CAI技術(shù)在大學(xué)醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

丁丹 王曉娜 靳瑞霞

摘 要： 目前，CAI（Computer Assited Instruction）技術(shù)已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于大學(xué)教學(xué)的各個(gè)層面。本文依托新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)類(lèi)課程設(shè)置的實(shí)踐和研究，一方面，深入探討了如何運(yùn)用CAI教學(xué)手段引導(dǎo)醫(yī)學(xué)生在數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)中做到有序觀察、深入學(xué)習(xí)，并能在醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)中學(xué)以致用，突出其學(xué)習(xí)主體地位。另一方面，深入研究了怎樣運(yùn)用CAI教學(xué)手段幫助教師激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氛圍，在有限的時(shí)間內(nèi)充分傳授知識(shí)，推動(dòng)醫(yī)學(xué)院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞： CAI技術(shù) 醫(yī)學(xué)院校 數(shù)學(xué)類(lèi)課程 課堂教學(xué)

一、引言

數(shù)學(xué)類(lèi)課程教學(xué)在醫(yī)學(xué)院校課程教學(xué)中占有非常重要的地位，由于醫(yī)學(xué)院校與普通院校不同的學(xué)科專(zhuān)業(yè)性質(zhì)，對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)要求不同，因此培養(yǎng)目標(biāo)也大相徑庭。新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院是以醫(yī)學(xué)類(lèi)學(xué)科為主，工學(xué)、管理學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的教學(xué)、實(shí)踐、研究型大學(xué)。鑒于學(xué)習(xí)目的不同，現(xiàn)將普通理工科類(lèi)院校和醫(yī)學(xué)院校開(kāi)設(shè)的數(shù)學(xué)課程的學(xué)時(shí)安排，作以下簡(jiǎn)單比較。

基于以上數(shù)學(xué)課程在醫(yī)學(xué)院校開(kāi)設(shè)的實(shí)際情況，本文結(jié)合新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院數(shù)學(xué)部老師長(zhǎng)時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐與探索，對(duì)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行了如下剖析。

1.基礎(chǔ)學(xué)科學(xué)習(xí)需求：對(duì)于醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)可以為自身提供必備的數(shù)學(xué)素質(zhì)。

2.專(zhuān)業(yè)學(xué)科學(xué)習(xí)需求：為研究醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題和生命現(xiàn)象提供數(shù)學(xué)思想和方法。

通過(guò)圖表的直觀顯示和學(xué)生學(xué)習(xí)需求的分析，可以發(fā)現(xiàn)如何在有效的時(shí)間里完成相同的教學(xué)任務(wù)，以及如何針對(duì)醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)，對(duì)于醫(yī)學(xué)類(lèi)院校的老師來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，本文深入研究如何基于CAI技術(shù)在大學(xué)教學(xué)中的廣泛深入，改革醫(yī)學(xué)院校數(shù)學(xué)類(lèi)課程的課堂教學(xué)，達(dá)到通過(guò)應(yīng)用CAI技術(shù)，一方面讓學(xué)生充分感知教材，另一方面充分發(fā)揮CAI技術(shù)教學(xué)的靈活性和交互性，豐富醫(yī)學(xué)生的想象力，提高醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

二、數(shù)學(xué)課程教學(xué)的CAI技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

隨著人們對(duì)現(xiàn)代教育技術(shù)的重視，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，也要求教師必須融入新的元素，將CAI技術(shù)教學(xué)和傳統(tǒng)的教學(xué)手段相融合，通過(guò)CAI技術(shù)教學(xué)，進(jìn)一步拓展和深化大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式。實(shí)踐表明，在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入CAI技術(shù)教學(xué)手段有以下優(yōu)勢(shì)。

1.CAI技術(shù)和計(jì)算機(jī)組成的現(xiàn)代教學(xué)手段，能夠?yàn)榇髮W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提供較理想的教學(xué)環(huán)境，從而對(duì)其教育教學(xué)過(guò)程產(chǎn)生深刻的影響。

2.可以使原本抽象難于理解的知識(shí)點(diǎn)，以圖文聲及具體的影像，很直觀地展現(xiàn)在學(xué)生眼前，便于學(xué)生理解和接受。

醫(yī)學(xué)院校作為高等院校的組成部分，數(shù)學(xué)類(lèi)相關(guān)課程的教學(xué)改革迫在眉睫。基于此，本文借鑒各高校數(shù)學(xué)教學(xué)的CAI技術(shù)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，探討CAI技術(shù)在醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)課堂上的應(yīng)用。

三、CAI技術(shù)在醫(yī)學(xué)院校數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐

對(duì)于醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，其數(shù)學(xué)類(lèi)課程課時(shí)量比綜合類(lèi)院校將近減少一半，但是內(nèi)容卻是一樣的。倘若僅僅依靠傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即便教師能夠完成教學(xué)進(jìn)度，對(duì)于學(xué)生的理解能力和消化能力也是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。因此，需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，將現(xiàn)代化的教學(xué)手段應(yīng)用到教學(xué)中，達(dá)到順利完成教學(xué)任務(wù)的目的。

1.實(shí)踐一：CAI技術(shù)教學(xué)在《醫(yī)用高等數(shù)學(xué)》課堂上的應(yīng)用

《醫(yī)用高等數(shù)學(xué)》是專(zhuān)門(mén)為醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)中的臨床醫(yī)學(xué)和護(hù)理專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的數(shù)學(xué)類(lèi)基礎(chǔ)課程。它為醫(yī)學(xué)院校學(xué)生提供了必備的數(shù)學(xué)素質(zhì)教育，同時(shí)為研究醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題和生命現(xiàn)象的數(shù)量規(guī)律提供了重要的數(shù)學(xué)研究方法。在《醫(yī)用高等數(shù)學(xué)》課堂上運(yùn)用CAI技術(shù)教學(xué)手段，可以引導(dǎo)學(xué)生有序觀察，“觀察”是學(xué)生獲取知識(shí)的重要途徑。運(yùn)用CAI技術(shù)教學(xué)手段，可以將數(shù)學(xué)課本中的文字、圖形及抽象的數(shù)學(xué)思想有機(jī)結(jié)合在一起，能夠打開(kāi)學(xué)生感官的窗口、思維的閥門(mén)，使學(xué)生充分的觀察，進(jìn)而引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)知識(shí)、學(xué)習(xí)知識(shí)。

例如在教學(xué)生“定積分的概念”時(shí)，首先提出這樣一個(gè)問(wèn)題：“如何求曲邊梯形的面積？”若是按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，則學(xué)生很難理解。而結(jié)合CAI技術(shù)教學(xué)，可以先在屏幕上給出一個(gè)曲邊梯形，讓學(xué)生對(duì)照著圖形思考，怎樣求曲邊梯形的面積。教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生回憶劉徽在求圓的面積時(shí)用到的近似逼近的思想，結(jié)合圖片引導(dǎo)學(xué)生利用這一思想，用正多邊形逼近圓的面積。在此基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生發(fā)出設(shè)問(wèn)：求曲邊梯形的面積是否可以用相近的思想？結(jié)合著動(dòng)畫(huà)，在曲邊梯形的內(nèi)部插入若干個(gè)小矩形。學(xué)生隨著動(dòng)畫(huà)的演示會(huì)發(fā)現(xiàn)：隨著小矩形的增多，曲邊梯形的面積與小矩形的面積越來(lái)越接近，最終可以看成是近似相等，這樣就可以求出曲邊梯形的面積。通過(guò)教師的引導(dǎo)和CAI技術(shù)教學(xué)具體形象直觀的演示，可以幫助學(xué)生理解曲邊梯形近似逼近的思想，使抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言與形象具體的動(dòng)畫(huà)相結(jié)合，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛。

2.實(shí)踐二：CAI技術(shù)在《高等數(shù)學(xué)》課堂上的應(yīng)用

《高等數(shù)學(xué)》是培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)能力和思維能力的重要課程，在自然科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

蘇霍姆林斯基曾說(shuō)：“培養(yǎng)學(xué)習(xí)的興趣是推進(jìn)學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜認(rèn)識(shí)活動(dòng)的重要?jiǎng)恿??！庇纱丝磥?lái)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣直接關(guān)系教學(xué)的效果。因此，在《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)中，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可在教學(xué)中借助CAI技術(shù)教學(xué)的優(yōu)越性，將復(fù)雜的過(guò)程或語(yǔ)言以簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)方式清晰地展現(xiàn)出來(lái)，使原本枯燥的知識(shí)變得形象、直觀、多彩。

例如在講解“二重積分的概念”時(shí)，通過(guò)求解曲頂柱體的體積引申出二重積分。由于曲頂柱體是一個(gè)立體圖形，在求解其體積時(shí)，要將這個(gè)立體圖形用曲線網(wǎng)把定義域分成若干小區(qū)域。倘若直接給學(xué)生講述用小平頂柱體的體積近似代替小曲頂柱體的體積，只有很少一部分空間想象力豐富的學(xué)生會(huì)在腦海中產(chǎn)生清晰的空間立體畫(huà)面，而大部分學(xué)生會(huì)感覺(jué)茫然，不知道這個(gè)曲頂柱體到底是什么樣的，更不知道怎么樣用曲線網(wǎng)將其分割成若干區(qū)域。而借助CAI技術(shù)的教學(xué)手段，不僅可以形象直觀地給學(xué)生展示清晰的空間立體圖形，還會(huì)拓展他們的空間想象能力，讓學(xué)生對(duì)于立體圖形的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，為以后更深層次學(xué)習(xí)立體圖形打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.實(shí)踐三：CAI技術(shù)在《線性代數(shù)》課堂上的應(yīng)用

《線性代數(shù)》是討論矩陣?yán)碚?、與矩陣結(jié)合的有限維向量空間及其線性變換理論的一門(mén)學(xué)科，在數(shù)學(xué)、力學(xué)和技術(shù)學(xué)科中有重要的應(yīng)用，是醫(yī)學(xué)類(lèi)院校中醫(yī)工、公管等專(zhuān)業(yè)的重要課程之一。在《線性代數(shù)》課堂上運(yùn)用CAI技術(shù)的教學(xué)手段，可以達(dá)到充分傳授知識(shí)的目的。

例如在講解“克拉默法則”時(shí)，由于這一法則是利用行列式求解含有n個(gè)未知數(shù)的n個(gè)線性方程的方程組，計(jì)算量比較大。在課堂教學(xué)中，倘若僅僅依靠板書(shū)講解，書(shū)寫(xiě)行列式就占用很多時(shí)間，學(xué)生也極易感覺(jué)厭煩，從而導(dǎo)致講授效果不盡如人意。反之，如果借助CAI技術(shù)的教學(xué)手段，就可以根據(jù)教學(xué)大綱、教材的重難點(diǎn)，在講授過(guò)程中采用Powerpoint等演示軟件，將行列式及演算步驟隨著教師的講解逐行逐列顯示在屏幕上，還可以對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)注。一方面，可以減少上課板書(shū)的時(shí)間，加大教學(xué)內(nèi)容的傳授。另一方面，可以更加形象地展示行列式的計(jì)算，讓學(xué)生一目了然，更重要的是便于學(xué)生記錄筆記，使其做好課后復(fù)習(xí)。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)課堂中融入CAI技術(shù)教學(xué)手段，在教與學(xué)的環(huán)節(jié)，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，自主選擇學(xué)習(xí)方式，從而由傳統(tǒng)的“被動(dòng)”學(xué)習(xí)變成積極“主動(dòng)”學(xué)習(xí)，成為知識(shí)處理的決策者。而且在教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生可以通過(guò)提問(wèn)、課堂反映等方式向教師反饋信息，教師可以利用CAI技術(shù)快速調(diào)出信息資料，靈活地運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，通過(guò)演示、討論、咨詢(xún)等方式，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的解答。這樣既保證了教學(xué)過(guò)程的順利進(jìn)行，又使教師和學(xué)生拉近了距離，加強(qiáng)了兩者之間的溝通和交流。這樣改變了傳統(tǒng)教學(xué)中粉筆加黑板的單一、枯燥的表現(xiàn)形式，能將抽象、陌生的知識(shí)形象化、具體化，給學(xué)生留下深刻的印象，從而更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

綜上所述，CAI技術(shù)在醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中有許多方面是傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此我們應(yīng)該以CAI技術(shù)促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)的改革，全面優(yōu)化醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，全面發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高課堂教學(xué)效率。

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