学生课堂思维活动的研究对医学物理教学改革的

大学物理学是我国高等院校理、工、医科等专业重要的必修基础课程。大学物理的教学，不但要帮助学生积累物理学知识，更要注重培养学生思维能力和利用物理知识分析解决问题能力[1,2]。纵观我国大学物理的教学研究，主要集中在从教师“如何教”的角度所进行的大班课堂教学方法的研究[3,4]。大学物理课堂教学过程中，常常遇到的一种现象是：尽管教师通过一系列的教学研究，想方设法详尽地进行物理知识的解释，学生当时也能听得舒服和听得懂，但是学生在利用所听所学的物理知识进行解决实际问题的时候，却遇到了很大的困难。由于我国的大学物理教学研究缺乏从学生角度的研究[4]，所以不清楚学生在运用知识解决问题的时候为什么会遇到困难。本文从学生运用物理知识解决问题时遇到的困难入手，通过具体的教学实验，定性研究了在医学物理课堂教学过程中学生运用物理知识分析解决问题时的思维活动，并对学生的思维活动进行了分析和总结。希望本研究能为我国的物理教育教学研究和提高物理教学质量提供有益的参考。

1 研究方法

现象学研究方法是一种心理学研究思维过程的方法，强调在一定的条件下对研究对象进行自然而然的实验观察，记录研究对象正在进行的想法或者做法；对观察到的经验进行如实的描述，不做任何的推测和解释[5]。格式塔心理学认为，经验很难用数量来统计，所以先通过观察，然后再进一步分析[5]。本研究就是采用现象学实验观察的方法，在实际的医学物理课堂教学过程中，选择了4个重要的物理概念和原理，通过设置一些问题，观察学生对问题的解答情况。观察的内容有：(1)学生回答问题的快慢；(2)不同回答结果的学生人数比例；(3)学生对各自回答结果的解释；(4)学生的表情。

2 研究过程与结果

2.1 教学实验1

该教学实验涉及的物理知识主要是理想液体的概念。理想液体是一个物理模型，其概念为绝对不可压缩，完全没有黏性的液体。理想液体的概念是推导连续性方程的理论基础。连续性方程的意义是理想液体在稳定流动时，流过同一流管各截面的流量保持不变，流管截面积大的地方流速小，流管截面积小的地方流速大。其数学公式为S1v1=S2v2，S表示流管横截面面积，v表示通过截面的液体的流速。

教学实验1的题目是利用理想液体的基本概念来推导连续性方程。如果学生能够对理想液体的概念有实质性的理解，抓住“绝对不可压缩”这一关键点，就很容易做出正确的判断：在相同时间内，从一个截面流进去的液体的体积必然等于从另一个截面流出去的液体的体积。

如图1所示，经过时间Δt，流经截面1(截面积为S1)的液体体积为S1v1Δt，流经截面2(截面积为S2)的液体体积为S2v2Δt。

图1 经Δt时间通过两截面的液体体积示意图

当问及S1v1Δt与S2v2Δt是否相等的时候，没有学生肯定地回答相等，超过一半以上的同学回答“不相等”或者“不相等吧？”(虽然回答了不相等，但是很犹豫)。在没有给学生任何提示和反馈的前提下，更换了一种形式来提问：如图2所示，经过时间Δt，流经截面1的液体体积为V1，流经截面2的液体体积为V2，问两者是否相等。有超过1/3的学生回答相等，同时学生能给出“因为理想液体的体积绝对不可压缩，所以两者相等”这一正确的解释。

图2 经Δt时间通过两截面的液体体积示意图

2.2 教学实验2

该教学实验涉及的物理知识主要是连续性方程。通过连续性方程，可以帮助学生认识和解释人体血液循环中一些生理和病理现象，有助于医学生对某些疾病的诊断和治疗。比如运用连续性方程“截面积大的地方流速小，截面积小的地方流速大”这一物理意义，可以定性地解释患者动脉狭窄处的血液流速为何比正常动脉处的流速快的原因。

教学实验2的题目是利用连续性方程解释人体动脉内血液流速快，毛细血管内血液流速慢。从解剖关系上看，人体主动脉通过各分支小动脉最后与数量众多的毛细血管相连通。如果学生能够把动脉和毛细血管抽象成同一个流管中的不同截面，然后运用连续性方程的物理意义，就能顺理成章地得出人体动脉中血液流速比毛细血管中的血液流速快得多的结论。

请同学们迅速回答，是动脉内血液流速快，还是毛细血管内血液流速快？几乎所有同学说毛细血管内的血液流速快。不过，有近1/2的同学回答后又接着否定了之前的观点，认为动脉内的血液流速快。问其理由，不能给予正确的解释。

文章来源：《中国医学物理学杂志》 网址: http://www.zgyxwlxzz.cn/qikandaodu/2020/1118/374.html