武淑琴，郭 睿，張巖波

山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院， 太原 030001

為推進“健康中國2030”建設(shè)，醫(yī)學(xué)已進入整合醫(yī)學(xué)(新醫(yī)學(xué))時代，迫切需要建立與之相匹配的“新醫(yī)科”人才培養(yǎng)體系[1]。“新醫(yī)科”是指從人的整體出發(fā)，將醫(yī)學(xué)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域最先進的知識理論和臨床各?？谱钣行У膶嵺`經(jīng)驗有機整合，并根據(jù)環(huán)境、社會、心理、工程等方面進行修正、調(diào)整，使醫(yī)學(xué)成為更加適合人體健康和疾病診療的新體系[2]。要實現(xiàn)從治療為主到生命全周期、健康全過程的全覆蓋，提升全民健康水平的大健康新理念，在以人工智能和大數(shù)據(jù)為代表的新一輪科技革命的今天，對醫(yī)學(xué)教育及發(fā)展提出了新要求：從生物醫(yī)學(xué)教育模式向以“醫(yī)文、醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)X交叉學(xué)科支撐的醫(yī)學(xué)教育新模式”轉(zhuǎn)變。所有學(xué)科專業(yè)都在加速交叉融合，學(xué)醫(yī)不只是“就醫(yī)論醫(yī)”，防病治病也不只是醫(yī)學(xué)的事。與“新工科”等其他體系建設(shè)交互推動，建立生物醫(yī)學(xué)科學(xué)平臺，培養(yǎng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)拔尖人才；同時全面整合精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等方興未艾的新型醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，建立具有中國特色的“新醫(yī)科”教育新體系正在形成[3]。培養(yǎng)能夠適應(yīng)以人工智能為代表的新一代技術(shù)革命和以合成生物學(xué)為代表的生命科學(xué)變革、能夠運用交叉學(xué)科知識解決未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題的高層次醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才，衛(wèi)生健康行業(yè)智能化等對醫(yī)學(xué)教育提出新要求[4]，是每個高等醫(yī)學(xué)院校面臨的艱巨任務(wù)。“新醫(yī)科”背景下高等醫(yī)學(xué)教育模式正面臨著重大的機遇和挑戰(zhàn)。

高等數(shù)學(xué)作為醫(yī)學(xué)院校一門重要的基礎(chǔ)課程，目前的教學(xué)形態(tài)、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式和評價方式已不再適應(yīng)新形勢。具體表現(xiàn)為所授內(nèi)容偏理論、輕應(yīng)用，教學(xué)手段單一化，學(xué)生主動學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性不高等。落實素質(zhì)教育，加快培養(yǎng)高水平醫(yī)學(xué)人才是中國當(dāng)前醫(yī)學(xué)高等教育的核心任務(wù)。如何在新醫(yī)科背景下實施教學(xué)改革，實現(xiàn)智慧教學(xué)，值得探究。

1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，明確教學(xué)和培養(yǎng)目標(biāo)

長期以來，中國醫(yī)學(xué)院校的數(shù)學(xué)教學(xué)遠(yuǎn)落后于時代發(fā)展和要求。教學(xué)理念一直以“學(xué)科為本”：注重知識傳授，輕視能力培養(yǎng)；重視教材灌輸，輕視方法改進；重視理論知識，輕視實踐環(huán)節(jié)。數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)課，其教學(xué)忽略了數(shù)學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，且學(xué)生也把數(shù)學(xué)僅作為大學(xué)課程學(xué)習(xí)考核，沒有真正體驗到數(shù)學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。這種教學(xué)方式?jīng)]有發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動性，扼殺了其思維的獨立性與批判性，造成數(shù)學(xué)課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的“缺位”[5]。學(xué)生在這種教學(xué)方式下學(xué)習(xí)，無法體驗到學(xué)習(xí)的快樂，也無法樹立探索精神和創(chuàng)新意識。隨著醫(yī)學(xué)模式由“生物醫(yī)學(xué)模式”向“生物—心理—社會醫(yī)學(xué)模式”的轉(zhuǎn)變，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，機器人手術(shù)、基因測序、精準(zhǔn)醫(yī)療和個性化醫(yī)療等在悄然改變著當(dāng)今醫(yī)學(xué)的發(fā)展[6]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，已經(jīng)對醫(yī)學(xué)人才的數(shù)學(xué)素質(zhì)提出了更高要求。醫(yī)學(xué)和數(shù)學(xué)相互滲透，使醫(yī)學(xué)中定性化的科學(xué)問題能定量研究，能更加有效地探索醫(yī)學(xué)科學(xué)中物質(zhì)間量與量的規(guī)律性關(guān)系，向定量、精準(zhǔn)、可控制和可預(yù)測的方向邁進，并派生出像生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)、智能醫(yī)學(xué)工程學(xué)、新醫(yī)科智能醫(yī)學(xué)工程學(xué)等新型學(xué)科[7]，醫(yī)學(xué)院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)正面臨新的挑戰(zhàn)。

20世紀(jì)80年代，美國心理學(xué)家Deci Edward L和Ryan Richard M等提出了自我決定理論(self-deter- mination theory,SDT)，該理論認(rèn)為人類行為產(chǎn)生及發(fā)展與自主需要、能力需要和歸屬感需要相關(guān)，強調(diào)個體在自我發(fā)展過程中的主體能動性，重視個體主動性與外界環(huán)境影響的辯證關(guān)系。自我決定理論既強調(diào)內(nèi)在動機，又關(guān)注外在動機是如何影響內(nèi)在動機[8]。自我決定理論的分支——有機整合理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)環(huán)境可以通過支持學(xué)生自主、勝任、歸屬三種基本心理需要的滿足來增強學(xué)習(xí)動機、促進外部動機的內(nèi)化、保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果；但是，當(dāng)前醫(yī)學(xué)院校講授高等數(shù)學(xué)課的教師大部分畢業(yè)于數(shù)學(xué)專業(yè)，缺乏相關(guān)醫(yī)學(xué)知識，需及時補充，需要將醫(yī)學(xué)知識和數(shù)學(xué)知識有機融合在一起，使學(xué)生體會到數(shù)學(xué)對所學(xué)專業(yè)的作用。而教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的設(shè)計者和實施者，必須樹立將數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)方法如何滲透到醫(yī)學(xué)科學(xué)研究與實踐中的觀念，必須具備數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)科及應(yīng)用學(xué)科知識解決實際問題的能力，同時還要具備信息化教學(xué)能力。為此，教師要轉(zhuǎn)變現(xiàn)有教學(xué)理念，樹立不斷學(xué)習(xí)新知識和新技能的意識，補充與完善自身知識結(jié)構(gòu)；其次，要借用各種教學(xué)平臺提升自身信息化教學(xué)水平[9]。

2 改革教學(xué)內(nèi)容，融合醫(yī)學(xué)知識

2.1 根據(jù)教學(xué)實際，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是關(guān)系學(xué)生學(xué)習(xí)動機行為大小的直接影響因素。當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容激發(fā)了學(xué)生的能力知覺和自主感時，學(xué)習(xí)動機就會加強。目前，醫(yī)學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)課程學(xué)時數(shù)有限，為使學(xué)生在有限的時間內(nèi)獲取必要的基礎(chǔ)知識，需要根據(jù)醫(yī)學(xué)院校特點優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容：

精選教學(xué)內(nèi)容、突出重點，讓學(xué)生在體會到數(shù)學(xué)思維過程的同時也能感受到其應(yīng)用價值。盡管新課標(biāo)下的高中數(shù)學(xué)教材含有極限、導(dǎo)數(shù)、定積分等知識點，但多數(shù)概念淺顯、理論不完善，與高等數(shù)學(xué)內(nèi)容有一定差距，使部分學(xué)生感到學(xué)習(xí)困難，授課教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)情對高等數(shù)學(xué)內(nèi)容作適當(dāng)?shù)膭h減和補充，做好與中學(xué)數(shù)學(xué)知識前后的銜接[10]。對中學(xué)學(xué)過的內(nèi)容可以采用復(fù)習(xí)法、專題練習(xí)法，對沒學(xué)過、難理解的內(nèi)容采用重點講授。要以實用為標(biāo)準(zhǔn)，多結(jié)合醫(yī)學(xué)實例進行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和積極性，拓寬學(xué)生視野和知識面。比如在導(dǎo)數(shù)概念內(nèi)容融入藥液進入機體血液后，如何計算血藥濃度下降過程中隨時間的下降速度，使學(xué)生對導(dǎo)數(shù)概念在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用有了初步認(rèn)識，覺得數(shù)學(xué)不再枯燥乏味，反響很好。

另外，要立足于后續(xù)課程的應(yīng)用，敢于簡化與后續(xù)課程關(guān)系不大的內(nèi)容，如重點讓學(xué)生明白概念和公式的使用，盡量避免繁瑣的定理證明和公式的推導(dǎo)，讓學(xué)生理解怎樣使用、怎樣解決實際問題即可。

2.2 利用數(shù)學(xué)建模，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

數(shù)學(xué)模型是連接數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)實際問題的橋梁，是學(xué)生數(shù)學(xué)理論知識與數(shù)學(xué)應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點[11]。在高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容中融入數(shù)學(xué)建模案例，引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)學(xué)建模對醫(yī)學(xué)實際問題及其內(nèi)在規(guī)律進行合理假設(shè)，簡化、抽象、提煉成數(shù)學(xué)問題，并對其進行求解，將結(jié)果經(jīng)過證明、推導(dǎo)，對實際問題進行解釋、驗證及預(yù)測。如定積分概念看似抽象，其實與測量正常人血液胰島素的平均濃度、脈管穩(wěn)定流動的血流量等具體醫(yī)學(xué)問題密切關(guān)聯(lián)。當(dāng)下發(fā)生的新冠肺炎疫情，國內(nèi)和國際的醫(yī)學(xué)研究者都用數(shù)學(xué)模型預(yù)測了疫情的拐點、感染人數(shù)等。使學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)建模方法的同時也深刻體會到數(shù)學(xué)是解決醫(yī)學(xué)實際問題的強有力工具。在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，提供了大量有廣度和深度的教學(xué)空間，只有這種空間設(shè)計策略才能支持和幫助學(xué)生開展有意義的深度學(xué)習(xí)。

樹立學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識,使學(xué)習(xí)不再是階段性行為，而是貫穿一生的主動行為[12]。根據(jù)自我決定理論，學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)需要有一種內(nèi)在的心理需求驅(qū)使。當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機受到外部支持時，學(xué)習(xí)的可能性就會極大增強，并會形成內(nèi)在驅(qū)動機制，就會愿意或嘗試開展學(xué)習(xí)行動。開設(shè)生物數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)實驗課，讓學(xué)生在學(xué)完“醫(yī)用高等數(shù)學(xué)”課程后及時利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)軟件包進行運算或演示，開展探索任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，發(fā)揮教師的組織和引導(dǎo)作用，促進學(xué)生創(chuàng)造能力和實踐能力的提升[13-14]。在教學(xué)中依據(jù)生物數(shù)學(xué)知識點的規(guī)律和層次關(guān)系設(shè)置整體框架結(jié)構(gòu)圖：先由教師依據(jù)結(jié)構(gòu)圖來啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和體驗知識的生成過程，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨立思考和解決問題的能力。在研究過程中及時發(fā)現(xiàn)存在的遺漏知識點或教學(xué)盲區(qū)并加以修改，逐步達(dá)到完善的生物數(shù)學(xué)知識體系架構(gòu)，為提升學(xué)生實踐能力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性、主動性，發(fā)揮學(xué)生想象力、培養(yǎng)學(xué)生洞察力和創(chuàng)造力及數(shù)學(xué)表達(dá)能力奠定基礎(chǔ)。

每年舉辦的全國大學(xué)生建模競賽就是對在校學(xué)生動手能力的最佳契機。近幾年，學(xué)校每年都給在校學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課，在一年一度的全國大學(xué)生建模競賽(CMCM)取得了國家級二等獎、省級一、二、三等獎等若干獎項。實踐證明，數(shù)學(xué)建模能夠提升學(xué)生的實踐能力，也為其今后走上工作崗位奠定基礎(chǔ)。

3 改進教學(xué)方法，使其更加立體化

美國著名心理學(xué)家Rogers在1951年提出“以學(xué)生為中心”的觀點，他認(rèn)為教學(xué)過程的重心是“學(xué)會學(xué)習(xí)”[15]。圍繞“以學(xué)生為中心”的教育理念，山西醫(yī)科大學(xué)結(jié)合教學(xué)實際情況，提出培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力、自我提升、團隊合作、臨床思維等“m-active”模式。建設(shè)一流本科教育課程體系，高等數(shù)學(xué)課程是其重要的基礎(chǔ)部分，對培養(yǎng)和提升學(xué)生的邏輯思維能力及運用數(shù)學(xué)知識解決問題能力至關(guān)重要。改變現(xiàn)有教學(xué)方法，真正把學(xué)生的學(xué)作為教的出發(fā)點和根本歸宿，激發(fā)學(xué)生求知欲，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)能力，教師在這一過程中扮演著重要角色。如何強化和促進這一過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會學(xué)習(xí)、收獲知識，感到學(xué)習(xí)的快樂，努力實現(xiàn)學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)[16]，需要授課教師精心設(shè)計和打造。教師要改變以往單向信息傳遞的“填鴨式”教學(xué)模式，除了利用好多媒體教學(xué)工具外，需將互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源進行整合，形成適合不同專業(yè)學(xué)生的教學(xué)資源進行線上線下混合式教學(xué)。利用學(xué)習(xí)通平臺智慧教學(xué)工具作為媒介，協(xié)調(diào)不同程度學(xué)生的學(xué)習(xí)；積極創(chuàng)造條件，促進教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生，師生與媒體的廣泛交流，使信息系統(tǒng)呈多元化、網(wǎng)絡(luò)化的多向傳遞。逐步構(gòu)建一種多角度、全方位、多向信息交流的互動式教學(xué)模式，打造互聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)學(xué)教學(xué)的新形態(tài)。

以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)要設(shè)計具有高度投入和主動學(xué)習(xí)特征的學(xué)習(xí)活動。教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，合理把握教學(xué)情境的入口坡度和問題梯度。入口的選擇應(yīng)在學(xué)生“已知區(qū)”和“最近發(fā)展區(qū)”的結(jié)合點上，學(xué)生跳一跳就能夠得著果子，使學(xué)生的思維強度出現(xiàn)“臨界狀態(tài)”，激發(fā)其積極主動地探求新知識。使新舊知識發(fā)生相互作用，產(chǎn)生有機聯(lián)系的知識結(jié)構(gòu)，使學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的“最近發(fā)展區(qū)”上升為“已知區(qū)”。教師要善于利用知識的內(nèi)在聯(lián)系，提出問題，揭示矛盾，激發(fā)學(xué)生不斷探求的欲望。教師應(yīng)綜合運用多種教學(xué)方法進行教學(xué)：采用學(xué)生主講、教師補充的翻轉(zhuǎn)課堂[17]，此種教學(xué)方法旨在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和綜合分析問題能力，學(xué)生在準(zhǔn)備講課的過程中會做大量的準(zhǔn)備工作，其自主學(xué)習(xí)能力就會得到不斷提升；基于問題的學(xué)習(xí)(problem-based learning，PBL)教學(xué)模式[18]是教師針對教學(xué)中的難點和重點組織學(xué)生進行分組討論，最后總結(jié)分析。要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實際和思維特點，課堂設(shè)問由易到難，由淺入深，由形象到抽象，層層遞進，使學(xué)生的思維由“未知區(qū)”向“最近發(fā)展區(qū)”，最后向“已知區(qū)”轉(zhuǎn)化，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

利用超星學(xué)習(xí)通投屏手段顯示學(xué)生的正確率、參與率和選題比率，改善學(xué)習(xí)體驗，幫助學(xué)生形成積極的自我概念，提升學(xué)生對學(xué)校的認(rèn)同感和歸屬感，激發(fā)他們更加積極主動地學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺到自己智慧的力量，體驗到創(chuàng)造的快樂，使其產(chǎn)生學(xué)習(xí)責(zé)任感，促進學(xué)習(xí)價值內(nèi)化。此時，學(xué)生進行的就是深度智慧學(xué)習(xí)[19]。

4 改變評價方法，建立更加全面的評價體系

建立科學(xué)的教育評價體系是培養(yǎng)創(chuàng)新性醫(yī)學(xué)人才的主要環(huán)節(jié)和質(zhì)量保障[20]。合理、公正評價學(xué)生學(xué)習(xí)能力和效果是整個教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，在整個課程教學(xué)過程中起著激勵與反饋作用，是考核與評價學(xué)生對學(xué)習(xí)過程把握和學(xué)習(xí)效果的量化指標(biāo)。建立科學(xué)有效的評價指標(biāo)體系，必須加大過程性考核力度，既關(guān)注學(xué)生線上線下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識以及運用能力的過程和結(jié)果，又能揭示問題，及時調(diào)整與改進教學(xué)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。通過設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生從知識學(xué)習(xí)訓(xùn)練的淺層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樗季S構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)，改變過去單一依靠作業(yè)反饋、期末試卷檢測的學(xué)業(yè)評價。增強學(xué)生問題反饋、思維反饋和作業(yè)反饋等評價項，逐步完善課程考核方案，將課程考核滲透到學(xué)生學(xué)習(xí)的每一個環(huán)節(jié)(如圖1所示)。

圖1 學(xué)生過程性學(xué)習(xí)成績評價

借助教學(xué)平臺完成過程性考核，以教學(xué)平臺分?jǐn)?shù)記錄為依據(jù)來進行計算，期末考核以考試卷面成績?yōu)橐罁?jù)。在過程考核評價方法中，建立學(xué)生自評、互評和教師評價相結(jié)合的評價體系，使評價方式多元化[20-21]，促進學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果的提高。對學(xué)習(xí)過程和效果進行綜合評價，形成既注重過程評價又注重教學(xué)效果的綜合考核評價體系，使學(xué)生成為真正的學(xué)習(xí)主體，真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)[22]。

學(xué)生通過智慧化平臺自我監(jiān)測學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量，從而自覺主動地調(diào)整學(xué)習(xí)計劃，提升學(xué)習(xí)效果，增加學(xué)習(xí)的體驗感和獲得感。學(xué)生反饋線上教學(xué)最能反映學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性：它不受空間和時間的限制，可以反復(fù)觀看視頻、體會自律。通過加大過程性考核的實踐，大部分學(xué)生認(rèn)為比較客觀考核了學(xué)生總體學(xué)習(xí)狀況。

在“新醫(yī)科”背景下，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)及多媒體優(yōu)勢，做學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，學(xué)習(xí)資源的提供者，學(xué)習(xí)活動的設(shè)計者、組織者和點撥者，改變教師角色，這是新時期賦予數(shù)學(xué)教育工作者的任務(wù)與使命。