基于醫(yī)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革探索

陳 慧，蔡奇慧，陳 娟，謝宗真，吳 靜*

（1.南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院 江蘇 南京 211166；2.南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院 江蘇 南京 210008）

1 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的必要性

當(dāng)今社會(huì)，隨著科技的不斷發(fā)展以及社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，學(xué)生需要具備更強(qiáng)的創(chuàng)新能力才能在職業(yè)生涯中脫穎而出。而隨著健康中國(guó)戰(zhàn)略的全面推進(jìn)與實(shí)施，我國(guó)社會(huì)對(duì)醫(yī)藥創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的需求不斷增加，加強(qiáng)醫(yī)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)越發(fā)顯得重要且緊迫。如何加強(qiáng)與完善醫(yī)學(xué)生的創(chuàng)新教育，是值得各醫(yī)學(xué)教育工作者深思的問題。

高等數(shù)學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是理工科學(xué)生的必修課程。數(shù)學(xué)具有理論性強(qiáng)、應(yīng)用性廣等特征，能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和分析問題、解決問題的能力，學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)是啟迪人的智慧與潛力，激發(fā)人的能動(dòng)性與創(chuàng)造精神的最好手段[1]。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是高等數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)。由于數(shù)學(xué)課程具有較強(qiáng)的理論性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生畏難情緒，如何在數(shù)學(xué)課程教學(xué)中提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，值得深思。

2 醫(yī)學(xué)院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)存在的問題

2.1 教學(xué)課時(shí)與教學(xué)內(nèi)容不匹配

2.2 教學(xué)方法過(guò)于傳統(tǒng)

在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，以教師講授定義定理習(xí)題為主，形式單一并且內(nèi)容相對(duì)枯燥，學(xué)生只能被動(dòng)地接受晦澀難解的理論知識(shí)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的思考與創(chuàng)新能力[2]。醫(yī)學(xué)院校更因課時(shí)限制，教師多采用電子教學(xué)，從而達(dá)到節(jié)省板書時(shí)間的目的。同時(shí)，學(xué)生普遍都是從剛進(jìn)大學(xué)就開始學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)課程，無(wú)論是課程內(nèi)容、上課形式，還是班級(jí)師生比例，均與高中有極大的不同，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，因而難以提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2.3 學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)缺乏興趣

與其他理工學(xué)科不同，數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)更為抽象，并且邏輯推理嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中易感覺枯燥復(fù)雜，學(xué)習(xí)積極性不高。另外，醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生所學(xué)專業(yè)大多與“醫(yī)”相關(guān)，即使有的學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，也僅限于課堂學(xué)習(xí)，課后沒有投入大量時(shí)間進(jìn)行鉆研學(xué)習(xí)；同時(shí)，部分學(xué)生忽視數(shù)學(xué)在其今后工作、學(xué)習(xí)中的作用，學(xué)習(xí)目標(biāo)在于應(yīng)付考試，致使在后續(xù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)等課程的學(xué)習(xí)中存在很大的困難[3]。

3 基于醫(yī)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改進(jìn)措施

由于課時(shí)和教學(xué)內(nèi)容的限制，大多數(shù)醫(yī)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱；但醫(yī)學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手意識(shí)，并且善于鉆研，只要方法合適，便能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，創(chuàng)新教學(xué)方法包括以下幾方面：

3.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

3.1.1 刪減部分教學(xué)內(nèi)容

作為醫(yī)學(xué)生的必修通識(shí)課，高等數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)的主要目的是將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于今后的專業(yè)學(xué)習(xí)中，側(cè)重應(yīng)用。因此，教師在備課時(shí)，可根據(jù)醫(yī)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，適當(dāng)刪減與醫(yī)學(xué)無(wú)關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，增加更多與醫(yī)學(xué)相關(guān)的實(shí)用性、創(chuàng)新性的案例教學(xué)內(nèi)容，并且組織學(xué)生進(jìn)行討論，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的目的。針對(duì)課時(shí)不足的情況，教師可以將一些較難理解的知識(shí)點(diǎn)錄制成微課視頻，既節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，又方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)，達(dá)到事半功倍的效果。

3.1.2 分模塊式教學(xué)

醫(yī)學(xué)院校雖然專業(yè)不如綜合院校多，但是不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)課程的需求仍舊存在明顯差異，因此即使在醫(yī)學(xué)院校，高等數(shù)學(xué)課程仍需采取分模塊的教學(xué)方式。第一個(gè)模塊是針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程、生物信息等醫(yī)工結(jié)合相關(guān)專業(yè)，這些專業(yè)對(duì)數(shù)學(xué)需求較高，后續(xù)許多專業(yè)課程都與高等數(shù)學(xué)息息相關(guān)，所以課時(shí)設(shè)置應(yīng)最多，授課內(nèi)容也應(yīng)最全面；第二個(gè)模塊是針對(duì)公共衛(wèi)生事業(yè)管理以及藥學(xué)等專業(yè)，其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)容需求也較為全面，但難度要求不高，達(dá)到通識(shí)課程的要求即可；第三個(gè)模塊是針對(duì)臨床醫(yī)學(xué)等專業(yè)，高等數(shù)學(xué)課程主要是為培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力服務(wù)，內(nèi)容相對(duì)較少；第四個(gè)模塊是針對(duì)醫(yī)檢、衛(wèi)檢等專業(yè)，授課內(nèi)容最少，課程難度也最為簡(jiǎn)單，課時(shí)設(shè)置也應(yīng)該最少。分模塊教學(xué)使教師在上課的時(shí)候更有針對(duì)性，不同的專業(yè)增加不同的相關(guān)教學(xué)案例，既讓學(xué)生意識(shí)到數(shù)學(xué)有廣泛的實(shí)際作用，又為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

3.1.3 開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程以及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課作為選修課

家庭教育問題往往是 “于細(xì)微處見精神”，需要年輕父母對(duì)問題能明察秋毫并防微杜漸。但不同個(gè)性的家長(zhǎng)，對(duì)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(xí)慣“大大咧咧”且容易被情緒左右，對(duì)孩子的照管和教育情緒化嚴(yán)重，常常出現(xiàn)粗枝大葉不細(xì)心的毛病，對(duì)細(xì)節(jié)的敏感度和關(guān)注度不夠，遇事急躁不冷靜，他們?nèi)菀缀雎院⒆雍图彝ド钪械暮芏鄦栴}。而理智型性格的年輕父母，又可能出現(xiàn)過(guò)度關(guān)注，過(guò)度敏感，導(dǎo)致對(duì)家庭教育問題的覺察不客觀。

高等數(shù)學(xué)教學(xué)的根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，并最終將之應(yīng)用于實(shí)際[4]。除此以外，高等數(shù)學(xué)課程對(duì)其他醫(yī)學(xué)課程有輔助作用，但因課時(shí)限制，內(nèi)容寬泛等原因，實(shí)用效果不佳。與高等數(shù)學(xué)課程不同，數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決實(shí)際問題的課程。提出問題后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生查閱和學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)資料，然后學(xué)生之間通過(guò)討論合作，完成對(duì)問題的解答。數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)的能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，更培養(yǎng)了學(xué)生從事科研工作的初步能力。數(shù)學(xué)建模課程已經(jīng)在大學(xué)教育中逐步開展，并且諸多高校也已將數(shù)學(xué)建模與教學(xué)改革相結(jié)合，努力探索更有效的數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法。在醫(yī)學(xué)院校開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課程以及相應(yīng)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，也是非常有必要的。在數(shù)學(xué)建模理論課上，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模基本方法；在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件（如Matlab）的基礎(chǔ)知識(shí)和操作；最后學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模方法并利用數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問題，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科實(shí)用性的認(rèn)識(shí)，改變學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)是一門純理論學(xué)科的刻板印象。在課程結(jié)束后，教師再通過(guò)組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，進(jìn)一步提高學(xué)生解決實(shí)際問題的創(chuàng)新思維能力。

3.2 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，改進(jìn)教學(xué)方法

3.2.1 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)過(guò)程中最好的老師是學(xué)生自己的興趣，如何提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，才是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的關(guān)鍵。另外，學(xué)生只有意識(shí)到高等數(shù)學(xué)的實(shí)用性與重要性，才能提高學(xué)習(xí)的積極性與自覺性。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該有意識(shí)地將高等數(shù)學(xué)與案例相結(jié)合，使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的重要性[5]。與此同時(shí)，教師可以通過(guò)提出開放性問題，將其設(shè)置成附加作業(yè)等各種方式，引導(dǎo)學(xué)生課后自主查閱相關(guān)文獻(xiàn)解決問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到鍛煉學(xué)生思考能力和創(chuàng)新能力的目的。

3.2.2 采用新媒體教學(xué)，線上線下教學(xué)相融合

隨著信息化的普及，我國(guó)從2013 年開始推廣線上慕課建設(shè)，將其作為線下教學(xué)的良好補(bǔ)充。近些年，全國(guó)各大高校也陸續(xù)采用了各種線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)作為線上教學(xué)的輔助工具。線上教學(xué)與線下教學(xué)絕不應(yīng)該是兩種獨(dú)立的授課方式，而是應(yīng)該將線上教學(xué)作為一種新型手段，從新的角度來(lái)輔助線下教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升。

3.2.3 運(yùn)用PBL 教學(xué)模式

PBL教學(xué)模式是指在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生小組討論為主的教學(xué)模式。通過(guò)運(yùn)用PBL 教學(xué)模式，在高等數(shù)學(xué)課程或者數(shù)學(xué)建模課程中，教師給出合適的數(shù)學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組交流討論，進(jìn)而解答問題。尤其對(duì)一些涉及發(fā)散思維、開放性強(qiáng)的理論性知識(shí)，采用討論和交流的形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性[6]。與傳統(tǒng)教學(xué)模式的教師為主、學(xué)生為輔不同，在PBL教學(xué)模式中，教師應(yīng)居于輔助地位，學(xué)生是教學(xué)主體，學(xué)生通過(guò)參與到課堂教學(xué)中，調(diào)動(dòng)了自身學(xué)習(xí)積極性，化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，開拓了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

4 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐策略

除教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的優(yōu)化外，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，為有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，教師還需要采取一些實(shí)踐策略。

建立多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要。教師應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，包括實(shí)驗(yàn)室、圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源等，讓學(xué)生可以充分利用這些資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新探索。

提供多元化的學(xué)習(xí)資源。自主學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。為充分引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師應(yīng)提供多種形式的課后學(xué)習(xí)資源，包括書籍、視頻、模擬軟件以及適合自學(xué)的慕課等，學(xué)生依據(jù)自己的興趣進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分利用課后時(shí)間，培養(yǎng)自身的自主學(xué)習(xí)能力。

關(guān)注學(xué)生的個(gè)性化需求。教師在采取分模塊教學(xué)的同時(shí)，也應(yīng)該注意相同專業(yè)內(nèi)不同學(xué)生的個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)因材施教。實(shí)踐證明，教師根據(jù)不同學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格和興趣愛好提供有針對(duì)性的教學(xué)，可以有效提升課堂教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科研活動(dòng)。參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽不僅可以訓(xùn)練學(xué)生快速獲取資料和掌握新知識(shí)的能力，還能初步培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。教師應(yīng)積極組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生開展科研活動(dòng)、參加科研競(jìng)賽等，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握高等數(shù)學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

提高教師的創(chuàng)新教育能力。學(xué)生的創(chuàng)新能力需要教師的創(chuàng)新教學(xué)來(lái)培養(yǎng)。當(dāng)今社會(huì)高速發(fā)展，對(duì)教師的創(chuàng)新教育能力提出了更高的要求。教師應(yīng)該不斷提高自身的創(chuàng)新教育能力，一方面積極探索新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，通過(guò)參加教育培訓(xùn)、開展教學(xué)研究等提高自己的創(chuàng)新能力和教學(xué)水平，另一方面不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)，增強(qiáng)自身的科研能力，用科研帶動(dòng)教學(xué)，為學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供更好的支持。

5 結(jié)語(yǔ)

高等數(shù)學(xué)是一門重要的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要作用。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師不能故步自封，而應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，通過(guò)引入恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)案例來(lái)達(dá)到優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與改進(jìn)教學(xué)方法的目的。同時(shí)豐富外部資源與提升自身的教學(xué)科研能力，多方位、多角度培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。