液体的表面现象在医学类院校中医学物理学中的

一、引言

医学物理学是医学类院校重要的基础课程之一，是医学类学生对后续课程、临床实践和实际操作的基础，因此很好地学习和掌握医学物理学这门课，对于医学类学生来说是至关重要的。然而，学生刚开始学习这门课的时候，由于知识内容过于抽象和理论化，使得学生无法高效地理解和掌握这门课，因而产生只是为了应付考试而学习的心态。而在教学中让学生能够以兴趣作为导向，带着思考学习，灵活并深刻地掌握学习的知识点是提高教学质量的关键。医学物理学这门学科对于医学类学生的培养主要是以科研思维和分析能力为基础的，所以课堂上适合学生的教学设计，更有助于提高学生学习效率，进而达到教学目的。本文围绕医学物理学中的液体表面现象这个知识点引入了实验和讨论，营造了比较活跃的课堂氛围，让师生互动交流，很大程度上激发了医学学生对于医学物理学这门课程的学习兴趣，充分体现了液体表面现象在医学中的应用，提高了教学质量。[1]。对于液体表面现象及其应用的教学设计，采用了实验引入、翻转课堂、学生自主学习的方式进行学习，获得了很好的教学效果。

二、教学流程设计

（一）教学导入

1.实验的引入及问题的提出。日常生活中离不开物理学科，生活中常见的物理现象可作为液体表面现象课程的开始。

第一个实验：作者将一枚硬币拿出来，从杯子里面导出两滴水，然后水滴会以椭圆形的形状沾在硬币上面，作者将该硬币拿给每一个学生去观察实验现象，然后引导学生思考如下问题：

问题1：为什么水能够以很好的形态沾在硬币上面呢？

在这个硬币上面再滴入水至水从硬币上面流下来为止，然后再拿给每一个学生去观察实验现象，同时提出如下问题：

问题2：水滴为什么会流下来？

第二个实验：作者将粉笔、尺子、玻片和纸巾放入杯子中，让学生观察实验现象，并描述实验现象。同时作者引导学生思考如下问题：

问题1：哪个物质吸收最快？

问题2：怎么样做才能让玻片吸收？最快的办法是什么？

液体的表面现象在日常生活中是很常见的，如肥皂泡、挂盐水等等，都是基于液体的表面现象。这两个实验现象与医学物理学中的液体表面现象很相关，这些实验现象能够很直观地把日常生活中与液体表面现象相关的实例展现给学生，能够激发学生浓厚的兴趣，同时对本节课要讲授的内容产生强烈的好奇心。另外让学生上台操作，感受这些实验现象，增加学生的互动性和积极性。之后学生会边思考边想象、边听边看来学习本节课的内容。

2.知识点的引出。开始讲授本节内容之前，先给学生回顾一下之前学过的物质的形态、分子之间的相互作用、物质在液体中的受力分析及其相关的公式等内容。这些内容都是学习液体表面现象的基础。为了方便理解和记忆，将物质的三种形态以分子分布方式给出，并以PPT动画的形式展现给学生，让学生对这部分概念有直观的认识。再进一步引出表面张力、表面能、曲面下的附加压强等概念。然后根据前述两个问题，引入新知识点，即因为表面张力的存在，水才能更好地维持形状，因为毛吸现象的存在，水能够被吸上来等等[2]。

3.对液体表面进行物理分析。条件：气体和液体之间表面，分子间距缩短，分子之间的作用力变强。可以将液体表面这一层气-液之间的分子层看成一层很薄的一层膜（图1，厚度为分子半径左右），并对该膜进行物理分析，即受力分析：

图1 液体表面薄膜

该膜受到的力来自下面液体的分子之间的吸引力，内聚力也是该力使得这层膜具有向内收缩的趋势，进而产生力，该力为表面张力。而此处张力可用F=aL来表示，a为表面张力系数，是那层薄膜受到的力。并通过该膜受力分析，作者将整个液体表面受力情况可视化地讲解给学生听。而该膜的势能为表面能。

液体表面的薄膜可以作为一个被拉紧的弹性膜，因此当该薄膜出现弯曲趋势时，会产生附加的压强（图2）。该附加压强的大小由液体表面膜受到的内外压强差决定，而其方向由表面张力方向决定。对于曲面的附加压强也可通过该液体表面薄膜做受力分析讲解：

图2 弯曲的薄膜

对内表面，即凹曲面（B-C）：

对外表面，凸曲面（A-B）：

文章来源：《中国医学物理学杂志》 网址: http://www.zgyxwlxzz.cn/qikandaodu/2021/0715/615.html