创新型人才培养和医学物理实验教学改革

【摘要】 以创新型人才培养为目标,针对医学物理实验教学内容、实验室师资队伍建设、教学方法等进行了教学改革,学生期末考试成绩分析和问卷调查结果显示教学改革取得了满意的效果。

【关键词】 创新;人才培养;医学物理;教学改革

《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》指出:“探索并推行创新型教育方式方法,突出培养学生的科学精神、创造性思维和创新能力。立足培养全面发展的人才,突出培养创新型人才,注重培养应用型人才,深化教育改革,促进教育公平,提高教育质量。”[1]充分体现了创新型人才培养在我国高等教育中的重要性和现实紧迫性。物理实验是医学物理教学的重要组成部分,它既是提高医学生实践能力的新起点,也是培养医学生创新思维能力的重要平台[2]。

1 加强实验内容与医学的结合,体现创新特色

物理实验不仅要使学生掌握基本物理原理,更重要的是掌握物理实验的设计思想、科学方法和操作技能。以往的物理实验多是对某些物理量的测量或单纯的验证性实验,与医学联系不密切,难以唤起学生创新的积极性和主动性。学生实验课结束后,经常会问到这些实验有什么用,与医学有什么关系等问题,物理实验缺乏医学教育特色,要真正提高学生的创新能力,必须使学生将物理思维和物理方法应用于医学实践。

我校物理实验室从2012年开始对医学物理实验教学内容进行改革探索,从医学生知识结构、能力结构、素质结构的培养目标入手,将实验教学内容向医学方向大力扩展,让学生在物理实验中既受到系统的科学方法训练,又尽可能接触了解物理技术在现代医学中的应用,增加实验的应用性和综合性。例如在《基本测量》实验中,以往学生实验只是简单练习游标卡尺、螺旋测微计等测量仪器的使用方法,用其测量小钢球和铝圆管的直径、长度尺寸,记录几组数据,而改进后的实验内容除了学生了解实验原理、结构、掌握仪器的使用方法外,还要求学生以进行若干人体参数的测量并进行统计学分析。在《分光光度计的调节与使用》实验中增加了骨骼肌的肌节长度测量的内容,使学生掌握分光光度计在医学测量中的应用,促使学生主动开展创新思维,收到了很好的教学效果。在教学改革实践中,重新修订和完善了《医学物理学实验讲义》,该教材与以往版本最大的不同就是增加了以医学应用为目的综合性、设计性实验内容,适当减少传统验证性实验,引导学生设计实验方案,创新实验方法,注重创新能力的培养。

2 加强师资队伍建设,提高教师创新能力和综合素质

医学物理学是物理学与医学的交叉学科,教学内容的深度和广度在不断增加,而医学物理教师多数毕业于师范院校物理学专业,物理理论扎实而医学知识相对薄弱,这就要求教师多学习医学知识,深入了解物理学在医学领域中的应用,不断更新教学内容,优化知识结构,只有这样才有能力培养出学生的创新能力,提高学生的综合素质。

师资队伍的整体水平是教育教学质量的关键因素,教师队伍的建设在职称和年龄上成梯队型,坚持在教学实践中培养和锻炼教师队伍,我们加强对实验教师教学能力、科研能力和创新能力的培养,鼓励他们到更高层次的科研院所进行进修、深造,最大限度地发挥广大教师的干劲和创新精神,不断创新教学模式,提升教学质量,激发创新潜能。近年来我校实验室改进实验教学仪器并申请了多项发明专利,发表了教育教改论文十余篇。教师和学生助教共同开展教研活动及预实验,在教材的改编、实验内容的扩展、实验报告的撰写及改造旧仪器方面充分吸取学生们的创新性思想。提高了教师自身的科研能力,也激发了学生们创新的热情。新版实验教材的内容编写、实验步骤的设计、表格图片的处理等都是教师和学生共同努力创新的结果。

3 改进教学方法,激发学生的创造热情,营造创新氛围

兴趣是最好的老师,学生如果对实验内容产生了研究创新的浓厚兴趣,他们就会如饥似渴地去学习和钻研。因此要想方设法调动和激发学生对实验创新的兴趣,把探索主动权交给学生,让学生积极进行创新性思维训练,因此需要教师不断改进和优化教学方法。

即便是最简单的物理实验,也常常是无数科学家智慧与汗水的结晶,只不过教材中缺乏对这些创造性过程的介绍,学生难以体会到这些实验过程中的创造性成果。这就要求教师采用启发式、探究性的教学方法将这些创造性智慧果实在实验中提炼出来,让学生感受、理解知识产生和发展的过程,“体验”科学家们的创造性过程,这对培养学生的观察能力、思维能力与科学精神起到很好的促进作用。比如在《蓖麻油粘滞系数的测量》实验中,不是直接给出测量步骤和公式,而是首先让学生观察小钢球在蓖麻油中的运动速度变化并分析原因,然后教师对学生的观察进行总结,向学生介绍实验所运用的两种重要科学方法:比较法和归纳法,最后组织学生讨论实验设计,这样学生的创新能力就在实验中得到了锻炼。此外,实验室定期举办学术讲座,介绍科研成果与科技发展动态,鼓励大学生参加教师的科研课题及学术活动,积极指导学生参加“挑战杯”等大学生科技竞赛,拓展学生的视野,努力营造创新的环境与创新的氛围。

4 开展研究性物理实验,培养学生的创新能力

结合医学生的人才培养目标,我校物理实验室设计了以实际应用为目的研究性实验项目,引导学生设计实验方案,进行研究性实验,达到创新能力、综合素质全面培养的目的。研究性实验课开始前,教师先将学生分组,小组成员在组长带领下通过期刊、报纸或网络查阅资料进行文献综述,提出探究问题,了解课题的研究动态。然后由学生独立设计实验方案,其次送指导教师审阅,进行方案讨论与修改并确定实验方案。最后在教师指导下进入实验室开展研究性实验,实验结束后,要求学生严格按照学术论文的标准格式撰写科研论文,在同学之间展示交流并择优发表。

学生对研究性物理实验的热情很高,经过几年的摸索,物理教研室积累了大量研究性实验课题、资料与成果,学生还制作了许多和生活联系紧密的趣味性产品,如救护车警报发声器、简易病床呼叫器、竞赛抢答器、心电图测量电路等。这种形式的实验深受学生们欢迎,极大的提升了学生的创新能力、研究能力及论文撰写水平。

5 讨论

我们在每学期结束时都对学生的实验课考试成绩进行统计分析,并与问卷调查相结合的方式对医学物理实验教学改革的效果进行评价。2010级和2011级学生物理实验考试成绩平均分为69.48分和71.93分,教学改革实施后,2012级和2013级学生物理实验考试成绩平均分达到86.75分和88.02分,优秀率与合格率也明显增高。问卷调查结果显示学生的物理观察能力、分析问题的能力及语言表达能力获得了显著提升,学生对物理实验课的学习兴趣及满意度大大增强。

实践证明,基于创新型人才培养的物理实验教学改革,不但能教会学生知识,更重要的是使学生掌握了用创新思维解决问题的方法,培养他们的创新思维及创新能力,使学生的综合素质进一步提高,同时也提高了教师的教学水平及教学效果,对培养新世纪全面发展的创新人才具有重要意义。

参考文献

[1] 国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)[M].北京:人民出版社,2010:7-17.

[2] 邓玲,陈仕国,廖新华,等.提高医学生创新实践能力的物理实验教学改革与实践[J].云南大学学报(自然科学版),2010,32(S1):280-282.