医用物理学在线课程设计分析

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“互联网+”时代使得MOOC（慕课）可以而且正在成为大学教育的一个组成部分。得益于同济大学已经在中国大学MOOC上线的“大学物理学”系列课程的建设和应用，以及前期“医用物理学”微课程设计项目的顺利完成，我们正在进行具有医学特色的医用物理学微课程视频资源库的开发和建设。并逐步建立医用物理学在线课程所配套的教学资源库，其中包括微课程视频录制，配套媒体资源建设以及医用物理学试题库建设等。目标是实现资源的覆盖和共享，填补和提供医学类在校生课堂外的自主学习平台，并为相关教师开展翻转课堂、SPOC等教学模式改革提供平台。

1医用物理学在线课程建设

基于同济大学自主开发的大学物理在线课程（见图1）平台，结合医用物理学的教材建设和教学特色，我们正在开展医用物理学在线课程的开发和建设。根据在线课程对教学资源的需求，需要进行一系列课程资源的配套建设，其中软件部分就包括了微课程脚本的设计，微课程视频的录制和制作，配套媒体资源库建设，以及医用物理学题库建设等。图2是医用物理学在线课程的网页界面，它是由课时列表、讨论区、资料区、评价等板块构成。其中课时列表区以微课程为主题，是课程的核心部分，也是我们建设的重点内容。微课程以章节为单元展开，每单元分为若干讲，每讲以知识点为主题展开。根据章节内容的容量，每单元可设计为十几讲到几十讲不等。例如“振动与波声波超声波”部分就有三十六讲。每讲都有与之配套的视频（课程微视频，时长约为5~10分钟）、文档（演示文稿，即配合微视频的PPT电子课件）、随堂测试（包括单选题，多选题，判断题和填空题）。每单元有配套的单元作业和单元测试，课程结束后还有课程考试。讨论区由教师答疑，课堂交流和学生讨论组成。学习者可以在这里进行师生互动和生生互动，即可以随时向教师就课程，作业和测试等内容提出问题，并得到教师的答疑解惑。同时，学习者还可以借助于该板块就学习中遇到的疑难问题展开讨论以获得同伴的帮助，支持和认可，并增加学习的趣味性和认同感。资料区则提供给学习者与课程相关的各种资料和信息，如多媒体资源，包括视频，图像图形，动画，网站等。借助教育技术和互联网的优势，向课程的深度与广度延伸，给学生提供一个立体化多维度的学习环境。评价是由课程测评和学生互评组成。课程测评是系统对学生的单元作业和单元测试进行评分，包括课程期末考试。而学生互评则是学习者之间的互相评价。这些评价按一定的权重相加，最后给出学习者一个总评成绩。

2医用物理学微课程视频资源库建设

由上述可知，开展医用物理学微课程视频资源库建设是医用物理学在线课程开发和建设的重点内容。它包括与该教学主题相关的教学设计、演示文稿、媒体素材，以及学习者在微课程学习后所进行的自我评价，如在线讨论，练习测试等辅助性教学资源，它们以一定的形式组合在一起，营造一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。2.1微课程选题和脚本设计。结合物理学，我们在微课程的设计上尽可能突出医用物理学的特点。例如在振动和波部分，选择声波作为一个微课程系列。该部分包括了6个知识点，它们是：声波和声速、声压和声强、声强级和响度级、超声波、超声波的应用和超声医学诊断。在激光部分是：激光产生的原理、激光的生物效应、激光的医学应用、医用激光器简介等。X射线部分是：X射线的产生、X射线谱、X射线的吸收、X射线与物质的相互作用、X射线的生物效应和X射线的医学应用等。原子核物理部分是：原子核的基本性质、原子核的结合能和核力、原子核的放射性、辐射剂量和辐射防护、放射性核素在医学上的应用、核磁共振的基本原理和核磁共振波谱仪等。在微课程设计过程中，除了做到突出医学特色外，每个知识点既能独立成篇，又在整体上具有系统性。在物理学的许多部分都涉及医学现象的物理原理以及物理原理在医学领域方面的应用，从这些方面入手进行选题，更能提高医学类学生学习物理学的兴趣，帮助他们加强对物理概念和规律的理解，培养和提高他们分析问题和解决问题的能力。结合我们主编的《医用物理学》教材（由清华大学出版社出版），在脚本（课件）的设计中，更加注重课件与教材之间的关联性以充分体现该教材的特色。总之，无论在教学内容的安排，课件配图或媒体的应用，还是在课件背景的设计等各个方面都围绕该设计理念展开，即做到：（1）知识点全面覆盖；（2）突显医学知识和应用；（3）内容短小精练；（4）应用媒体资源如数字化课件，动画，图形图像，演示录像等元素。4分别是X射线部分和原子核物理部分的脚本设计案例。特别强调的是为了增加微课程视频的可视度，在微课程脚本设计中，我们将尽可能加入题材多样的媒体资源，如图像、图形，演示录像，3D课件及动画等元素。希望通过视觉效果，充分体现“知识脉冲”效应对学习者的“冲”击作用，激发学习者的学习兴趣，达到在“时间碎片”中学习“知识碎片”的最佳效果。2.2微视频录制和制作。微课程视频的录制形式多种多样，可以是录像室录制、随堂录制或屏幕抓拍等。经过实践、对比和调研，目前我们采用了以PPT为主的屏幕抓拍，以及教师的随堂授课录制。另外动员学生加入到我们的课程建设中来，让学生做学习的主人。不仅调动了学生的学习积极性，而且更大程度上发挥了学生自己的创新思想和想象能力。事实上学生的作品（微视频、实验录像、计算机课件等）都能收到学生的积极响应。除了上述的主要微课程视频模式，我们对习题课视频做了不同的处理。习题课在物理教学环节中有着重要的作用，但在微课程中增加配合知识点的例题讲解，会导致时长的增加。为此，在课程设计中，我们将习题另外单独录制。形式上采用教师边做边讲解的方式，让学生深切感受到老师就在自己身边娓娓分析。根据课程需要还会单独录制演示实验等。除了微课程视频库的建设，还有配套媒体资源建设以及医用物理学试题库建设等工作也在进一步实施中。

3结语

医用物理学在线课程的建设还有许多工作要做，目前设计的课程平台也待进一步的整合和完善。我们将继续吸收中国大学MOOC在线课程实际应用的优点和优势，打造属于我们同济大学自己的MOOC课程，医用物理学将借助同济大学物理在线课程平台，为在校医学生和社会相关学生提供优质的网络学习平台，为培养学生的综合能力发挥作用。

作者:刘海兰 倪忠强 吴天刚 单位:同济大学物理科学与工程学院