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问题教学法在《医用高等数学》教学中的实践初探

首席医学网      2010年12月29日 12:11:00 Wednesday  
 
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作者:赵 娜 张喜红    作者单位:(长治医学院 数学教研室 长治046000)

【摘要】  探讨问题教学法在《医用高等数学》教学中的应用。问题教学法具有较强的理论依据,可以有效激发学生的学习兴趣,提高课堂效率,变被动学习为主动进取,在掌握理论知识的同时大大提高学生应用数学理论解决实际问题的能力以及创新能力,给出一个教学实例说明问题教学法的实施方法并强调在实施过程中的注意事项。

【关键词】  问题教学法; 医用高等数学; 学习兴趣

 1 医用高等数学的重要性和教学困难

  马克思曾经指出:“一门科学只有成功地应用了数学时,才算达到真正完整的地步”。从某种意义而言,数学是一切自然科学开展研究的基础。随着医学科研突飞猛进,生命科学领域的研究也不断地由定性向定量转化,朝着数学化的方向迈进,高等数学在医药学中的地位和作用越显重要。

  高等医药院校开设高等数学课,旨在增加学生的数学知识,培养学生的逻辑思维能力以及运用数学方法分析、解决医药科学中实际问题的能力,为学习某些医学课程打好必要的数学基础,为今后的医药科研、工作实践奠定基础。但由于教材上大多例子与医药科学联系较少,加上高等数学的抽象性和逻辑性使许多学生对它望而却步,提不起学习兴趣,产生了老师背着沉重的教学负担奋力教学,想尽各种办法,但学生仍是敷衍了事,妨碍了其他各相关专业的学习,更谈不上数学能力的培养。

  如何培养学生的学习兴趣,提高学习效率,增强数学能力,是每个高等数学教师都面临的急需解决的问题。这个问题牵涉到方方面面,但从教师自身来说,重视高等数学与医药学的紧密联系,采用问题教学法,是可以在一定程度上解决上述问题的。

  问题教学法是教师通过备课将教材的知识点设计成各种问题,激发学生的学习兴趣,学生通过阅读教材、收集资料、分组讨论、动手实验等教学形式来深刻理解、掌握知识,进而不断提高学生分析、判断、综合、运用以及创新能力。

  2 问题教学法的理论依据

  2.1 动机、兴趣及其对学习的作用

  动机是由需要所推动的、达到一定目的的行为。动机具有激起、调节、维持和停止行为的作用。人们的一切活动总是从一定的动机出发,指向一定的目的。因此,人的动机与目的有着密切的联系,动机推动人们去实现目的。动机的表现之一就是学习兴趣,它是学习的一种内部动机,是同人们愉快情绪相联系的积极探索某种事物的认识倾向。学习动机,学习兴趣提高学习成效作用主要表现在:①激起作用,即促使学习者尽快地进入学习状态;② 指向作用,使学生全部精力集中于学习课题上而远离其他事物;③ 维持作用,让学生把饱满的热情倾注在学习活动上,使其学习活动有一定的紧张度,且能维持足够长的时间。

  2.2 医用高等数学的特点与学习动机

  抽象性和逻辑性是医用高等数学的特点,但不是全部,实际上,医用高等数学具有二重性,“冰冷的美丽和火热的思考”。 荷兰数学家Freudenthal说过:“没有一种数学思想以它被发现时的那个样子发表出来,一个问题被解决以后,相应地发展成一种形式化的技巧,结果使得火热的思考变成冰冷的美丽”。如果我们的教学能够把医用高等数学的另一面“火热的思考”展现给学生,一定会大大激发学生的学习兴趣并化作学习动机促进学生的学习。思考的是什么呢?当然是与医药学相关的数学问题,把隐藏在冰冷后面的数学思想呈现出来,这样医用高等数学将会是多姿多彩的,学习也将是引人入胜的。

  3 问题教学法在《医用高等数学》教学中的实施实例

  我们通过对比试验,针对09级临床专业大一新生,随机选取一个阶梯教室(5个班,200人左右)作为问题教学法的实施对象,其余学生按原来教学方法讲授作为对照组,结果发现,采用问题教学法的学生明显比按原来教学方法的学生具有较高的学习兴趣,学习能力明显增强,成绩提高较快。下面以第五章——微分方程基础的教学为例。

  《医科高等数学》第五章——微分方程基础,3周9课时,旨在使学生掌握微分方程的基本解法,会解诸如可分离变量微分方程、一阶线性微分方程、二阶线性微分方程及可降阶高阶微分方程等简单微分方程,了解微分方程在医学领域中的应用并善于将医药学予以量化,建立医学数学模型,正确应用微分方程来解决医学中的简单问题。讲授本章时正值甲型H1N1流感在全世界蔓延,甲型H1N1流感为急性呼吸道传染病,建立传染病的数学模型来描述传染病的传播过程,分析受感染人数的变化规律,预报传染病高潮的到来等等对于控制传染病有着重大意义。以此为问题激发学生的学习兴趣,讲授“无移除的简单传染病学模型”(可分离变量的微分方程),并通过布置作业一步一步引导学生:①收集甲型H1N1流感的病理知识(传播途径、病毒特征、流感病毒类型)以及相关数据;②以宿舍为单位,根据收集的资料建立甲型H1N1流感的传染病模型(参考2003年大学生数学建模竞赛试题1),3周后讨论。3周后的讨论,学生各抒己见,收回作业30份,从中可以看到学生一方面自主学习了大量有关传染病模型的知识,例如SIS模型(病人被治愈后变成健康者,健康者还可以被感染再变成病人),SIR模型(病人被治愈后有较强抗体,既非易感染者,也非已感染者,退出传染系统),并能结合甲型H1N1流感病毒的病理知识以及现实生活中政府所采取的各项措施给出合理假设,建立模型,虽然不精确,但仍倍感欣慰;另一方面,学生对于微分方程的基本解法能够灵活掌握,融会贯通,在本章的单元小测中全体成绩优秀。

  4 问题教学法在《医用高等数学》教学中实施的注意事项

  4.1 紧密联系医药学,适当提出问题

  设计的数学问题要源于现实贴近实际,紧密联系医药学,可以开发学生专业科研的潜力,培养科研能力,为学生将来的专业发展打下良好的基础,也就是说应具有3个特点:①可接受性;② 障碍性;③探究性。学生不能按照某个模式去解决,但通过自己的努力或在他人的帮助下,最终能解决的问题。

  4.2 充分发挥学生的主体作用,更新考核评价体系

  在教学过程中要充分发挥学生的主体作用,充分相信学生,把主动权交给学生,由学生作为主体共同分析探讨解决问题的方法,充分发挥学生的创造力。传统的考核方式单一,带来的结果就是应试教育的产物,更新考核方式,采用考试与平时表现相结合:考试主要考察学生对于基本理论知识的掌握情况,平时表现则通过课堂表现以及作业的形式,并在教学过程中对于学生哪怕很小的创新点都要给予充分的肯定与鼓励,增强其自信心。

  5 结束语

  问题教学法一方面有效激发了学生的求知欲望与探究心理,提高了课堂效率,使其变被动学习为主动进取,变记忆学习为认识学习,真正做到“授人于鱼”的同时“授人于渔”,在掌握理论知识的同时大大提高了学生应用数学理论解决实际问题、自我获取知识再学习的能力以及创新能力,更加契合大学生的培养目标;另一方面有利于加强学生的人际交往能力,语言表达能力,增强师生间的合作以及学生间的相互分享学习成果的优秀行为。

【参考文献】
   1 张选群.医用高等数学. 第5版.北京:人民卫生出版社,2008.

  2 姜房源,金星,叶俊.数学模型.第3版.北京:高等教育出版社,2003.

  3 张霞,张庚家.用问题激发学生学习高等数学兴趣的研究.大学数学,2006,4:23~25.

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