《医学物理学》课程思政教学案例

课程类型

专业基础课

课程性质

必修

学时

48

学分

3

教学方式

线下线上混合式

选用教材

《医学物理学》 王磊主编     

人民卫生出版社出版   第9版

案例从新课引入--人物介绍-公式推导-科学方法介绍-解决问题-课后拓展等方面挖掘思政元素，与教学内容有机结合，解决学生难学，兴趣不高，不能学以致用等难题，实现知识传授、能力培养、价值引领的高阶性教学目标。

思想方法:新课引入事例，引导学生学会见物讲理，透过现象见本质:通过伯努利家族的介绍，引导学生懂得环境的重要性;通过伯努利方程在实际中的应用，引导学生学会用科技武装头脑,读书学习最终目的是学以致用。

科学思维:通过与机械能守恒定律的类比,了解类比法在学习中的重要性，引导学生建立“举一反三”、“触类旁通”的科学思维。

家国情怀:流体力学是医学、水利工程、航空航天技术的重要理论基础,

在案例中引入我国三峡和白鹤滩水电站及航空航天技术的发展,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

学习重点

理想流体的伯努利方程及其应用

学习难点

理想流体的伯努利方程推导;

学生对“类比法”理解不深入;

学生对物理知识联系实际的应用不到位。

教学目标

知识传授:

掌握理想流体的伯努利方程及应用。

能力培养:

1.通过伯努利方程的应用，提高运用物理知识解决实际问题的能力，即建立理想化模型的能力;

2.通过课堂讨论和课后学习，引导学生总结学习规律，提升自主学习能力。

价值引领:

1.通过伯努利方程的实质和能量守恒定律的类比，掌握类比的学习方法，学会“举一反三”，建立事物普遍联系的思维;

2.通过伯努利家族的故事，引导学生认识人的成长与自然环境的关系，建立选择健康向上自然环境的思维;

3.通过引入我国三峡和白鹤滩水电站的案例燃起学生发奋学习、献身国家建设的热情。

典型课程思政元素的融入

1.通过应用知识点伯努利方程，解决引入课程的问题，揭示惨案背后的原因。引导学生思考“黄线”的意义:有形的黄线我们可以用不同的方式来提醒，但无形黄线，就如规矩和纪律，是我们人生的“黄线”，热爱生命，远离黄线，才会有幸福的人生。教学中根据时间引导学生观察“黄线的变迁”，初步了解创新方法。

2.例题的讲解过程中，引导学生体会皮托管至今仍在使用的原因，懂得简单有效就是“大道至简”。邀请学生分析气体与液体测速的区别和联系，体会“用心观察”的重要性;例题讲解中还注重引导学生分析常量和变量的关系;通过讨论，让学生认识到伯努利方程与生活的密切关系，锻炼有意识地建立物理模型的能力。

3.根据时间和学生专业及背景等因素引入三峡和白鹤滩水利工程、农业灌溉、空气抽水机、血液流速测定等内容，引导学生学以致用。从白鹤滩水电站建设到中国航天事业的发展历程，体会中华民族的追梦之路。引导学生用青春谱写奋斗的赞歌，创造属于中国的奇迹。课后作业必做与选做搭配，既巩固了知识，又有思考和升华，科学前沿引发学生探索的兴趣，激励学生不断探索。

一、复习回顾

1.理想流体﹒忽略流体体积的变化和内部的摩擦，认为流体是不可压缩的且无黏性的流体。

2．稳定流动如果流体质元在流经空间各点的速度不随时间变化，既流速场分布不随时间变化,这种流动叫稳定流动。

3.连续性原理在理想流体的稳定流动中，同一流管的任一截面处的流速和该横截面面积之积是一常量，即vs=恒量。设置提问环节。教师强调理想流体是理想模型是科学的抽象，把复杂问题简单化的处理方法。

师生共同知识回顾:利用学习通发放课前基本概念检测题,然后教师小结完成知识回顾

二、新课的导入

神秘的力量:1905年冬天的上午，在俄国的一个古老小站上，发生了一场包括站长在内的38人死亡，4人重伤的惨案。

灾难发生后，沙皇尼古拉二世专门指示地方法院尽快查明事故真相，以告慰那些惨死的遇难者和他们的家属。地方法院无法查出，那股突然间发生的“神秘的推力”来自何处?最终，地方法官只好将导致事故的原因归结为——上帝的旨意。

苏联科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基听说了这一判决结果

思政元素:物理知识给我们一双“慧眼”，让我们可以透过现象找到背后的原因。

教师提出问题:

什么是伯努利方程?为什么能帮助人们找到真相?

三、新课总体设计

1.伯努利及其家族:

思政元素:引导学生思考“人与环境的相互作用”“孟母三迁”，引导学生要与智者为伍，与良善者同行。

2理想流体的伯努利方程推导过程

讨论伯努利方程的实质、适用条件和物理意义。

实质:能量守恒定律在流体力学中的体现。适用条件。理想流体稳定流动―同一流线科学方法。类比法启发引导。对比机械能守恒定律和理想流体的伯努利方程。思政元素:引导学生懂得事前分析的重要性;了解类比法在学习中的重要性，类比法是我们认知新事物的重要方法。引导学生建立“举一反三”、“触类旁通”的意识。

3.解释:惊天惨案“真凶”在这里—一—黄色安全线的由来。

黄色安全线画在站台边缘一米处的位置，提醒人们一定要站在距离火车一米外等候。这一标准距离，是根据列车进站时导致的最高气流速度设计的，旨在避免人们因伯努利原理而产生的压力差被推到铁轨里;以醒目的黄色线来表示，是为了提醒人们随时注意这道安全距离。

分组讨论:惊天惨案的“真凶”及黄色安全线的由来。

思政元素:有形的黄线我们可以用不同的方式来提醒，但无形黄线，就如规矩和纪律，是我们人生的“黄线”，热爱生命，远离黄线，才会有幸福的人生。

4伯努利方程的应用

(1)压强与流速的关系

皮托管皮托管是用来测量流体流量的一种装置。分为两类:液体流速的测量和气体流速的测量。

实验演示:液体流速的测量和气体流速的测量。

思政元素:1779年皮托用皮托管测出了塞纳河的流速。皮托管至今仍在应用，简单有效就是“大道至简”。

皮托管在工业上的应用可测量飞机速度，皮托管测量通风管道、工业管道、炉窑烟道内的气流速度，确定流量，也可测量管道内的水流速度。

(2）流速与高度的关系

分组讨论:水池中的水多长时间可以流完?（教师引导思路，学生课后完成)

思政元素:此例题引导学生分析常量和变量的关系，进一步理解大学物理和中学物理的处理问题方法的区别。

水利工程中的应用

思政元素:白鹤滩水电站是世界在建规模最大,技术难度最高的水电站,攻克了一批世界级技术难题,自主研发应用大批科技创新成果,行业示范、世界引领,被誉为世界水电行业的“珠峰”。

(3）压强与高度的关系

抗洪时的管涌现象与生活中体位对血压的影响

联系实际:抗洪时的管涌现象与生活中体位对血压的影响。

思政元素:通过讨论，让学生认识到伯努利方程与生活的密切关系，有意识地从物理角度分析身边的现象，锻炼建立物理模型的能力。

(4) 航空航天应用

风洞是用来研究空气动力学的一种大型实验设施。风洞主要用来测量汽车的风阻，还可以研究气流绕过车身时所产生的效应。我国的风洞——中国航空动力研究所风洞实验室。主要承担中国航天和航空机械的风洞实验任务，也可用作汽车、建筑物、运动设备的风洞实验。

流体力学是航空航天技术的重要理论，中国航天的发展离不开航天人的巨大贡献，更离不开我国航空航天的前辈---航天之父钱学森的贡献。

思政元素:中国航天经过60余年的探索发展，从神舟飞船到北斗导航，到“天问一号”、“嫦娥”“玉兔”、“祝融”，中华民族复兴之路，就是中华儿女的追梦之路。一代又一代的追梦人，为国奋斗的故事，引导学生用青春谱写奋斗的赞歌，创造属于中国的奇迹。我们只有处在技术制高点上，才能有更加光明的未来。

5.课堂小结和作业布置

本节课利用连续性原理和功能原理，推导出伯努利方程，给出方程适用条件，理解方程的实质。运用方程分析了实际例子，学会灵活运用伯努利方程解释生活中的物理现象。

引起共鸣:环境的力量

问答式启发学生:如何确定研究对象、如何分析外力，计算做功和能量变化?

教师引导完成方程推导

引发共鸣:不越有形黄线，守住无形底线，才会有幸福的人生

教师引导完成方程推导

学生推导:皮托管测气体流速的规律。

思考:飞机是如何测量速度的空速)?可不可以用学过的知识。邀请学生推导皮托管测气体流速的规律。

学生分组讨论，教师引导

师生互动讨论

风洞和航空航天前辈介绍不能过多。重点引导学生课后阅读自学相关内容

提问式总结

线上与线下混合、问题导入与讲授、讨论相结合的教学模式，通过问题情境、模型分析等方式，按逻辑顺序提出递进式问题和思考题引发学生思考，使学生完成“体验-学习-感悟”阶段式的探究性学习过程。

案例教学特色

1.全角度、全过程实施育人本案例中思政元素挖掘数量多，角度全，涵盖教学全过程。并充分结合日常生活现象，让科学更贴近生活，变抽象为具象，使人容易理解。在课程问题导入、课堂知识内化、课后作业巩固环节融入思政元素，让思政教育与知识传授水乳交融，达到润物细无声的效果。

2将古今贯通、中外融通的思政元素融入育人过程结合古今中外的相关事例，将情怀育人融入课堂教学,讲好“科学精神”、“中国成就”、“大国工匠”等故事。用情怀感染学生、激励学生、培养学生、引导学生，利用中国在科技上取得的成就，增强学生的民族自信和文化自信。

3.问题导向、问题牵引式展开育人教学设计将知识点与育人元素联系起来，充分发挥教学环节的过程载体作用，将教学活动与教学目标统一。提出问题，分析问题，解决问题，进而拓展问题，展示科学思维过程的严谨性，有助于学生科学方法的训练。

案例教学小结

1.通过伯努利方程的推导，让学生了解科学研究的基本思路和科学精神，初步形成了科学探索所需要的类比联想思维。

2学生对理想模型有了更深刻的认识，锻炼有意识地建立物理模型的能力，初步学会了如何把复杂问题简单化的科学方法。

3.让学生认识到伯努利方程与生活的密切关系，课程的学习能够学以致用，提高了学生学习的兴趣，增强了知识的有用性，学会了用物理学思维解决解决实际问题能力。

4.教学过程使学生学习大学物理的积极性、主动性、课堂参与度都有较大的提高，既掌握知识，又有思考和升华，引发学生探索未知的兴趣,也增强了学生的民族自信和文化自信，增强了对祖国的认同感和爱国情怀。