基于創新型人才培養的 “醫用高等數學”教學方法探討

李琬 陳麗娜 何月涵

摘? ? 要：“醫用高等數學”是醫學高等院校設置的公共基礎課，對培養醫學生的創新思維和創新能力具有基礎性和先導性地位，有著其他學科無法替代的作用。文章基于“醫用高等數學”的學科特點及教學現狀，探討在“醫用高等數學”教學中運用啟發式教學法、PBL教學模式、TRIZ理論等方式方法，提升教學效果，從而實現創新型醫學人才培養的目標。

關鍵詞：創新型人才;啟發式教學法;PBL教學模式;TRIZ理論;新冠肺炎疫情

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）09-0009-03

2020年新冠肺炎疫情爆發，在疫情防控取得重大

戰略成果的同時，人們愈加認識到，人類戰勝大災大疫離不開科學進步和技術創新，離不開具有創新意識、創新思維、創新能力的高素質醫學及科學研究人才。其中，培養創新型醫學人才乃重中之重。正如習近平同志于2020年6月2日在主持召開專家學者座談會時強調的那樣：要深化科研人才發展體制機制改革，完善戰略科學家和創新型科技人才發現、培養、激勵機制，吸引更多優秀人才進入醫學和科研隊伍。也正如前不久國務院辦公廳印發的《關于加快醫學教育創新發展的指導意見》所要求的那樣，打造一支高水平的敢于創新、善于創新的醫學人才隊伍，是醫學高等院校的重大責任和使命。習近平同志在全國教育大會上強調：要在增強綜合素質上下功夫，教育引導學生培養綜合能力，培養創新思維。這為創新型醫學人才培養指明了方向。

“醫用高等數學”這一基礎課程對于培養創新型醫學人才的作用不容忽視。理論和實踐都充分證明，“醫用高等數學”對于培養醫學生的數學思維和核心素養，提高醫學生的創新思維和創新能力，提高醫學生在實際工作中的能力和水平，有著其他學科無法替代的作用。因此，加強“醫用高等數學”教學，依據“醫用高等數學”的學科特點和當前教學實際，探討切實有效的教學方法，是我們需要迫切研究和解決的重大課題。

一、“醫用高等數學”的學科特點及教學現狀

數學是一切自然科學的基礎，反映了人們長期以來對未知世界的探究，是人類創新能力的結晶。它深邃的思想、豐富的方法早就影響到當今社會的各個領域。

“醫用高等數學”是醫學高等院校的一門公共基礎課。開設這門課程，旨在為醫學生學習后繼的醫學專業課程提供必要的數學基礎知識，培養學生的數學核心素養，使學生能夠用數學思維分析與解決具體問題?！搬t用高等數學”對醫學生創新能力的培養有著其他學科無法比擬的重要作用[1]。通過“醫用高等數學”的教學，可以使學生在樹立科學世界觀與方法論、掌握基本知識技能的同時，增強學生分析問題、處理問題的能力，激發學生的主動性和創造性，提高學生的創新意識，培養學生的創新思維與核心素養，對于學生日后從事醫療工作具有重要意義。

目前，在醫學高等院校的教學中，學生的總課程相對較多，學習任務繁重，而作為基礎學科的“醫用高等數學”，卻教學時數少，教學內容多。因此，教師普遍采用多媒體信息技術進行教學，以節省教學時間，提高教學效率，很少采用以學生為主的交流討論和研討方式，課堂氣氛缺少活力。學生被動地接受由教師灌輸的知識點，在具體學習過程中不可避免會產生一定的乏味感和枯燥感，學習的主動性難免受到影響，進而對高等數學學習逐步喪失興趣。教師無法根據學生的學習情況進行具體有針對性的指導，學生學習的主體作用也無法得到最大程度的發揮，創新思維得不到拓展，不利于學生創新能力與創新意識的提升。

“醫用高等數學”相比于其他課程，具有高度的抽象性、嚴謹的邏輯性和廣泛的應用性等特點，涉及相對較多的抽象化概念，最為常見的就是極限、導數和定積分等。這些內容都是從不同學科領域的實踐問題中所得，需要學生充分理解。高等數學的知識點之間還存在著連續性，一旦前面的內容沒有理解透徹，將會對學生后續知識點的學習造成影響，進而跟不上課程進度。長此以往，學生難免會對高等數學的學習失去興趣，注意力也會漸漸分散，學習高等數學的主觀能動性也隨之降低。

另外，醫學專業的學生其專業為“醫”，重點是“學醫”，致使有的學生對“醫用高等數學”學習提不起興趣。一些學生因高等數學概念抽象、計算復雜，無實用性，進而對“醫用高等數學”課堂學習失去興趣和積極性。即使有的學生熱愛學習數學，也僅限于課堂學習，不可能拿出大量寶貴時間去鉆研數學，部分學生忽視數學在其今后工作、學習中的作用，致使在后續醫學統計學等課程的學習中存在很大的困難。還有的學生不能正確處理好學習專業課與學習“醫用高等數學”的關系。

“醫用高等數學”教學中的這些現狀和困境，為任課教師帶來了諸多困擾和難題，也帶來了挑戰。

二、“醫用高等數學”教學方法探討

目前，“醫用高等數學”的教學實際側重應試教育，教學上強調知識點講解、理論推導及計算方法，這種教學模式顯然不利于激發學生的創新意識。必須從實際出發，采用有效的教學方法，在教學中積極引導學生充分發揮自己的主觀能動性，擴展思維能力，從而提升“醫用高等數學”的教學質量，有效地培養學生的創新能力，拓展學生的創新思維，提高學生的學習興趣[2]。

（一）運用啟發式教學法

啟發式教學法就是依據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律，運用各種教學手段，采用啟發誘導的辦法傳授知識，培養能力，使學生積極主動地學習，促進其身心發展。啟發式不僅是教學方法，更是一種教學思想，是教學原則和教學觀。

在“醫用高等數學”教學中運用啟發式教學法，就是通過引導與啟發，令學生更加主動、深入地學習。教師可適時運用教材內容，啟發學生運用所學知識解決實際數學問題。具體地說，就是教師在課堂教學中以一種感染式的情境教學模式，將比較枯燥、繁瑣的數學理論用形象、生動的語言進行講解或分析，激發學生的發散思維，引導學生主動思考。在這一過程中，教師要注意在講解時給學生留有思考的余地，鼓勵學生通過獨立思考獲取知識。同時，教師要針對學生的學習情況進行重點講解，辨析模糊概念，解答疑難問題，加深學生對概念、定理等的理解。此外，教師在運用啟發式教學法講解例題及習題時，要注意通過“一題多問”“一題多變”“一題多解”誘導學生打開思路，培養學生思維的創新性和解決問題的能力。如求解不定式極限時可使用等價無窮小替換或洛必達法則，其中洛必達法則蘊含了深刻的數學思想，是一種重要的創新數學思維，可以啟發學生透過現象分析事物的本質，培養學生嚴謹的科學態度，教會學生善于總結規律，勇于創新。

（二）運用PBL教學模式

PBL即“以問題為基礎的學習”。PBL教學模式是指在教學中以具體問題為基礎的一種以學生為中心的小組討論式教學，把學生置于復雜的有意義的問題情境中。其主要特征為，學生作為學習主體，自主確定需要學習的知識點，以協作式集體討論學習的形式，共同解決復雜的、實際的或真實性的問題，從而學習問題背后的數學知識。在“醫用高等數學”教學中運用PBL教學模式，借助教學情境創設以及合作探究學習，可以為學生增添生動的學習內容。

教師可以選取難易程度適當、有代表性的數學問題，以問題驅動師生交流討論，將數學建模思維融入數學概念和定理的教學中，引導學生進行數學新知探索發現。尤其對于“醫用高等數學”中公式定理的應用及一些涉及發散思維、開放性強的理論性知識，采用討論和交流的形式，最大限度地提升學生學習的主動性和積極性，更好更優地達成學生對所學知識的建構目標[3]。運用PBL教學模式，教師在教學中應該居于輔助地位，通過互動，使學生參與到課堂教學中，把教學過程之中的發現、探索、研究等認識活動突出出來。與此同時，把學生作為教學的主體，鼓勵學生多發表見解，從多角度考慮問題，使教學過程成為學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程。教師可以將學生分成學習小組，通過小組競賽、小組活動等多種形式，引導學生基于學習內容展開自主探究，激發學生的學習積極性，拓展學生的創新思維，激發其創新潛能，使學生大膽思索、敢于創新，善于一題多解、多變，全面提升創新能力。

（三）應用TRIZ理論

TRIZ意譯為發明問題的解決理論，即通過識別和分類創新解決方案中的模式，使人們獲得通常由于專業化或視野狹窄而無法獲得的解決方案。它包含許多系統性、創造性的思維方法和發明問題的分析方法，是一種非常重要的創新方法理論體系[4]。TRIZ理論也是一種開拓思維、拓展視野的方法論，目前已經被廣泛應用到工程領域中。

在傳授“醫用高等數學”知識的過程中，可引入TRIZ理論，針對不同的教學內容使用不同的TRIZ處理工具，加深學生對高等數學知識點的理解，以開發學生的創新思維，提升學生的創新意識和能力。在教學中可利用TRIZ 理論分割原理與組合原理，將教學內容與學生初高中已經學習過的內容再組合，將有關聯的部分結合起來，由淺入深地進行授課，如由函數到極限、由極限到導數、由導數到積分。同時，在教學過程中不斷復習前面的內容，使學生溫故知新，逐步達到高等數學知識的融會貫通，有助于改變學生的思維方式，實現創新能力的培養。

（四）采用新媒體教學，提高線上教學效果

近年來，新媒體發展迅猛，大數據、人工智能等互聯網新媒體技術已運用到工作生活的方方面面。新冠肺炎疫情發生以后，由于防疫的特殊需要，學校無法正常開學上課，因此在線教學大規模開啟，傳統教學內容被“搬”上“云”端。從“醫用高等數學”在線教學實踐看，線上教學有較強的專業技術性，有其特點和規律：一是互聯網的共享性與開放性弱化了教師在教學過程中的灌輸力;二是互聯網信息的即時性與海量性對教師授課提出了更高的要求;三是互聯網的多媒體特性更便于被受眾接受。

線上教學絕不是簡單地把傳統教學方法和教學內容搬上網絡。疫情之中，線上教學更應該成為一次大規模的教學實驗。在教學中，恰當運用新媒體技術是創設良好教學情境的有效工具。在“醫用高等數學”線上教學中，教師要充分利用人工智能、大數據等互聯網新媒體技術手段輔助教學，精選優質網絡教學資源，從視覺和聽覺上引起學生的學習興趣，引導學生對已學知識進行生動、形象的回憶，幫助學生快速識別此前所學的薄弱環節，提供個性化解決方案，使知識得到鞏固，激發學生認知、求知的內驅力，從而過渡到新知識的學習，進而實現數學核心素養的提升。如講授定積分計算時，采用新媒體技術演示分割、近似、求和、取極限的過程，把復雜且抽象的概念、定理、公式等通過多媒體輔助形象化展現，提升學生學習的主動性和積極性，培養他們的創新能力和思考能力。在線上教學中，教師還要注意發揮課程思政的作用，教育學生樹立正確的三觀，愛黨、愛國，培養高尚的情懷和主動創新精神。

（五）開設實驗課程，加強學生實踐應用能力

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[5]。醫學專業開設高等數學課程不是為了研究數學，而是為了借用數學為醫學服務。學習“醫用高等數學”，使學生能夠結合醫學生的實際情況，科學應用相應公式，用數學的思維分析解決具體問題。開設數學實驗課，讓學生在學習“醫用高等數學”知識后及時利用相應的數學軟件包進行運算或演示，有助于激發學生的學習興趣，促進學生創造能力和實踐能力的提升。利用數學軟件進行繪圖計算等，能使很多繁瑣的數學計算變得容易;利用Matlab 等計算機軟件對實際問題求解，并對其進行驗證和演示，能夠有效提升學生的空間想象力、運算能力和創新思維能力。

教師應當積極開展多元化的實踐活動，有目的地加強學生的實踐應用能力，使學生在實踐中提高自身的能力，充分調動學生的主觀能動性。教師在講授“醫用高等數學”課程時，可以結合相關專業的問題進行講解，把數學建模的思想引入課堂，激發學生的求知欲，增強“醫用高等數學”的應用性，真正做到教學與實踐相結合。如在講授常微分方程時，介紹數學流行病學研究中常用的疾病傳播模型，以數學符號代表影響疾病分布的各種因素，建立有關的數學模型，反映病因、宿主和環境之間的關系，以闡明流行病學規律，促進學生思維能力、想象能力的提高，進而培養其創新實踐能力。教師要多多鼓勵學生敢于創新、努力創新，在此基礎上活躍學生思維，由點及面地強化學生的邏輯思維能力和創新能力。

三、結論

醫學生要勇于探索新問題，開拓新領域，努力成為具有創新意識、創新思維、創新能力的創新型人才?！搬t用高等數學”在醫學生的創新思維和創新能力培養方面的重要作用是其他學科無法替代的。在“醫用高等數學”教學中運用啟發式教學法、PBL教學模式、TRIZ理論等教學方式方法，能夠有效提高醫學生的創新能力，培養出更加優秀的創新型人才，使其滿足現代醫學事業的發展需求，擔起時代賦予的重任，為中華民族乃至全人類的健康事業作出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]朱長江，郭艾，楊立洪.面向理工科創新型人才培養的“四步進階”大學數學教學改革[J].中國大學教學，2018（3）.

[2]汪洋.創新創業教育背景下高等數學的教學方法探討[J].新課程研究旬刊，2017（2）.

[3]宋鹿鳴.創新創業教育背景下高職高等數學教學策略的研究[J].數學學習與研究，2016（22）.

[4]張皓.高校如何提高創業教育有效性的探索[J].科技展望，2017（5）.

[5]張林麗，白忠玉.創新創業教育模式下高等數學教學改革與實踐初探[J].數學學習與研究，2016（15）.