CAI技术在大学医学数学教学中的应用研究

丁丹 王晓娜 靳瑞霞

摘 要： 目前，CAI（Computer Assited Instruction）技术已越来越广泛地应用于大学教学的各个层面。本文依托新乡医学院三全学院医学类专业数学类课程设置的实践和研究，一方面，深入探讨了如何运用CAI教学手段引导医学生在数学课程学习中做到有序观察、深入学习，并能在医学课程学习中学以致用，突出其学习主体地位。另一方面，深入研究了怎样运用CAI教学手段帮助教师激发学生学习兴趣，活跃课堂氛围，在有限的时间内充分传授知识，推动医学院校数学课程教学改革。

关键词： CAI技术 医学院校 数学类课程 课堂教学

一、引言

数学类课程教学在医学院校课程教学中占有非常重要的地位，由于医学院校与普通院校不同的学科专业性质，对数学学科的教学要求不同，因此培养目标也大相径庭。新乡医学院三全学院是以医学类学科为主，工学、管理学、教育学等学科协调发展的教学、实践、研究型大学。鉴于学习目的不同，现将普通理工科类院校和医学院校开设的数学课程的学时安排，作以下简单比较。

基于以上数学课程在医学院校开设的实际情况，本文结合新乡医学院三全学院数学部老师长时间的教学实践与探索，对医学院校学生对于数学课程的学习需求进行了如下剖析。

1.基础学科学习需求：对于医学院校的学生来说，学习数学可以为自身提供必备的数学素质。

2.专业学科学习需求：为研究医学实际问题和生命现象提供数学思想和方法。

通过图表的直观显示和学生学习需求的分析，可以发现如何在有效的时间里完成相同的教学任务，以及如何针对医学生的学习需求进行针对性教学，对于医学类院校的老师来说是一个很大的挑战。面对这一挑战，本文深入研究如何基于CAI技术在大学教学中的广泛深入，改革医学院校数学类课程的课堂教学，达到通过应用CAI技术，一方面让学生充分感知教材，另一方面充分发挥CAI技术教学的灵活性和交互性，丰富医学生的想象力，提高医学生学习的积极性和主动性。

二、数学课程教学的CAI技术应用优势分析

随着人们对现代教育技术的重视，在数学教学中，也要求教师必须融入新的元素，将CAI技术教学和传统的教学手段相融合，通过CAI技术教学，进一步拓展和深化大学数学教学模式。实践表明，在数学教学中融入CAI技术教学手段有以下优势。

1.CAI技术和计算机组成的现代教学手段，能够为大学数学教学提供较理想的教学环境，从而对其教育教学过程产生深刻的影响。

2.可以使原本抽象难于理解的知识点，以图文声及具体的影像，很直观地展现在学生眼前，便于学生理解和接受。

医学院校作为高等院校的组成部分，数学类相关课程的教学改革迫在眉睫。基于此，本文借鉴各高校数学教学的CAI技术教学改革经验，探讨CAI技术在医学数学课堂上的应用。

三、CAI技术在医学院校数学教学中的实践

对于医学院校的学生来说，其数学类课程课时量比综合类院校将近减少一半，但是内容却是一样的。倘若仅仅依靠传统的教学方式，即便教师能够完成教学进度，对于学生的理解能力和消化能力也是一个极大的挑战。因此，需要改变传统的教学模式和教学方法，将现代化的教学手段应用到教学中，达到顺利完成教学任务的目的。

1.实践一：CAI技术教学在《医用高等数学》课堂上的应用

《医用高等数学》是专门为医学专业中的临床医学和护理专业开设的数学类基础课程。它为医学院校学生提供了必备的数学素质教育，同时为研究医学实际问题和生命现象的数量规律提供了重要的数学研究方法。在《医用高等数学》课堂上运用CAI技术教学手段，可以引导学生有序观察，“观察”是学生获取知识的重要途径。运用CAI技术教学手段，可以将数学课本中的文字、图形及抽象的数学思想有机结合在一起，能够打开学生感官的窗口、思维的阀门，使学生充分的观察，进而引导他们发现知识、学习知识。

例如在教学生“定积分的概念”时，首先提出这样一个问题：“如何求曲边梯形的面积？”若是按照传统的教学方法，则学生很难理解。而结合CAI技术教学，可以先在屏幕上给出一个曲边梯形，让学生对照着图形思考，怎样求曲边梯形的面积。教师适时引导学生回忆刘徽在求圆的面积时用到的近似逼近的思想，结合图片引导学生利用这一思想，用正多边形逼近圆的面积。在此基础上，对学生发出设问：求曲边梯形的面积是否可以用相近的思想？结合着动画，在曲边梯形的内部插入若干个小矩形。学生随着动画的演示会发现：随着小矩形的增多，曲边梯形的面积与小矩形的面积越来越接近，最终可以看成是近似相等，这样就可以求出曲边梯形的面积。通过教师的引导和CAI技术教学具体形象直观的演示，可以帮助学生理解曲边梯形近似逼近的思想，使抽象的數学语言与形象具体的动画相结合，从而提高了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛。

2.实践二：CAI技术在《高等数学》课堂上的应用

《高等数学》是培养大学生数学课程学习能力和思维能力的重要课程，在自然科学、经济学和社会科学等领域都有广泛的应用。

苏霍姆林斯基曾说：“培养学习的兴趣是推进学生进行复杂认识活动的重要动力。”由此看来，学生的学习兴趣直接关系教学的效果。因此，在《高等数学》教学中，为了激发学生的学习兴趣，可在教学中借助CAI技术教学的优越性，将复杂的过程或语言以简单的动画方式清晰地展现出来，使原本枯燥的知识变得形象、直观、多彩。

例如在讲解“二重积分的概念”时，通过求解曲顶柱体的体积引申出二重积分。由于曲顶柱体是一个立体图形，在求解其体积时，要将这个立体图形用曲线网把定义域分成若干小区域。倘若直接给学生讲述用小平顶柱体的体积近似代替小曲顶柱体的体积，只有很少一部分空间想象力丰富的学生会在脑海中产生清晰的空间立体画面，而大部分学生会感觉茫然，不知道这个曲顶柱体到底是什么样的，更不知道怎么样用曲线网将其分割成若干区域。而借助CAI技术的教学手段，不仅可以形象直观地给学生展示清晰的空间立体图形，还会拓展他们的空间想象能力，让学生对于立体图形的学习产生浓厚的学习兴趣，为以后更深层次学习立体图形打下坚实的基础。

3.实践三：CAI技术在《线性代数》课堂上的应用

《线性代数》是讨论矩阵理论、与矩阵结合的有限维向量空间及其线性变换理论的一门学科，在数学、力学和技术学科中有重要的应用，是医学类院校中医工、公管等专业的重要课程之一。在《线性代数》课堂上运用CAI技术的教学手段，可以达到充分传授知识的目的。

例如在讲解“克拉默法则”时，由于这一法则是利用行列式求解含有n个未知数的n个线性方程的方程组，计算量比较大。在课堂教学中，倘若仅仅依靠板书讲解，书写行列式就占用很多时间，学生也极易感觉厌烦，从而导致讲授效果不尽如人意。反之，如果借助CAI技术的教学手段，就可以根据教学大纲、教材的重难点，在讲授过程中采用Powerpoint等演示软件，将行列式及演算步骤随着教师的讲解逐行逐列显示在屏幕上，还可以对重点内容进行标注。一方面，可以减少上课板书的时间，加大教学内容的传授。另一方面，可以更加形象地展示行列式的计算，让学生一目了然，更重要的是便于学生记录笔记，使其做好课后复习。

四、结语

通过实践我们发现，在医学数学课堂中融入CAI技术教学手段，在教与学的环节，学生可以根据自己的实际情况，自主选择学习方式，从而由传统的“被动”学习变成积极“主动”学习，成为知识处理的决策者。而且在教学环境中，学生可以通过提问、课堂反映等方式向教师反馈信息，教师可以利用CAI技术快速调出信息资料，灵活地运用启发式教学，通过演示、讨论、咨询等方式，进行现场的解答。这样既保证了教学过程的顺利进行，又使教师和学生拉近了距离，加强了两者之间的沟通和交流。这样改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、枯燥的表现形式，能将抽象、陌生的知识形象化、具体化，给学生留下深刻的印象，从而更能激发学生的学习兴趣，调动其主动学习的积极性。

综上所述，CAI技术在醫学数学课堂教学中有许多方面是传统教学无法实现的。因此我们应该以CAI技术促进传统教学的改革，全面优化医学数学课堂教学，全面发挥学生的主体作用，提高课堂教学效率。

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