醫學生數學素質的構成及培養初探

張 勇，任猛章，潘 宏

（瀘州醫學院 數學教研室；四川民族學院 招生就業處，四川 瀘州 646000）

醫學生數學素質的構成及培養初探

張 勇，任猛章，潘 宏

（瀘州醫學院 數學教研室；四川民族學院 招生就業處，四川 瀘州 646000）

在強調培養創新型人才的今天，醫學院校學生的數學素質的培養極為重要.通過對醫學數學素質構成和分析，探討醫學院校學生數學素質的培養對策.

數學素質；醫學素質；數學能力

馬克思說過，一種科學只有在成功地運用數學時，才算達到真正完美的地步.當前科學發展的一個顯著特點即是數學應用和滲透到了社會領域的各個方面，在生物醫學領域也不例外：分子生物學、數學生態學、醫學數據挖掘、生物控制論、數量遺傳學、定量藥理學、臨床決策分析等新學科應運而生，醫學領域的研究已從定性分析向定量計算方式發展.培養具有良好數學素質的醫學生已成為醫藥院校高等數學的教學改革[1]中面臨的重要課題.

1 醫學生應具備的數學素質的內涵

國內外醫學院校的很多課程都和數學緊密相關，如：計算機基礎、醫用物理學、傳染病學、生物化學、醫學遺傳學等，醫學生具備一定的數學素質對自身的學習和工作非常重要.數學是一切科學的科學，研究客觀世界的數量關系和空間形式.數學研究的對象和數學的本質決定了數學的屬性（特性），這些屬性主要是指抽象性、邏輯性、系統性和應用的廣泛性.認識和處理數與形的規律，理解和運用邏輯關系研究抽象事物的能力就是數學素質，也是一種思維模式或思維習慣.只有真正理解了數學的這些特點，才具備了一定的數學素質（修養）.

1.1 大學生的素質包括思想道德素質、文化素質、專業素質和身體心理素質四個方面,醫學生也不例外.知識和能力是大學素質教育[2]的基礎，培養出具有創新能力的高素質人才[3]早已是高校自身和國家戰略層面的核心目標.而數學素質教育則是全面素質教育的重要內容，是其他素質教育的基礎.數學素質對于提高醫學生的文化素質起著重要作用.如果沒有一定的數學素質，醫學生沒有樹立正確的數學觀,掌握數學的思想方法和數學語言,其觀察處理醫學問題,就只能粗略地定性研究.沒有了量的意識,當然也就不能準確的定量分析,也就不能掌握量變到質變的規律,不能做出符合實際的正確的判斷和決策.例如,藥物靜脈滴注血管后,隨著時間的推移,血藥濃度會逐漸變低,要計算出某一時刻血藥濃度,沒有一定的數學素質,是很難判斷和得出結果的.

1.2 數學素質分成數學能力、數學知識、數學文化思想，這三個部分相互聯系、相互影響.數學素質[4]對學生而言主要表現為一種迅速而成功地掌握適當知識與技能的能力.數學能力是一種實踐性的技能，就像溜冰游泳一樣，只能通過模仿和實踐獲取，醫學生在臨床實踐階段有直接深刻的體會.數學知識是數學素質的基礎；數學能力是數學素質的內容；數學文化思想是數學素質的中樞系統,有指導促進作用.數學素質不等同于數學知識,而是對數學知識本質更深層次的理解、內化和激活.結合信息時代特征，數學素質也成為一種綜合素質，包括數學知識、數學推理、數學思想、數學意識、使用工具（計算機等）分析和解決問題等方面的能力.

數學能力對醫學生而言則更多的是要具備數學思想，從中提升出的觀點在后繼認識中被反復運用和證實其正確性并帶有普遍意義和相對穩定的特征.具備數學思想的醫學生在以后工作中處理醫療問題上就會更理性和更客觀.正如大家所知：醫療是建立在科學上的藝術，在一個成功的手術中，決策比刀法更重要.數學思想作為成功地解決抽象的數學問題的經驗，可以遷移到數學以外的各門學科和各種工作中.

1.3 有良好數學素質的醫學生能正確認識醫學與數學的聯系.譬如：用碳同位素去確定有機體生成的年代，用血液中若干參數的測定去了解肝的病變，利用毛發中某些化學元素的含量去測定人的健康狀況，通過建立血糖調節系統的數學模型診斷輕度糖尿病等.這些都體現了函數的思想及其與人的密不可分的關系.微積分的思想揭示了變與不變，有限與無限，局部與整體的關系.尤其是局部如何決定了整體的性質，具有很大的啟迪作用.

又如醫學中的生命個體的基本單元——細胞不斷地同外界進行物質與能量的交換，隨時間的變化而變化.而這種變化可以用數學方法進行描述和作定量研究，而且也只能用數學方法進行定量地研究和描述才最深刻、最徹底，也才能揭示生命個體中每個細胞、各種有機體隨時間的變化規律.只有讓學生正確認識到數學與醫學的緊密聯系后，才能增強他們的醫學數學化意識和數學思想，自覺利用數學方法和工具研究解決醫學問題.也可嘗試把計算機、數學這兩種工具結臺起來解決醫學問題，使學生初步領悟現代醫學的科研新模式——醫學、數學、計算機三結合.

2 醫學生數學素質的培養

由生理學知識可知數學是腦細胞使用較為密集的學科，數學是科學的語言，是思想的體操，是訓練和提升人的腦力最受重視的學科.數學素質的培養離不了數學教育[5]，數學教育具有的特征也正是素質教育中要解決的問題.數學素質能培養醫學生從量的方面去洞察、抽象和研究醫學問題，用數學的原理和方法去解決，保持思維的邏輯性、嚴謹性和創新性.

數學的每個步驟和結論都是思維的結果，因此，“數學頭腦”幾乎是“智慧”的別稱.而本文所探討的數學素質則是“智慧”的重要體現.培養一個人的數學素質，就是通過在數學活動中促使自己積極、主動地在頭腦中形成自己的知識結構.認識結構反映了學習的心理規律，體現為具體到抽象、簡單到復雜，其中以歸納、類比、等價推理為主.而當頭腦中的知識結構，通過以認識活動而得到的知識所形成的系統，則稱為認知結構.數學素質的培養的最終目的應是形成一種數學上的認知結構，而不應是數學知識的堆砌，它是以后長期生活中繼續學習的基礎.這點對醫學生尤為重要，因為醫學生的課程相對其他理工科而言是極其繁重的，醫學課程間知識相互滲透突出.

培養醫學生的數學素質，不能像數學專業學生那樣進行數學教學，而是應該開展基于醫學問題的PBL[6]教學模式或多做數學實驗(如：Matlab)和使用數學軟件包.另外，數學實驗作為現代數學教育的一個鮮明時代特征，對培養學生的數學應用能力和創新能力有非常積極的意義，如有條件，也應加強實驗課程的教學.

通過引入數學模型教學,培養醫學學生的應用能力和創新能力.因為數學應用于其他科學很大程度上是通過建立數學模型來體現的,建立數學模型是應用數學的關鍵而重要的一步，過抽象、簡化建立數學模型這一強有力的數學工具來近似刻畫并“解決”實際問題.醫學問題的數學建模同樣是用數學語言和方法.例如,當建立了藥物濃度在人體內隨時間和空間變化的數學模型后,生物醫學專家可以用來分析藥物的療效,從而有效地指導臨床用藥的劑量.實際上,微積分中各種概念的提出本身就是建立數學模型的過程.在教學過程中，應著意強調微積分本身的數學模型特征，適時講解建模方法,使醫學生體會到所學過的數學原理或方法的應用.在學習了極限連續后,即可介紹蛛網模型以及細菌繁殖模型；學習了定積分可介紹人口統計模型；而微分方程,作為動力機制的數學模型，應作為建模重點.可著重介紹諸如糖尿病診斷模型、腫瘤生長模型、靜脈滴注給藥的一室模型、捕食系統的Volterra方程、傳染病模型等.每個知識點可給學生選配相應的題目讓學生分組討論研究,創建模型,這樣既鞏固了同學們所學的知識,達到學以致用的目的,又提高了應用數學知識分析和解決實際問題的能力，培養了醫學學生的數學素質的同時又響應了高等院校的創新人才[7]培養的號召.

3 結束語

良好的數學素質促成一個人本質地看問題，如果概括只掌握事物的共同點，那么抽象則是掌握了事物的本質.醫學教學中高等數學課程就具有高度的概括性和抽象性.通過數學可以有效的培養人們抽象意識，也就是從本質上看問題.對醫學生來說，即是不迷信盲從，尊重事實和講究邏輯，培養實事求是的醫學科學精神，提高思維的批判性，激勵發現真理的進取心，探幽揭奧，揭示表面所掩蓋的本質規律，特別是碰到一些疑難的臨床醫學問題，能深入思考且具有解決問題的信心和決心.同時，這種意識還使人的思維具條理性，使知識便于記憶，這一點對于21世紀這個醫療信息時代來說，也具有非常現實的意義.一個具有良好數學素質的人，必是一個頭腦冷靜，思維嚴謹，做事干練的人.一個具有良好數學素質的人，總是善于從客觀實際概括出事物共同的特征和規律，對具體情況作具體分析.這樣的特質正是當前醫療環境中一個優秀醫生所應具備的.

〔1〕安國斌,李淑霞.醫用高等數學教學改革初探[J].華北煤炭醫學院學報,2009.381.

〔2〕劉濤,張稹.醫學數學素質教育的思考[J].西北醫學教育,2003,11(1):7.

〔3〕謝安邦.中國高等教育進展2003[M].上海:華東師范大學出版社,2005.

〔4〕劉春燕.淺析學生數學素質的五個層面[J].大同醫學專科學校學報,2004,1(1):51.

〔5〕張奠宙.數學教育經緯:張奠宙自選集[M].南京:江蘇教育出版社,2003.

〔6〕曹博，程志，曹德品，等.PBL教學模式在醫學教學改革中的應用[J].中國高等醫學教育，2007(7)：1-2.

〔7〕金松玲.試論創新型人才培養和醫學院校的數學教育[J].西北醫學教,2007,15(7):895.

G645

A

1673-260X（2012）08-0177-02

瀘州醫學院教改項目（0310055）