2021-4-10 | 高等教育
摘 要:分析了當代醫生的要求和數學在醫學體系的地位和作用,在與醫學相結合的前提下,從提高數學教師的醫學素養,優化教學內容,改革教學方法,完善課程設計,融入數學建模思想,改革考試方法,采用靈活多變的教學方法培養創新意識等等幾個方面探討了醫學院校數學課程與醫學相結合的教學的必要性和應遵循的原則。
關鍵詞:醫學數學;數學建模;教學方法;創新意識;
由于當代醫學的:綜合性、實踐性、服務性、社會性、科技性等五大特點和醫學發展的趨勢,對本世紀醫學人才的素質要求越來越高。在上世紀末,世界醫學教育高峰會議就提出對本世紀醫生的期望是:交流專家,有判斷力的思想家,主動的終身學習者,信息專家,經濟學、社會學、人類學、流行病學和行為醫學的應用者,衛生小組的管理者,社會的支持者和初級保健的提供者[1]。這些觀點已逐步被我國所接受,作為我國醫學高等教育的目標。數學如何對該目標的順利實施進行支撐和輔助是一個值得探討的問題。
但是由于我國高等醫學院校的的模式是從高中生選拔學生與國外從理工科大學優秀畢業生中選拔學生,生源上數學基礎較差;同時我們的數學教學還遠遠落后于時代的發展和要求。在現行的課程體系下,醫學院校學生的數學知識面很窄,嚴重制約了今后的發展和應用。不足以應對現代生命科學發展的需要。這就向醫學院校的數學教學提出了嚴峻的挑戰,如何調整傳統教學內容和改進傳統教學方法,以適應現代醫學快速發展的需要,對此,我們做了以下的改革和探討。
1、提高教師素質,進行數學與醫學相結合的教學。
首先要使教師具有強烈的事業心與責任感,不斷提高自身的學識水平,培養各方面的素質,用先進的、靈活多變的教學方法,用敢于創新的思維方式去影響學生,教育學生,鼓勵學生。 我院的數學老師基本上都是畢業于理科院校的數學專業,在來我院之前,與醫學知識接觸不多。直接教學就會導致在教學過程中不能與醫學相聯系,更不能帶領學生的思維擴展到醫學方面。我們針對此情況要求新教師每學期至少聽2門醫學課程,并針對該門課程涉及的數學問題進行歸納和總結,并寫出分析報告;同時40歲以下的青年教師必須參加各種醫學方向的學術報告,作為考核、評優和職稱評定的依據。使其與醫學相結合、與應用相結合,在教學中做到有的放矢。同時,教研室組織全體教師與各醫學相關科室座談,分析對方在教學和科研上現存在的或需要的數學問題,指派相應教師與之相結合。及時解決對方的數學問題同時提升了教研室教學的醫學水平、科研能力和教師綜合素質。
2、優化內容,改革教學方法,與醫學相結合
由于,醫學專業的高等數學的教學大綱和教學計劃就規定了課時,所以要讓學生能在有限的學時內獲得醫學中必要的數學知識和建立相應的數學能力,則更新和精選教學內容、改進教學方法是重中之重。我們在教學中開展了一下工作:(1)優化內容:注意了高等數學與初等數學的合理銜接,注意了結合幾何圖形使學生更加直觀的理解和應用,在使高等數學內容通俗易懂,易教易學的前提下。選擇與醫學知識聯系緊密的內容,采取略講和精講相結合的方式。即,對于繁瑣的、與醫學聯系不大的定理公式避免推導證明,如拉格朗日中值定理的推導證明就進行略講。對于精講部分,則主要結合醫學中的實例進行講授,在實例中滲透數學的思想和知識,加深學生對數學知識的理解和在實際問題中的應用。例如:在講授導數的應用和定積分時結合傳染疾病的擴散模型;講定積分時結合近似計算中的梯形法來計算某燒傷病人需植皮的面積、使用雙重積分近似計算占位體的體積;在講述數學模型時討利用一級速率過程來建立腫瘤生長的數學模型等等。與醫學問題的結合不僅完成了教學內容的講授而且提供了學生的學習興趣。在此基礎上對于略講部分可以結合自學的方式,鍛煉學生自己學習解決問題的能力。將學生分成小組自主講授所學的部分,不僅可以鍛煉學生之間的溝通協作能力,而且可以加深學生思考問題理解。通過小組的學習提高學生自主學習的主動性,變被動學習為主動學習,充分調動學生學習高等數學的興趣。
3、豐富教學內容,使教學內容模型化
在醫學科學中,數學建模可將醫學中實際問題的內在規律抽象為數學問題,再根據數學知識進行推理、證明、求解,得出結論并進行驗證,使實際問題得以合理解決。已有的研究成果顯示,凡是要用數學來解決的實際問題,幾乎都是通過數學建模的過程來進行的。高等數學教材中一些概念、性質、公式定理等都是從客觀事物的某種數量關系或空間形式中抽象出來的數學模型。我們在教學中應從它們的實際“原型”和學生熟悉的日常生活中的例子自然而然地引出來,使學生感到課本里的概念不是硬性規定的,而是與實際生活有密切聯系的。如定積分的概念,初看起來形式抽象,但在它的形成過程中,有大量的具體原型作基礎。它和曲邊梯形的面積、旋轉體的體積、變力所作的功等具體問題密切關聯,通過用“微元法”對這些問題的求解,便可抽象出“積分”這個概念模型來。在講授微分方程教學中,可向學生講解一個傳染病的SIR模型[6],使學生能夠用微分方程的模型分析易感染人數的變化規律,從而探尋出制止該傳染病蔓延的手段和方法。
4、改進教學手段,增設數學實驗課;增設網絡課堂、充分利用網絡資源。
由于計算機的應用和普及,同時校園網全院聯通,我們以理論:實驗 ,4:1的比列開設了適當的實驗課。在實驗課上讓學生自己動手解決一些與醫學有關的實際問題。通過讓學生掌握數學軟件例如Matlab的基本知識和應用,面對像藥物動力學中的“房室模型”、流行病學中的“催化模型”和“血液循環中的物理量的數學模型”等根據已學的數學知識建立數學模型,然后利用軟件求解模型,而且得到模型的圖像表示。通過數學實驗課可以使學生從“理解—記憶—應用”這種簡單的學習模式轉變成“建模—討論模型的可行性—解決驗證模型的正確性”。根據上面的兩種學習模式可以看出開設數學實驗課更能培養學生自我學習的能力,能進一步激發學生的創新性思維。