得法．在課堂教學中，根據教學內容和學生學習情況，采用多種教學策略．首先，使用了BOPPS教學模式．BOPPPS是教師開展教學設計和組織課堂教學的一種有效方法，是將教學內容分割為6個單元，分別是導言(Bridge－in)、學習目標/結果(Objective/Outcome)、前測(Pre－assessment)、參與式學習(ParticipatoryLearn-ing)、后測(Post－assessment)和總結(Summary)，每個單元有機結合．將課前、課中、課后無縫鏈接，互相促進，實現閉環，形成課堂教學的規范化．另外，講解章節新知識時，經常采用案例導入法，如講流體時，引用這樣一個案例:患有鼻咽纖維血管瘤的病人，在手術剝離腫瘤基底時，需要將手術床頭逐漸抬高10°～30°，使患者處于頭高腳低斜坡位，盡量使手術部位高出心臟水平，當血壓下降過低或停止降壓后回升至正常時放平手術床，讓學生思考:手術中為何采用頭高腳低斜坡位?體位對血壓有什么影響?通過學生的回答，教師可以了解學生的學習情況，并進行有針對性的教學．另外，案例教學可以有效體現專業特色，能夠加深學生對物理知識專業應用的理解和激發深入研究的興趣．課堂講授中，經常采用停頓的教學方法，可將學生積極的學習融入到講授式教學當中，簡單易操作，而且效率比較高．它幫助學生再次思考、回憶并記住所學內容．例如，講完波動方程，學生容易混淆波動方程和振動方程，讓學生思考和討論振動和波動的區別和聯系，通過學生回答和老師補充，幫助學生強化記憶、理解相關知識點，同時培養學生總結對比的能力，加強學習方法的歸納提煉．傳統的課堂教學主要以教師的講授為主，學生參與較少，存在許多問題［3］．我們采用了翻轉課堂教學形式［4］，開展以學生為中心的教學活動．翻轉課堂主要采用小組討論形式，運用同伴教學方法，教學內容涵蓋基本知識和一些具有挑戰度的問題．學生通過預習提出問題，首先在小組內分享、討論，形成統一意見．討論過程中，學習小組內可以進行同伴教學，實現互幫互助．學生基礎不同，認知能力不同，教師講課時很難兼顧各個層面，翻轉課堂實現了差異化教學．在小組學習和討論中，還實現了學生的社交需求．小組形成統一成果后，給出思維導圖，匯報交流，教師總結解惑，進行評價．例如光的薄膜干涉部分，學生學習了反射光的干涉，那么折射光是否會形成干涉條紋?形成的干涉條紋是亮紋還是暗紋?干涉效果如何?這些題目由易及難，具有梯度，學生在解決這些問題的過程中，對薄膜干涉原理、半波損失以及復雜應用有了深入探討，培養了學生分析和解決實際問題的能力．學習小組之間可以形成多輪討論，帶動更多的同學加入討論學習，更能激發學生的學習熱情和潛力．翻轉課堂注重過程性評價，并且評價是多樣化的，有教師評價，小組間互評和小組成員間互評．利用雨課堂、慕課堂等教學互動軟件，可以對數據進行實時統計．在翻轉課堂的課后實踐中，鼓勵學生開展深入研究:例如，引導學生檢索薄膜干涉技術在生物醫學中的應用等問題;引導學生借助實驗室資源，如利用邁克爾遜干涉儀做實驗，撰寫研究論文等等．學生通過深入討論和探究過程，能夠更好地學習和掌握問題背后的科學原理，提高了課程的高階性和挑戰度，逐步形成自主性、協作型、研究型學習模式，提升學生學習興趣和參與度，實現以學生為中心，教師為主導的學習模式．

3基于SPOC的混合式教學模式

MOOC作為課堂教學的有效補充，方便了在校學生［5－7］，但是，由于MOOC是完全開放的，學習者組成復雜，規模龐大，難以組織有效的線上討論和學習．SPOC是小型私有化課程，教師設置選課密碼，只有自己班級的學生可以進入課程，這種小規模的課程教學模式，教師容易管理，對學生指導更具有針對性．所以，SPOC是MOOC與學校課堂教學的深度融合和應用，與混合式教學、翻轉課堂、自主學習、協作學習等方式相結合，更適合在校大學生［8，9］，筆者在中國大學MOOC平臺開設醫學物理學MOOC的同時也開設了異步SPOC課程．目前，醫學物理學課程采用基于SPOC的線上線下混合式教學模式，線下學時占70%，線上占30%．因為物理學習具有一定難度，所以，線上學時不宜太多，主要以線下的面授課為主．線上學習主要安排一些學生容易掌握的內容，如X射線等章節．線上通過觀看視頻、討論、單元測驗等形式完成學習，線下課堂教師根據學生的在線問題對知識的重難點進行梳理，解決一些有難度的習題，也經常以小組為單位講解知識，展示學習成果．采用SPOC課程，教師對學習過程實現有效管理，根據情況靈活調整學習進度和節奏．如在有軍訓的學期，把幾何光學等相對簡單的內容調整為自修內容，學生利用豐富的線上資源，根據自己的時間自由安排學習，學生遇到問題時，可以隨時在線上交流討論．教師在線上提出非標準答案討論題，重點考察學生應用知識的能力而不是知識點本身，促進學生對物理知識的深入探究和理解，形成觀看視頻+電子閱讀+在線討論+作業+測試的學習新模式．學生可以利用移動終端便捷學習，合理利用碎片化時間，做到了時時處處可學．所以，SPOC打破了傳統的封閉課堂，實現了課堂教學的開放和差異化．教師通過SPOC平臺數據，如觀看視頻的進度、對資源的查看和完成情況以及學生在線討論的活躍度及時了解學生的學習情況［10］．圖1給出了學生參加線上問題討論的情況，共有107名學生參加SPOC課程，每次參加討論的人數達到70%左右，學生參與度高．線上成績作為平時成績，包括單元測試、討論、作業、線上期末考試，比例分別為單元測試20%，討論10%，作業20%，線上期末考試50%．圖2給出了線上學生總成績的分布圖，可以看出，優秀學生62人，占比為58%，說明學生積極參與線上學習并取得優異成績．不及格人數有13人，發現其中有9人因為錯過期末考試提交截止時間造成了不及格．通過采取多次推送通知等措施加強課程管理，目前學生線上成績不及格率低于5%．對于線下期末筆試考試，筆者采用了對照組，來分析、比較教學效果．教學的班級和未采用的教學班級的學生線下期末考試成績分布對比．采用混合式教學的學生共有107人，優秀為34人，占比31．8%;采用傳統教學方式的學生101人，優秀學生19人，占比為18．8%．教學模式改革后，優秀學生數量明顯增加，說明新的教學方式調動了學生的學習積極性，提高了教學效果．兩種模式及格和不及格的學生分布差別不大，下一步針對學習有困難的同學，擬進一步優化教學方案，規劃建設線上先修課教學資源，建立互助學習小組，幫助和促進這部分學生的學習．基于SPOC的混合式教學模式，促進了信息技術和教育教學的融合，拓展了學生的學習路徑，借鑒MOOC的優點并加以優化，其交互性，多樣化的教學模式，推動了教學改革，促進了醫學物理學課程建設水平．

4結論

總之，結合醫學物理學課程特色，本文建設了豐富的線上教學資源，以品牌教材做支撐，形成新形態教材，并不斷探索新型教學模式和方法，形成典型教學案例，通過多維度的教學改革提高了課程的創新性和挑戰度，提高了教學質量和效果．有效激發了學生的學習興趣，做到時時、處處可學，培養學生發現、探究、分析和解決問題的能力．學生完成課程學習進行課程評價時，一致肯定了醫學物理學課程的地位和重要作用，并且科學素養和自主學習能力都得到了提升，他們中有多人次在大學生物理競賽中獲得獎項．目前筆者的MOOC課程在智慧樹和中國大學MOOC平臺已經開設5個學期，被多所院校指定為參考課程，共有2萬多名學習者參加課程學習．未來希望廣大課程團隊可以合作共享、集思廣益、相互借鑒，在有限的學時條件下盡可能的幫助學生獲得完整的物理學知識體系和系統的思維訓練，取得理想的教學效果，共同推動醫學物理學課程的建設和發展．

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作者:劉鳳芹 蓋志剛 于淑云 劉建強 單位:山東大學物理學院/物理國家級實驗教學示范中心