基于医学生创新能力培养的高等数学教学改革探索

陈 慧，蔡奇慧，陈 娟，谢宗真，吴 静*

（1.南京医科大学生物医学工程与信息学院 江苏 南京 211166；2.南京医科大学附属儿童医院 江苏 南京 210008）

1 基于创新能力培养的高等数学教学改革的必要性

当今社会，随着科技的不断发展以及社会竞争的日益激烈，学生需要具备更强的创新能力才能在职业生涯中脱颖而出。而随着健康中国战略的全面推进与实施，我国社会对医药创新创业型人才的需求不断增加，加强医学生创新思维能力的培养越发显得重要且紧迫。如何加强与完善医学生的创新教育，是值得各医学教育工作者深思的问题。

高等数学作为一门重要的基础学科，是理工科学生的必修课程。数学具有理论性强、应用性广等特征，能够培养学生严谨的思维和分析问题、解决问题的能力，学习高等数学是启迪人的智慧与潜力，激发人的能动性与创造精神的最好手段[1]。培养学生的创新能力是高等数学教学的重要任务。由于数学课程具有较强的理论性，学生在学习过程中容易产生畏难情绪，如何在数学课程教学中提高学生的创新思维能力，值得深思。

2 医学院校高等数学教学存在的问题

2.1 教学课时与教学内容不匹配

2.2 教学方法过于传统

在高等数学教学中，以教师讲授定义定理习题为主，形式单一并且内容相对枯燥，学生只能被动地接受晦涩难解的理论知识，不利于培养学生的思考与创新能力[2]。医学院校更因课时限制，教师多采用电子教学，从而达到节省板书时间的目的。同时，学生普遍都是从刚进大学就开始学习高等数学课程，无论是课程内容、上课形式，还是班级师生比例，均与高中有极大的不同，导致学生产生厌学情绪，因而难以提升学生的创新思维能力。

2.3 学生对高等数学缺乏兴趣

与其他理工学科不同，数学的学习更为抽象，并且逻辑推理严谨，学生在学习过程中易感觉枯燥复杂，学习积极性不高。另外，医学院校的学生所学专业大多与“医”相关，即使有的学生热爱学习数学，也仅限于课堂学习，课后没有投入大量时间进行钻研学习；同时，部分学生忽视数学在其今后工作、学习中的作用，学习目标在于应付考试，致使在后续医学统计学等课程的学习中存在很大的困难[3]。

3 基于医学生创新能力培养的高等数学教学改进措施

由于课时和教学内容的限制，大多数医学生的数学基础薄弱；但医学生具有较强的动手意识，并且善于钻研，只要方法合适，便能激发学生的学习积极性。在高等数学教学中，创新教学方法包括以下几方面：

3.1 优化教学内容

3.1.1 删减部分教学内容

作为医学生的必修通识课，高等数学课程学习的主要目的是将所学知识应用于今后的专业学习中，侧重应用。因此，教师在备课时，可根据医学生的专业特点，适当删减与医学无关的教学内容，增加更多与医学相关的实用性、创新性的案例教学内容，并且组织学生进行讨论，从而达到培养学生创新思维能力的目的。针对课时不足的情况，教师可以将一些较难理解的知识点录制成微课视频，既节约课堂教学时间，又方便学生课后复习，达到事半功倍的效果。

3.1.2 分模块式教学

医学院校虽然专业不如综合院校多，但是不同专业的学生对高等数学课程的需求仍旧存在明显差异，因此即使在医学院校，高等数学课程仍需采取分模块的教学方式。第一个模块是针对生物医学工程、生物信息等医工结合相关专业，这些专业对数学需求较高，后续许多专业课程都与高等数学息息相关，所以课时设置应最多，授课内容也应最全面；第二个模块是针对公共卫生事业管理以及药学等专业，其对数学知识的内容需求也较为全面，但难度要求不高，达到通识课程的要求即可；第三个模块是针对临床医学等专业，高等数学课程主要是为培养学生的逻辑思维能力服务，内容相对较少；第四个模块是针对医检、卫检等专业，授课内容最少，课程难度也最为简单，课时设置也应该最少。分模块教学使教师在上课的时候更有针对性，不同的专业增加不同的相关教学案例，既让学生意识到数学有广泛的实际作用，又为后续课程的学习打好基础。

3.1.3 开设数学建模课程以及数学实验课作为选修课

家庭教育问题往往是 “于细微处见精神”，需要年轻父母对问题能明察秋毫并防微杜渐。但不同个性的家长，对家庭教育问题的觉察力有较大的差异。比如，情绪型性格的年轻父母，处理事情习惯“大大咧咧”且容易被情绪左右，对孩子的照管和教育情绪化严重，常常出现粗枝大叶不细心的毛病，对细节的敏感度和关注度不够，遇事急躁不冷静，他们容易忽略孩子和家庭生活中的很多问题。而理智型性格的年轻父母，又可能出现过度关注，过度敏感，导致对家庭教育问题的觉察不客观。

高等数学教学的根本目的是培养学生的数学核心素养，并最终将之应用于实际[4]。除此以外，高等数学课程对其他医学课程有辅助作用，但因课时限制，内容宽泛等原因，实用效果不佳。与高等数学课程不同，数学建模是利用数学方法来解决实际问题的课程。提出问题后，教师应引导学生查阅和学习相关文献资料，然后学生之间通过讨论合作，完成对问题的解答。数学建模培养了学生主动探索知识的能力、团结协作的精神，更培养了学生从事科研工作的初步能力。数学建模课程已经在大学教育中逐步开展，并且诸多高校也已将数学建模与教学改革相结合，努力探索更有效的数学建模教学方法。在医学院校开设数学建模选修课程以及相应的数学实验课，也是非常有必要的。在数学建模理论课上，学生学习数学建模基本方法；在数学实验课上，学生学习数学软件（如Matlab）的基础知识和操作；最后学生通过数学建模方法并利用数学软件解决实际问题，从而增强学生对数学学科实用性的认识，改变学生对数学是一门纯理论学科的刻板印象。在课程结束后，教师再通过组织学生参加数学建模竞赛，进一步提高学生解决实际问题的创新思维能力。

3.2 引导学生自主学习，改进教学方法

3.2.1 引导学生自主学习

学习过程中最好的老师是学生自己的兴趣，如何提升学生在学习过程中的兴趣，引导学生自主学习，才是培养学生创新思维能力的关键。另外，学生只有意识到高等数学的实用性与重要性，才能提高学习的积极性与自觉性。因此，在教学过程中，教师应该有意识地将高等数学与案例相结合，使学生感受到学习高等数学的重要性[5]。与此同时，教师可以通过提出开放性问题，将其设置成附加作业等各种方式，引导学生课后自主查阅相关文献解决问题，激发学生的学习兴趣，从而达到锻炼学生思考能力和创新能力的目的。

3.2.2 采用新媒体教学，线上线下教学相融合

随着信息化的普及，我国从2013 年开始推广线上慕课建设，将其作为线下教学的良好补充。近些年，全国各大高校也陆续采用了各种线上学习系统作为线上教学的辅助工具。线上教学与线下教学绝不应该是两种独立的授课方式，而是应该将线上教学作为一种新型手段，从新的角度来辅助线下教学，激发学生的学习兴趣，引导学生对已学知识进行巩固，进而实现学生数学素养的提升。

3.2.3 运用PBL 教学模式

PBL教学模式是指在教学过程中以学生小组讨论为主的教学模式。通过运用PBL 教学模式，在高等数学课程或者数学建模课程中，教师给出合适的数学问题，引导学生进行小组交流讨论，进而解答问题。尤其对一些涉及发散思维、开放性强的理论性知识，采用讨论和交流的形式，激发学生的学习自主性[6]。与传统教学模式的教师为主、学生为辅不同，在PBL教学模式中，教师应居于辅助地位，学生是教学主体，学生通过参与到课堂教学中，调动了自身学习积极性，化被动学习为主动学习，开拓了学生的创新思维能力。

4 培养学生创新能力的实践策略

除教学内容和教学方法的优化外，在高等数学教学中，为有效地培养学生的创新思维能力，教师还需要采取一些实践策略。

建立多元化的学习环境。学习环境对于培养学生的创新能力至关重要。教师应该创建一个多元化的学习环境，包括实验室、图书馆、网络资源等，让学生可以充分利用这些资源进行自主学习和创新探索。

提供多元化的学习资源。自主学习是培养学生创新能力的关键。为充分引导学生自主学习，教师应提供多种形式的课后学习资源，包括书籍、视频、模拟软件以及适合自学的慕课等，学生依据自己的兴趣进行学习，充分利用课后时间，培养自身的自主学习能力。

关注学生的个性化需求。教师在采取分模块教学的同时，也应该注意相同专业内不同学生的个性化需求，实现因材施教。实践证明，教师根据不同学生的认知水平、学习风格和兴趣爱好提供有针对性的教学，可以有效提升课堂教学质量，提高学生的创新能力。

鼓励学生进行科研活动。参加数学建模竞赛不仅可以训练学生快速获取资料和掌握新知识的能力，还能初步培养学生的科研能力。教师应积极组织学生参加数学建模竞赛，进一步引导学生开展科研活动、参加科研竞赛等，让学生在实践中掌握高等数学知识，提高学生的创新能力。

提高教师的创新教育能力。学生的创新能力需要教师的创新教学来培养。当今社会高速发展，对教师的创新教育能力提出了更高的要求。教师应该不断提高自身的创新教育能力，一方面积极探索新的教学方法和教学手段，通过参加教育培训、开展教学研究等提高自己的创新能力和教学水平，另一方面不断学习新的知识，增强自身的科研能力，用科研带动教学，为学生的创新能力培养提供更好的支持。

5 结语

高等数学是一门重要的学科，对学生的创新能力培养具有重要作用。在高等数学教学中，教师不能故步自封，而应该与时俱进，通过引入恰当的数学案例来达到优化教学内容与改进教学方法的目的。同时丰富外部资源与提升自身的教学科研能力，多方位、多角度培养学生的创新能力，为学生的未来发展奠定坚实的基础。