基于醫學生創新能力培養的高等數學教學改革探索

陳 慧，蔡奇慧，陳 娟，謝宗真，吳 靜*

（1.南京醫科大學生物醫學工程與信息學院 江蘇 南京 211166；2.南京醫科大學附屬兒童醫院 江蘇 南京 210008）

1 基于創新能力培養的高等數學教學改革的必要性

當今社會，隨著科技的不斷發展以及社會競爭的日益激烈，學生需要具備更強的創新能力才能在職業生涯中脫穎而出。而隨著健康中國戰略的全面推進與實施，我國社會對醫藥創新創業型人才的需求不斷增加，加強醫學生創新思維能力的培養越發顯得重要且緊迫。如何加強與完善醫學生的創新教育，是值得各醫學教育工作者深思的問題。

高等數學作為一門重要的基礎學科，是理工科學生的必修課程。數學具有理論性強、應用性廣等特征，能夠培養學生嚴謹的思維和分析問題、解決問題的能力，學習高等數學是啟迪人的智慧與潛力，激發人的能動性與創造精神的最好手段[1]。培養學生的創新能力是高等數學教學的重要任務。由于數學課程具有較強的理論性，學生在學習過程中容易產生畏難情緒，如何在數學課程教學中提高學生的創新思維能力，值得深思。

2 醫學院校高等數學教學存在的問題

2.1 教學課時與教學內容不匹配

2.2 教學方法過于傳統

在高等數學教學中，以教師講授定義定理習題為主，形式單一并且內容相對枯燥，學生只能被動地接受晦澀難解的理論知識，不利于培養學生的思考與創新能力[2]。醫學院校更因課時限制，教師多采用電子教學，從而達到節省板書時間的目的。同時，學生普遍都是從剛進大學就開始學習高等數學課程，無論是課程內容、上課形式，還是班級師生比例，均與高中有極大的不同，導致學生產生厭學情緒，因而難以提升學生的創新思維能力。

2.3 學生對高等數學缺乏興趣

與其他理工學科不同，數學的學習更為抽象，并且邏輯推理嚴謹，學生在學習過程中易感覺枯燥復雜，學習積極性不高。另外，醫學院校的學生所學專業大多與“醫”相關，即使有的學生熱愛學習數學，也僅限于課堂學習，課后沒有投入大量時間進行鉆研學習；同時，部分學生忽視數學在其今后工作、學習中的作用，學習目標在于應付考試，致使在后續醫學統計學等課程的學習中存在很大的困難[3]。

3 基于醫學生創新能力培養的高等數學教學改進措施

由于課時和教學內容的限制，大多數醫學生的數學基礎薄弱；但醫學生具有較強的動手意識，并且善于鉆研，只要方法合適，便能激發學生的學習積極性。在高等數學教學中，創新教學方法包括以下幾方面：

3.1 優化教學內容

3.1.1 刪減部分教學內容

作為醫學生的必修通識課，高等數學課程學習的主要目的是將所學知識應用于今后的專業學習中，側重應用。因此，教師在備課時，可根據醫學生的專業特點，適當刪減與醫學無關的教學內容，增加更多與醫學相關的實用性、創新性的案例教學內容，并且組織學生進行討論，從而達到培養學生創新思維能力的目的。針對課時不足的情況，教師可以將一些較難理解的知識點錄制成微課視頻，既節約課堂教學時間，又方便學生課后復習，達到事半功倍的效果。

3.1.2 分模塊式教學

醫學院校雖然專業不如綜合院校多，但是不同專業的學生對高等數學課程的需求仍舊存在明顯差異，因此即使在醫學院校，高等數學課程仍需采取分模塊的教學方式。第一個模塊是針對生物醫學工程、生物信息等醫工結合相關專業，這些專業對數學需求較高，后續許多專業課程都與高等數學息息相關，所以課時設置應最多，授課內容也應最全面；第二個模塊是針對公共衛生事業管理以及藥學等專業，其對數學知識的內容需求也較為全面，但難度要求不高，達到通識課程的要求即可；第三個模塊是針對臨床醫學等專業，高等數學課程主要是為培養學生的邏輯思維能力服務，內容相對較少；第四個模塊是針對醫檢、衛檢等專業，授課內容最少，課程難度也最為簡單，課時設置也應該最少。分模塊教學使教師在上課的時候更有針對性，不同的專業增加不同的相關教學案例，既讓學生意識到數學有廣泛的實際作用，又為后續課程的學習打好基礎。

3.1.3 開設數學建模課程以及數學實驗課作為選修課

家庭教育問題往往是 “于細微處見精神”，需要年輕父母對問題能明察秋毫并防微杜漸。但不同個性的家長，對家庭教育問題的覺察力有較大的差異。比如，情緒型性格的年輕父母，處理事情習慣“大大咧咧”且容易被情緒左右，對孩子的照管和教育情緒化嚴重，常常出現粗枝大葉不細心的毛病，對細節的敏感度和關注度不夠，遇事急躁不冷靜，他們容易忽略孩子和家庭生活中的很多問題。而理智型性格的年輕父母，又可能出現過度關注，過度敏感，導致對家庭教育問題的覺察不客觀。

高等數學教學的根本目的是培養學生的數學核心素養，并最終將之應用于實際[4]。除此以外，高等數學課程對其他醫學課程有輔助作用，但因課時限制，內容寬泛等原因，實用效果不佳。與高等數學課程不同，數學建模是利用數學方法來解決實際問題的課程。提出問題后，教師應引導學生查閱和學習相關文獻資料，然后學生之間通過討論合作，完成對問題的解答。數學建模培養了學生主動探索知識的能力、團結協作的精神，更培養了學生從事科研工作的初步能力。數學建模課程已經在大學教育中逐步開展，并且諸多高校也已將數學建模與教學改革相結合，努力探索更有效的數學建模教學方法。在醫學院校開設數學建模選修課程以及相應的數學實驗課，也是非常有必要的。在數學建模理論課上，學生學習數學建模基本方法；在數學實驗課上，學生學習數學軟件（如Matlab）的基礎知識和操作；最后學生通過數學建模方法并利用數學軟件解決實際問題，從而增強學生對數學學科實用性的認識，改變學生對數學是一門純理論學科的刻板印象。在課程結束后，教師再通過組織學生參加數學建模競賽，進一步提高學生解決實際問題的創新思維能力。

3.2 引導學生自主學習，改進教學方法

3.2.1 引導學生自主學習

學習過程中最好的老師是學生自己的興趣，如何提升學生在學習過程中的興趣，引導學生自主學習，才是培養學生創新思維能力的關鍵。另外，學生只有意識到高等數學的實用性與重要性，才能提高學習的積極性與自覺性。因此，在教學過程中，教師應該有意識地將高等數學與案例相結合，使學生感受到學習高等數學的重要性[5]。與此同時，教師可以通過提出開放性問題，將其設置成附加作業等各種方式，引導學生課后自主查閱相關文獻解決問題，激發學生的學習興趣，從而達到鍛煉學生思考能力和創新能力的目的。

3.2.2 采用新媒體教學，線上線下教學相融合

隨著信息化的普及，我國從2013 年開始推廣線上慕課建設，將其作為線下教學的良好補充。近些年，全國各大高校也陸續采用了各種線上學習系統作為線上教學的輔助工具。線上教學與線下教學絕不應該是兩種獨立的授課方式，而是應該將線上教學作為一種新型手段，從新的角度來輔助線下教學，激發學生的學習興趣，引導學生對已學知識進行鞏固，進而實現學生數學素養的提升。

3.2.3 運用PBL 教學模式

PBL教學模式是指在教學過程中以學生小組討論為主的教學模式。通過運用PBL 教學模式，在高等數學課程或者數學建模課程中，教師給出合適的數學問題，引導學生進行小組交流討論，進而解答問題。尤其對一些涉及發散思維、開放性強的理論性知識，采用討論和交流的形式，激發學生的學習自主性[6]。與傳統教學模式的教師為主、學生為輔不同，在PBL教學模式中，教師應居于輔助地位，學生是教學主體，學生通過參與到課堂教學中，調動了自身學習積極性，化被動學習為主動學習，開拓了學生的創新思維能力。

4 培養學生創新能力的實踐策略

除教學內容和教學方法的優化外，在高等數學教學中，為有效地培養學生的創新思維能力，教師還需要采取一些實踐策略。

建立多元化的學習環境。學習環境對于培養學生的創新能力至關重要。教師應該創建一個多元化的學習環境，包括實驗室、圖書館、網絡資源等，讓學生可以充分利用這些資源進行自主學習和創新探索。

提供多元化的學習資源。自主學習是培養學生創新能力的關鍵。為充分引導學生自主學習，教師應提供多種形式的課后學習資源，包括書籍、視頻、模擬軟件以及適合自學的慕課等，學生依據自己的興趣進行學習，充分利用課后時間，培養自身的自主學習能力。

關注學生的個性化需求。教師在采取分模塊教學的同時，也應該注意相同專業內不同學生的個性化需求，實現因材施教。實踐證明，教師根據不同學生的認知水平、學習風格和興趣愛好提供有針對性的教學，可以有效提升課堂教學質量，提高學生的創新能力。

鼓勵學生進行科研活動。參加數學建模競賽不僅可以訓練學生快速獲取資料和掌握新知識的能力，還能初步培養學生的科研能力。教師應積極組織學生參加數學建模競賽，進一步引導學生開展科研活動、參加科研競賽等，讓學生在實踐中掌握高等數學知識，提高學生的創新能力。

提高教師的創新教育能力。學生的創新能力需要教師的創新教學來培養。當今社會高速發展，對教師的創新教育能力提出了更高的要求。教師應該不斷提高自身的創新教育能力，一方面積極探索新的教學方法和教學手段，通過參加教育培訓、開展教學研究等提高自己的創新能力和教學水平，另一方面不斷學習新的知識，增強自身的科研能力，用科研帶動教學，為學生的創新能力培養提供更好的支持。

5 結語

高等數學是一門重要的學科，對學生的創新能力培養具有重要作用。在高等數學教學中，教師不能故步自封，而應該與時俱進，通過引入恰當的數學案例來達到優化教學內容與改進教學方法的目的。同時豐富外部資源與提升自身的教學科研能力，多方位、多角度培養學生的創新能力，為學生的未來發展奠定堅實的基礎。