崔红新,毛北行
(1.河南中医学院,河南郑州 450008;2.郑州航空工业管理学院数理系,河南郑州 450015)
中医药专业高等数学教学方法改革的探讨
崔红新1,毛北行2
(1.河南中医学院,河南郑州 450008;2.郑州航空工业管理学院数理系,河南郑州 450015)
本文针对中医药专业高等数学教学过程中存在的问题,分别从数学建模的开展、多媒体的应用、数学文化的融入、数学实验四个方面入手,进行教学方式的多样模式化的改革探讨。
中医药;高等数学;改革
生物数学与医药科学的研究几乎是并行发展起来的,随着生物数学的发展,数学必然要渗透到医药科学中来。医药科学中的定性问题转为定量研究是医学和数学相互渗透的必然趋势,即能够有效地探索医学科学领域中量与量之间的规律性,推动医学科学突破狭隘经验的束缚,向着定量、精确,可计算、可预测、可控制的方向发展,这是现代医学科学发展的必然趋势。高等医药学院开设高等数学的目的是:使学生掌握必要的数学知识和计算方法,为相关专业课程的学习打下必要的基础;使学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力得以加强,有益于学生素质的提高、分析能力的强化、创新意识的激发;使学生将杂乱整理为有序,将经验升华为规律性,把复杂现象变为简洁数学形式的综合能力。由于医学院校的学生以文科为主,总得来说学生数学基础明显弱于综合性大学学生的基础,又因为它是一门基础课,学校开设的学时少,几乎没有相配套的数学实验条件。同时,传统的教学模式往往只注重知识的传授、公式的推导、定理的证明和应试能力的培养,它不能有效地激发广大学生的求知欲和学习积极性,也不能有效地培养学生的创新意识和创新能力。在这些情况下,教学效果往往是不理想的。随着数学在医药学中日趋广泛的应用,及各医学院校的电子教学设备也越来越普及,因此我们应在原有教学方法的基础上,借用现代的教学设备及手段,进行教学方式的多样模式化的改革[1-4],可以从以下四个方面考虑。
在传统的高等数学教学过程中,主要是以讲解概念、定理证明及大量的计算方法技巧为主,这种教学模式很容易造成数学脱离实际问题,从而使学生越来越觉得数学枯燥无味,再加上学生深受应试教育的影响,部分学生又有急功近利的思想,使得学生学习的主动性、积极性不高,造成学生用数学知识解决实际问题的意识和能力下降。因此加强培养学生的数学建模能力是很有必要的。学习高等数学的目的在于应用数学思想方法解决实际问题,因此将数学建模渗透到高等数学教学中,不但可以提高学生学习数学的兴趣,而且还可培养学生灵活应用数学方法来解决实际问题的能力。
数学建模是讨论建立数学模型和解决实际问题的全过程,是一种数学思维方式。利用数学解决实际问题,首先要建立数学模型,然后才能在该模型的基础上对实际问题进行分析、计算和研究。它是一种创造性的劳动,成功的模型往往是科学与艺术的结晶。一个较好的数学模型首先应该具有思想的新颖独特,具有创新点。其次能够全面地考虑问题,抓住主要因素,舍弃次要因素。最后,还应该把模型的理论结果与实际问题的结果进行比较,检验模型的合理性和适用性。
随着生命科学的发展,数学在医药学中的应用愈来愈广泛,主要是采用各种数学方法建立医药数学模型,常见的是建立药物动力学中各变量之间的线性模型中的一室模型、二室模型及非线性模型的微分方程。例如:无移除的简单流行病学模型;肿瘤生长的数学模型等[4-5]。
随着科学技术的发展,数学的应用范围越来越广泛,特别是在医学方向应用的重要性日益突出。如今,医学院校已经意识到数学在医学研究中的重要作用,近年来相继打破传统,开设了医药高等数学课程,但是高等数学也只是作为一门公共基础课。随着专业课的不断增加,医药高等数学的学时不断压缩,再加上一直以来数学传统的教学模式,使得教学效果并不理想,一系列的问题相继而出。多媒体技术在教学中应用,很大程度上可以缓解这一矛盾。多媒体是一种全新的教学手段,它集声音、图像、视频和文字等媒体为一体,能使教学内容更充实、更形象,极大激发了学生的学习兴趣。多媒体技术教学方法的应用,也为作为一门选修课的数学教学模式的改革提供了硬件条件。
多媒体模式教学的效果首先表现在能够能提高学生的学习兴趣。在传统的教学方法中,数学教学模式一般是黑板和粉笔相结合,使得数学课堂既枯燥又沉闷,学生的学习兴趣不浓,这直接导致学习效果不佳。若在医药高等数学的教学中,采用多媒体教学,既可以调节课堂氛围,又可以提高学生的积极性,但需注意的是不要过多地加入动画效果,这会导致学生学习注意力的转移,也会让学生失去新鲜感,产生厌烦情绪,达不到预期的效果。
其次,可以加大教学的信息量,清晰展示教学内容,更形象直观,有利于理解粉笔和语言难以表达清楚的数学问题,从而提高教学效率。根据数学课程的固有特点,在传统的教学方法中,教师需要花大量的时间在黑板上板书,又因为医学院校的高等数学课时较少,这样造成教师能够传授的知识很有限。若采用多媒体辅助教学,可以节省大量的板书时间,有利于充实教学内容,重点突出,且能够增加信息量,拓宽学生的知识面。特别对于合班上课这种情况,坐在后面的学生很难看清教师在黑板上板书的字,也很难听清楚教师的讲解,会直接影响学生的学习。利用多媒体辅助教学,可以将教学内容很清楚地显示出来,能够使全班同学都看得见、听得清。另外,数学是一门很抽象的课程,有些内容不易用语言描述(如空间图形),而且用黑板演示也很不方便。这些内容的讲解可以采用多媒体辅助教学,能够很轻松地使抽象转为直观,但也要为学生留出适当的时间让他们进行思考,逐渐培养学生的学习思维能力,避免出现满堂灌的现象。
再次,可以减少教师的教学强度。在传统的数学教学模式下,教师需用大量时间来证明定理的结论,例题的演算,因此教师要花很多的时间和精力去周而复始的板书,擦黑板。利用多媒体辅助教学,基本可以不去考虑这些工作,让教师有更充沛的精力进行组织教学[6-7]。
大学数学教育不仅是单纯的数学知识的学习,也是培养学生的数学素质,促进学生抽象思维能力进一步形成的过程。传统纯粹数学知识的教学很容易使学生越来越觉得数学枯燥无味,因此很有必要在教学过程中适当进行数学文化的介绍。数学作为文化的重要组成部分,对提高人的整体素质有着极为重要的作用。它直接培养学生的创新思维能力,不仅为学生学习其他相关的专业课提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法,也为在科研上有所突破打下良好的思维方式。由于医学部分专业,研究生入学考试没有高等数学及理科课程本身的难学性,确实造成部分学生对高等数学的学习态度存在不重视的情况,因此数学文化的引入是很有必要的。例如在授课时,适当加入数学史的介绍:数学史上的三次危机、七桥问题、四色问题等。其重要性体现在:①缓解学生枯燥的纯理论学习,提高学生学习的积极性。②培养学生的逻辑思维能力,进一步提高学生的概括归纳能力、运算能力和空间想象能力。③让学生感受到数学的逻辑美,从而挖掘数学美,拓展思维模式,使学生在潜移默化之中养成理性美的品德[8-9]。
数学实验是近些年来才开设的一门新兴课程。从实际问题出发,把数学建模、数学软件和计算机应用有机地结合,使知识性、启发性、实用性和实践性融于一体。它主要是以学生为主体,充分调动学生学习的主动性。在教师的引导下,借助数学软件,利用计算机把学到的数学知识应用到一些实际问题。达到培养学生的创新意识,提高学生数学素质和综合能力的目的。该课程的引入,是数学教学体系、内容和方法改革的一项有益的尝试。
数学实验课程的开设还应考虑到院校学生的数学基础、学习能力和教学时间的安排[10-11]。数学实验的内容主要包括数学软件的学习、基础实验、综合性及设计性实验。对于医药学院来说,由于课时少,因此应精选具有代表性、实用性强的数学实验,来满足教学的需要。虽然数学实验能够调动学生的积极性,培养学生的创新能力,但应注意不能让学生过分依赖软件的计算能力,而忽略数学基础理论和基本运算的学习,从而不能很好地培养学生的抽象思维能力和严谨推理的数学素质。
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Discussion on teaching method reform of advanced mathematics of professional Traditional Chinese M edicine
CUIHongxin1,MAO Beixing2
(1.He'nan University of TraditionalChineseMedicine,Zhengzhou 450008,China;2.DepartmentofMathematicsand Physics,Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management,Zhengzhou 450015,China)
The paper is aimed at the problem existed in the course of advanced mathematical teaching of professional Traditional Chinese Medicine.The paper investigates the reform ofmoremodel teachingmethod from mathematicalmodeling,multi-media application,mathematical culture integrating and mathematical experiment.
Traditional Chinese Medicine;Advanced mathematics;Reform
G642
C
1673-7210(2010)11(a)-111-02
崔红新(1973-),男,汉族,河南郑州人,硕士学位,副教授;研究方向:计算数学。
2010-08-23)