醫用物理學在線課程設計分析

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“互聯網+”時代使得MOOC（慕課）可以而且正在成為大學教育的一個組成部分。得益于同濟大學已經在中國大學MOOC上線的“大學物理學”系列課程的建設和應用，以及前期“醫用物理學”微課程設計項目的順利完成，我們正在進行具有醫學特色的醫用物理學微課程視頻資源庫的開發和建設。并逐步建立醫用物理學在線課程所配套的教學資源庫，其中包括微課程視頻錄制，配套媒體資源建設以及醫用物理學試題庫建設等。目標是實現資源的覆蓋和共享，填補和提供醫學類在校生課堂外的自主學習平臺，并為相關教師開展翻轉課堂、SPOC等教學模式改革提供平臺。

1醫用物理學在線課程建設

基于同濟大學自主開發的大學物理在線課程（見圖1）平臺，結合醫用物理學的教材建設和教學特色，我們正在開展醫用物理學在線課程的開發和建設。根據在線課程對教學資源的需求，需要進行一系列課程資源的配套建設，其中軟件部分就包括了微課程腳本的設計，微課程視頻的錄制和制作，配套媒體資源庫建設，以及醫用物理學題庫建設等。圖2是醫用物理學在線課程的網頁界面，它是由課時列表、討論區、資料區、評價等板塊構成。其中課時列表區以微課程為主題，是課程的核心部分，也是我們建設的重點內容。微課程以章節為單元展開，每單元分為若干講，每講以知識點為主題展開。根據章節內容的容量，每單元可設計為十幾講到幾十講不等。例如“振動與波聲波超聲波”部分就有三十六講。每講都有與之配套的視頻（課程微視頻，時長約為5~10分鐘）、文檔（演示文稿，即配合微視頻的PPT電子課件）、隨堂測試（包括單選題，多選題，判斷題和填空題）。每單元有配套的單元作業和單元測試，課程結束后還有課程考試。討論區由教師答疑，課堂交流和學生討論組成。學習者可以在這里進行師生互動和生生互動，即可以隨時向教師就課程，作業和測試等內容提出問題，并得到教師的答疑解惑。同時，學習者還可以借助于該板塊就學習中遇到的疑難問題展開討論以獲得同伴的幫助，支持和認可，并增加學習的趣味性和認同感。資料區則提供給學習者與課程相關的各種資料和信息，如多媒體資源，包括視頻，圖像圖形，動畫，網站等。借助教育技術和互聯網的優勢，向課程的深度與廣度延伸，給學生提供一個立體化多維度的學習環境。評價是由課程測評和學生互評組成。課程測評是系統對學生的單元作業和單元測試進行評分，包括課程期末考試。而學生互評則是學習者之間的互相評價。這些評價按一定的權重相加，最后給出學習者一個總評成績。

2醫用物理學微課程視頻資源庫建設

由上述可知，開展醫用物理學微課程視頻資源庫建設是醫用物理學在線課程開發和建設的重點內容。它包括與該教學主題相關的教學設計、演示文稿、媒體素材，以及學習者在微課程學習后所進行的自我評價，如在線討論，練習測試等輔助性教學資源，它們以一定的形式組合在一起，營造一個半結構化、主題式的資源單元應用“小環境”。2.1微課程選題和腳本設計。結合物理學，我們在微課程的設計上盡可能突出醫用物理學的特點。例如在振動和波部分，選擇聲波作為一個微課程系列。該部分包括了6個知識點，它們是：聲波和聲速、聲壓和聲強、聲強級和響度級、超聲波、超聲波的應用和超聲醫學診斷。在激光部分是：激光產生的原理、激光的生物效應、激光的醫學應用、醫用激光器簡介等。X射線部分是：X射線的產生、X射線譜、X射線的吸收、X射線與物質的相互作用、X射線的生物效應和X射線的醫學應用等。原子核物理部分是：原子核的基本性質、原子核的結合能和核力、原子核的放射性、輻射劑量和輻射防護、放射性核素在醫學上的應用、核磁共振的基本原理和核磁共振波譜儀等。在微課程設計過程中，除了做到突出醫學特色外，每個知識點既能獨立成篇，又在整體上具有系統性。在物理學的許多部分都涉及醫學現象的物理原理以及物理原理在醫學領域方面的應用，從這些方面入手進行選題，更能提高醫學類學生學習物理學的興趣，幫助他們加強對物理概念和規律的理解，培養和提高他們分析問題和解決問題的能力。結合我們主編的《醫用物理學》教材（由清華大學出版社出版），在腳本（課件）的設計中，更加注重課件與教材之間的關聯性以充分體現該教材的特色。總之，無論在教學內容的安排，課件配圖或媒體的應用，還是在課件背景的設計等各個方面都圍繞該設計理念展開，即做到：（1）知識點全面覆蓋；（2）突顯醫學知識和應用；（3）內容短小精練；（4）應用媒體資源如數字化課件，動畫，圖形圖像，演示錄像等元素。4分別是X射線部分和原子核物理部分的腳本設計案例。特別強調的是為了增加微課程視頻的可視度，在微課程腳本設計中，我們將盡可能加入題材多樣的媒體資源，如圖像、圖形，演示錄像，3D課件及動畫等元素。希望通過視覺效果，充分體現“知識脈沖”效應對學習者的“沖”擊作用，激發學習者的學習興趣，達到在“時間碎片”中學習“知識碎片”的最佳效果。2.2微視頻錄制和制作。微課程視頻的錄制形式多種多樣，可以是錄像室錄制、隨堂錄制或屏幕抓拍等。經過實踐、對比和調研，目前我們采用了以PPT為主的屏幕抓拍，以及教師的隨堂授課錄制。另外動員學生加入到我們的課程建設中來，讓學生做學習的主人。不僅調動了學生的學習積極性，而且更大程度上發揮了學生自己的創新思想和想象能力。事實上學生的作品（微視頻、實驗錄像、計算機課件等）都能收到學生的積極響應。除了上述的主要微課程視頻模式，我們對習題課視頻做了不同的處理。習題課在物理教學環節中有著重要的作用，但在微課程中增加配合知識點的例題講解，會導致時長的增加。為此，在課程設計中，我們將習題另外單獨錄制。形式上采用教師邊做邊講解的方式，讓學生深切感受到老師就在自己身邊娓娓分析。根據課程需要還會單獨錄制演示實驗等。除了微課程視頻庫的建設，還有配套媒體資源建設以及醫用物理學試題庫建設等工作也在進一步實施中。

3結語

醫用物理學在線課程的建設還有許多工作要做，目前設計的課程平臺也待進一步的整合和完善。我們將繼續吸收中國大學MOOC在線課程實際應用的優點和優勢，打造屬于我們同濟大學自己的MOOC課程，醫用物理學將借助同濟大學物理在線課程平臺，為在校醫學生和社會相關學生提供優質的網絡學習平臺，為培養學生的綜合能力發揮作用。

作者:劉海蘭 倪忠強 吳天剛 單位:同濟大學物理科學與工程學院