- 相關推薦
醫用高等數學教學中引入以數學模型為中心的方法初探論文
【摘要】 從醫學院校醫用高等數學教學的現狀及普遍存在的問題出發，提出了在醫用高等數學教學中引入以數學模型為中心的方法。數學知識的學習和應用都圍繞數學模型展開，可提高學生的學習興趣、綜合素質及應用數學知識分析問題、解決問題的能力。
【關鍵詞】 醫用高等數學; 數學模型; 教學
醫用高等數學是高等醫學院校開設的必修基礎課之一，是培養學生理性思維的重要載體。隨著生物技術和醫學科學的發展，數學在醫學研究中的應用日益廣泛，如生物信息學、基因表達與調控、流行病學、藥物動力學以及許多臨床學科等都有了比較深入的應用。醫學研究的很多課題也已經實現了從定性描述到定量研究的轉變，即使是比較復雜的生命系統和現象，研究者通過建立適當的數學模型，也可以對其內在關系和變化規律進行深入的探討。醫學生在后續課程的學習和工作中，也會涉及許多數學問題。因此如何改進教學方法，提高醫學生利用數學知識分析問題解決問題的能力，已成為教育工作者廣泛關注的問題，其中一個重要而有效的手段就是引入數學建模思想，在傳統教學內容中引進以數學模型為中心的教學模式。
1 醫學院校醫用高等數學教育現狀
醫學院校傳統的教學模式是生物醫學教學模式[1]，認為衡量學生能力主要以醫療技術和醫學科研能力作為標準，培養出來的學生只要能夠有足夠的經驗看病，實驗技術好就行了，忽視了數學在醫學中的作用。從目前來看，醫用高等數學的教學中存在一些問題：①從教學方法來看，一些醫學院校主要還是采用傳統的教學方法,教師講、學生聽，教師布置作業，學生完成任務，按部就班,忽視了學生各種能力的培養,這樣無法啟迪學生新的思維和創新精神,使教學處于一種被動的地位。②從教學的內容來看，主要是定義的敘述、定理的證明、計算方法等, 這種教學方式會使學生覺得數學晦澀難懂、枯燥無味,學習主動性不夠, 缺乏應用數學知識解決實際問題的意識和能力。③從學生的學習態度和對知識的掌握來看，多數學生學習沒有主動性，對醫用高等數學感到厭煩，認為數學與醫學無關，只要學好醫學課即可，單純的以考試及格為目的。傳統的教學內容和方法使數學與醫學嚴重脫節，使得學生在第一學期學完醫用高等數學后，就逐漸將其淡忘，造成在今后的醫學科研中定量分析思維方法的欠缺，從而極大的制約了醫學科研水平。即使是學生掌握了一定的數學知識，對于如何應用所學知識解決學習工作中遇到的問題，也成為醫學數學教學中一個很重要的問題。
2 醫用高等數學教學中引入以數學模型為中心方法的意義
數學模型可以描述為，對于現實世界的一個研究對象，為了一個特定的目的，根據對象的內在規律，做出必要的簡化假設，運用適當的數學工具，得到的一個數學結構。建立數學模型的全過程就稱為數學建模(包括表述、求解、解釋、檢驗等)[2]。數學建模是聯系理論數學和應用數學之間關系的一個橋梁。生物技術及醫學的發展已經不再是單學科和經驗技術就能解決的問題，許多醫學問題的解決需要跨學科交叉，需要培養復合型人才。在高等數學教學中引入數學建模思想可以做到學以致用，使學生認識到數學不是孤立學科，而是和其他學科緊密聯系、和實際問題緊密聯系的;學數學不只是學會運算和公式推理，更主要的是使學生知道數學有何用以及如何應用，在輕松愉快的氛圍中體會到數學的美麗與可愛，使原來的要學生學變成學生自己要學。從而不僅提高學生的數學素養，更主要的是提高了醫用高等數學的整體教學質量。
3 以數學模型為中心的方法在醫用高等數學教學中的應用
3.1 精選模型
所應用的數學模型要精選，具有簡潔性、針對性和趣味性。大部分醫學院校都是在大一時開設高等數學課程，學生掌握的數學知識有限，所以選取的模型應簡潔易懂，問題不要繁瑣、超出所學知識的范圍，以免打消學生學習的積極性。模型的選取要具有針對性，尤其是能夠體現醫學特色、與學生所學專業結合緊密的模型。使學生逐步認識到醫學專業開設數學不是為了研究數學而是通過學習數學學到科學的思維方法解決醫學問題，為醫學服務。也可以選取其他方面的數學模型，比如經濟模型、人口增長模型等，拓寬學生知識面,讓學生了解數學是來源于生活實際, 又應用于生活實際之中, 從而激發學生學好數學的決心, 提高他們應用數學解決實際問題的能力。最后模型的選取要具有趣味性，激起學生的興趣。教育心理學認為，興趣是學習最重要、最直接的內部動力，是發展智力最活躍的因素。好的數學模型使數學回到學生所熟悉的學習、生活中去，有效的激發他們的興趣，讓他們主動獲取知識發展智能，這樣往往會收到意想不到的效果。
3.2 課堂教學
實際教學中，對于要學習的知識點，先提出問題，給出實際問題的背景，和學生一起分析問題、討論問題，引出知識點，從而學習該知識點，建立相應的數學模型并求解。例如，在學習定積分的應用——平面曲線的弧長時，引入牙弓形狀的數學模型[3]。先給出計算牙弓長度的臨床醫學背景及必要性，然后和學生一起探討如何求其長度，引出微元法，學習相應的數學知識，最后回到原問題，建立模型并求解。在學習一元函數的極值、最值時，可引入小鼠體內藥物濃度達到最大值的時間的數學模型，在學習微分方程時可引入腫瘤生長的數學模型等等。對于某些數學模型，可以通過matlab 7.0軟件編程實現[4]，隨堂用多媒體演示建模結果。這樣可以給學生以直觀的感覺，激起他們的學習興趣。由于教學時間有限，課堂上不講解程序，只給出結果。這種以數學模型為中心的教學模式使課堂氣氛更加活躍，極大的提高了醫學生學習高等數學的積極性，使學生深刻的體會到所學知識點的重要性，并使他們逐漸的學會如何根據實際問題的需要，抽象出數學模型，運用數學工具分析問題、解決問題。
3.3 存在的問題
首先，醫用高等數學的課時有限，要適度運用以數學模型為中心的教學模式，注意不要過多的講解數學模型，以此來代替基本的理論教學。其次,注意師生之間的互動，一起探討建模過程。最后,數學模型的建立不是唯一的，要注意培養學生運用不同的方法解決同一問題的能力，使教師的“教”與學生的“學”較好的結合在一起。“任何一門科學只有成功的運用了數學，才能達到完善的程度”，醫用高等數學教學的目的是提高醫學生的數學素質，教學中引入以數學模型為中心的教學模式, 可使學生的想象力、洞察力和創造力得到培養和提高，加強了醫學生數學素質的教育，為進一步學習及后續的科研工作打下良好的數學基礎。
【參考文獻】
1羅明奎，雷玉潔.加強醫科數學教學改革，順應生命科學高速發展.大學數學課程報告論壇2006論文集，158～159.
2 姜啟源，謝金星，葉俊.數學模型.第3版.北京：高等教育出版社,2003.
3 郭政，韓桂秋，王慕潔.醫用高等數學.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社,2000.
4 蕭樹鐵，姜啟源.大學數學.第2版.數學實驗.北京：高等教育出版社,2006.
【醫用高等數學教學中引入以數學模型為中心的方法初探論文】相關文章：
詞匯教學方法的初探論文05-01
任務驅動教學法在醫用化學教學中的應用初探04-29
醫用高等數學雙語教學的實踐與認識04-29
小學美術欣賞教學方法初探論文05-01
重視情境引入在小學科學教學中作用論文04-27
微課程在高等數學教學方法改革中的應用04-30
高等數學教學的體會論文05-02
幼兒園剪紙教育教學活動方法初探論文04-27
項目教學法在語文教學中應用初探論文04-27