医学院校《高等数学》可视化教学探究

张国发

【摘要】针对传统医学院校高等数学教学中存在的不足，从可视化的概念、体系构建、评价模式三个方面进行教学探讨，将可视化体系的融入，使学习变得轻松，从而激发学生学习兴趣。

【关键词】可视化 医学院校 高等数学

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）07-0127-02

引言

《高等数学》不仅在理工类院校中占有重要地位，在医学院校也有着举足轻重的作用，其传统教学方法在动态性和抽象性两方面有很大的局限性，为提升教学质量和学生的学习兴趣，结合目前可视化教学的探讨往往是针对特定问题给出建议的不足，文章从可视化的界定、体系构建、评价模式三个方面进行综合探究，以期促进教学的有效开展与资源的充分利用。

1.可视化的界定与意义

可视化概念最初由美国科学基金会（NSF）于1986年10月提出，目的在于寻求复杂信息呈现的解决办法。随着数学软件技术的发展，可视化进入到数学领域，可视化的定义也随之变化。文章所说的可视化是指借助专业的数学软件和方法对复杂、抽象的数学推理、论证进行加工处理，形成易感官的直观图形、图像。可视化的意义在于：一方面，展示多维空间信息。传统教学中，主要采用黑板、PPT等辅助工具展示，若遇到三维以上的信息，其展示效果往往不太理想，如案例1[1]，可利用Mathematica绘图函数创建出三维空间交互式演示动画，提升学生学习兴趣；另一方面，以动补静，增强感官性。如在讲解极限？着～？滓定义时，学生很难理解静态下严格的数学定义，这时可用Mathematica等为？着～？滓赋值，从而动态显示极限的逼近过程，加深学生的感性认识。

案例1：将曲线x=？渍（t），y=？准（t），z=？棕（t），t∈[a，b]旋转曲面绕z轴旋转一周，作其所得曲面图形，其参数方程为：

2.可视化课程体系的构建

结合医学院校实际，可视化教学可构建HME[2]三模块教学体系，多角度提升教学质量：（1）渗透数学史（History）。由于医学院校受学科发展的影响，数学史教育程度偏低。因此，引入数学史，特别是利用数学方法解决医学问题的史实，无疑可以提升学生的学习兴趣，使学生快速掌握数学的思想；（2）融入数学建模（Model）。人才的培养往往遵循“厚基础、重实践、强能力”的原则，最终在于“强能力”，即知识的运用能力，可视化教学中不仅要求学生能直观的理解抽象的数学理论，还必须使学生具有利用理论知识解决实际问题的能力，而数学建模是将数学知识与实际问题联系起来的桥梁，将容易理解的医学问题引入到教学中，让学生利用一些函数模型去解决问题，如流行病学中的“催化模型”等，以加深基础知识的理解和应用，无疑起到事半功倍的效果。（3）增设实验课（Experiment）。传统教学以公式推导及手工计算为主，浪费了宝贵的课堂时间，又忽视了学生利用计算機解决问题的能力培养，教学中应教会学生利用计算机进行计算和演示，配套的常用数学软件有：Matlab、Lingo等，增设实验课，让学生掌握了计算机操作。

3.可视化教学的评价

传统的评价方式是平时成绩、期末笔试实行“三七开”或“四六开”，偏重于理论知识的简单记忆和理解，注重结果评价。一个合理的评价机制，应全面评价学生对该课程的掌握程度，可采用过程评价法，该评价需包含平时成绩、实验报告、课堂讨论、自主演示、参与竞赛等过程模块，各模块的占比根据专业的实际情况进行调整。平时可实行“堂堂过关，人人过关”评价模式，“堂堂过关，人人过关”是指在课堂上随机利用10-15分钟时间进行简单测试，测试内容为上周布置的课后练习题，该练习题不要求学生在作业本上完成，利用随机测试代替繁重的作业批改，测试成绩计入平时成绩，自主演示环节鼓励学生挖掘可视化案例素材；另外，考核中应多增加医药背景的案例，使学生多接触一些实际案例，从而引导学生应用化能力的培养，摆脱传统“重理论轻应用”的局面，切实为学生的专业学习垫定坚实的基础。

综上，教学要符合学生的认知规律，将内容变为容易理解、容易学，改变“先抽象，后直观；先推理、分析证明，后归纳”的教学模式；在数学教学过程中，从不同角度、不同层次对复杂的数学理论与推导加以描述，充分利用数学实验、可视化手段来阐明，将知识的传授过程由“填鸭式”转为“自主式”探究性教学过程，以培养学生多角度、多层次思考问题的思维，促进教学与信息技术的融合，对传统医学院校数学教学作有益的补充，值得研究和推广。

参考文献：

[1]朱健民，李建平.高等数学[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]吴克坚，李文潮，赵东涛等.医学院校高等数学课程体系改革研究[J].数理医药学杂志，2008（21）：120-121