“医理融合”下课程思政的教学实践

2021-10-09丁洪玲王子莹林梦瑶卢小青

华北理工大学学报(社会科学版) 2021年5期

丁洪玲，王子莹，林梦瑶，卢小青

(1.华北理工大学理学院，河北唐山 063210；2.华北理工大学生命科学学院，河北唐山 063210)

一、背景

习主席在讲话中明确了未来高校思想政治教育工作的具体思路，医学专业的数学教学要加强课程思政，在培养高素质实用型医务工作者中具有极其重要的作用，在课程思政理念下，针对医学专业高等数学的教学改革，贯彻“三学”人才的培养思路，在注重数学知识传授的同时，又挖掘其中蕴含的数学思想以及育人功能，在融入医学案例的同时，又渗透思政教育，实现全程育人，全方位育人。

二、“医理融合”的思政目标

目前，国家对大学生思想政治教育非常重视。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中，指出“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”。教育部印发了《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》，推动以“课程思政”为目标的课堂教学改革，把思想政治教育工作渗透在高等教育全过程，将高校各类课程中蕴含的思想政治教育元素与教育功能共同融入课堂教学环节，将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面，实现立德树人润物无声。在医用高等数学课程中渗透思想政治教育，是时代的要求，也是作为教师所面临的一项重要课题，需要我们在实践中不断地研究和探索，真正的做到教书育人。具体教学设计主要从两个方面入手。

一方面，增加医学专业高等数学教师的培训，提高教师的自我学习意识；教师要充分认识高等数学课程中渗透思政教育的意义，要转变思想，更新观念，真正地把课程思政的目标落到实处，明确教师的职责不仅仅是教书，也要育人。教师通过讲授课程内容的科学性、思想性，严谨的治学态度来感染学生，激励他们顽强拼搏，向目标奋进。因此，教师不仅要有扎实的数学知识，还要具备较高的思想政治理论知识，不断探索思政教育的新方法、新途径，准确把握学生所思、所想、所感、所需，将课程思政、医学知识和数学知识融为一体。

另一方面，医学专业的学生往往只重视自己的专业知识、专业技能的学习，忽视做为医者对职业道德、职业素养的汲取。这就要求教师既要重视书本知识的传授，又要加强学生职业道德、友爱奉献等医德的培养，帮助学生树立正确的数学文化观，形成数学文化的意识贯彻数学精神，强化数学思想意识；坚定民族文化的自信心，挖掘高等数学中的爱国主义思想。

三、学以致用，在实践中落实“课程思政”

(一)极限思想中的“课程思政”

(二)微积分学中的“课程思政”

高等数学是医学专业的的重要基础课程，它有着重要的育人价值，能引导和培养学生的逻辑推理能力、抽象思维能力、创新力和空间想象力。教学内容中，包含了极限、微分学、积分学、积分学的应用概率统计、微分方程六个部分，每一个知识点本身蕴含着一定的人生的哲理，看似抽象的知识中能感悟出一些特定的人生哲理，让学生在学习重点和难点的过程中，也能理解其中的人生哲理，达到对数学知识和思政教育的全面融合、相互渗透。

微积分学的发展分为了准备阶段(17世纪中叶以前)、创立阶段(17世纪下半叶-19世纪20年代)和完成阶段(19世纪20年代-19世纪末)。微积分思想的创立标志着高等数学由“常量数学”发展到“变量数学”，是数学发展史上的重要里程碑之一。这次转变具有重大的哲学意义，恩格斯曾指出：“数学史上的转折点是笛卡儿的变数。有了变数，运动进入了数学，有了变数，辩证法进入了数学，有了变数，微分和积分也就立刻成为必要的了”。微积分产生的历程可以深刻地体会到一个数学哲学的道理：任何一个数学理论的发现到确立都需要一个过程，他不是简单的一蹴而就，也不是一个智慧火花的简单迸发，而是一个思想进化、沉淀、酝酿的过程，也是一个不断积累和优化完善的过程。在定积分应用的课上，老师常常会提出这样一个思考题，“无界区域的面积一定是无穷大吗？”，同学们往往会想当然的认为无界区域的面积同样是无界的即无穷大。借助函数极限思想，以定积分的几何意义为出发点，循序渐进地引导和启发学生用已学数学知识，层层分析的逻辑推理思维，让学生掌握新的知识点，明白由曲线与直线以及横轴所围成的无界图形区域的面积为1。通过这样反常识的实际例子引入本堂课的内容，既能提高学生对本堂课学习的积极性，也让学生体会到了数学知识的美——抽象美、辩证美。从哲学的观点出发，分析导数概念中的量变和与质变，微分与积分的辨证关系，不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，不以善小而不为，不以恶小而为之。指出了微积分学中的美学价值，探析了微积分学中的哲学文化内涵，以培养学生的科学人文精神。学习数学不仅仅是为了应付期末考试，更重要的是用数学能够更好的解决实际问题、分析医学案例。一门重在培养学生的科学探究，创新思维，分析问题和解决问题的能力。告诉学生在平时看问题、想事情，一定站在科学的角度，用理性思维，辩证地看和思，不能想当然，更不能以偏概全，以点带面，下结论、做判断前要全局看待，全方位思考，不能绝对化，解决问题时要敢于创新，勇于突破。

(三)数学家们的爱国情怀

高等数学汇集了中西方优秀的数学家的思想及成果，这其中也有我国科学家的智慧，最为著名的数学著作《九章算术》，记载了许多优秀的数学思想和方法。在讲到相关知识点时，可以适当的引入这些数学家的典故，培样学生的爱国情怀。我国著名数学家苏步青，留学日本，1931年获得博士学位。他拒绝了日本各大高校的高薪聘请，毅然回国。到浙江大学教书，刚开始连续四个月没有工资，穷得温饱都成问题，而当时日本的帝国大学还保留6个月的工资，苏步青仍然没有再去日本的想法，可见其贫贱不能移爱国之心。抗日战争爆发后，日本帝国大学再次向他抛出橄榄枝时，他义正言辞的说：“我要留在自己的祖国，祖国再穷，我也要为她奋斗，为她服务！”提到苏步青之后，我们不得不提的一位耳熟能详的大数学家——华罗庚先生，在1938年，他拒绝了英国的挽留，放弃了舒适的工作生活环境，毅然回到西南联大与同胞们共渡难关。在新中国成立之初，美国数学界深知华罗庚先生的价值，提出了非常优厚的条件来挽留他，华罗庚先生不为所动。在1950年2月，悄悄地乘着一艘不太大的邮轮回到了祖国家乡。从此，将其一生献给了我国的科学研究事业，在近代中国的科学发展史上画上了浓墨重彩的一笔。在他的有限的生命里，给我们留下了无限的精神财富，其中有200多篇学术论文，10部专著，其中8部在国外翻译出版，部分被列为本世纪数学的经典著作，国际著名科学家将他的名字载入史册。这是中国科学界自豪，中华民族自豪！在一个国家的建设和发展中，高等数学发挥了很重要的计算作用，让学生充分认识到高等数学带来的优势，在课堂学习中激发学生的爱国主义情怀，立志成为一个对国家、对社会、对人民有用的人，德才兼备、时代需要的医务工作者。

四、“医理融合”下课程思政的教学设计

在实践中要以强化教学过程中的思想政治教育功能为核心目标，创新教学方法、丰富课程内涵、优化教学设计、改进课堂管理，通过课前、课中、课后、线上和线下等多个环节多种方式融入社会主义核心价值观的精髓要义，引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观，传播弘扬马克思主义科学理论，发挥高等数学在教学过程中的思想政治教育作用。

构建知识目标、能力目标、素质目标三位一体的教学模式。以导数的概念为例给出了课前、课中、课后的教学模式(见表1)。

表1 整体教学模式

运用启发式、探究式、讨论式等多种教学方法，激发学生的学习激情，引导学生掌握知识；在讲授数学知识的同时，融入医学案例，着力帮助学生建立“实际问题”与“所学知识”之间的联系，使学生在遇到问题后有思路、有目标、有方法。以导数的概念为例给出整体的课堂教学设计：

(一)课堂引入——问题驱动法

引入：导数和微分是微分学中两个最基本的概念，导数思想最早是由法国数学家费马提出的，导数反映了函数相对于自变量变化的快慢程度，即函数的变化率；微分则表达了自变量有微小的变化时，函数变化的近似值。下面来分析两个实例，从中探讨解决问题的基本思想方法，并给出导数的概念。

引例Ⅰ：高铁上速度显示屏385km/h；

引例Ⅱ：肿瘤细胞增殖速率问题；

讨论：这两个问题虽然来自不同的领域，但解决问题的方法是不是一样的呢？

培养目标：引入实际问题，思考问题，激发学习激情，提高学生学习的积极性。同时，让学生积极参与到课堂教学当中。

(二)引出所讲内容——渐进式教学法

类似的问题有：加速度——是速度增量与时间增量之比的极限；角速度——是转角增量与时间增量之比的极限；线密度——是质量增量与长度增量之比的极限；电流强度——是电量增量与时间增量之比的极限......

归纳总结：

Step1：求增量——给自变量一个改变量, 算出函数值的改变量；

培养目标：引导、启发、联想、探究、归纳、总结，培养联想类比的思维模式和解决实际问题的能力，从而挖掘自身的潜力。

(三)揭示本质、领会实质——直观化教学法

注意：导数的本质是一个特殊的增量比的极限。

定义Ⅱ：单侧导数：

右导数：

左导数：

培养目标：抛开问题的背景意义，总结问题之间的共性，给出定义，培养学生的探究、创新、归纳总结的能力。

(四)讲渊源，将数学知识融入医学案例——探究式教学法

导数的起源于1629年，法国数学家费马研究了作曲线的切线和求函数极值的方法；1637年左右，他写一篇手稿《求最大值与最小值的方法》。在求切线时，构造了差分。17世纪，数学家牛顿、莱布尼茨等从不同的角度系统地研究微积分。牛顿的微积分理论被称为“流数术”，他称变量为流量，称变量的变化率为流数，相当于我们所说的导数。到19世纪导数逐渐成熟的导数理论，1750年达朗贝尔提出了关于导数的一种观点。1823年，柯西给出了导数的定义。19世纪60年代以后，魏尔斯特拉斯构造了ε-δ语言，得到了现在常见的导数的定义。

在了解导数渊源之后，结合医学案例，让学生学会如何将数学知识应用到专业课程的当中。

案例Ⅰ：相对增长率

自然界生物的出生率和死亡率都受到生物所处的环境影响。当资源丰富、生存条件较好时，出生率增加，死亡率降低；当该生物总数过多、资源供不应求时，出生率减少而死亡率增加。假定某地区某生物出生率p和死亡率q是生物总数x的函数，即p=a-bx，q=c+dx，其中a,b,c,d都是正数，求相对增长速率？

案例Ⅱ：脉管稳定流动的血流量

设有半径为R，长度为L的一段血管，左端为相对动脉端，血压为。右端为相对静脉端，血压为。取血管的一个横截面，求单位时间内通过血管横截面的血流量Q？(如图1)

图1 血流量图

培养目标：讲渊源，了解导数的发展史，激发学习兴趣，有助于学生对概念、方法、原理的理解。

(五)课堂总结

通过对导数的学习，帮助引导学生用数学解决实际问题，随着科学技术的发展，高等数学在医药学中的应用也越来越广泛深入。医药学由传统的定性描述阶段向定性和定量分析相结合的阶段发展，数学方法成为医药学研究中的强有力的工具，下面给出两道思考题，旨在启发学生理解巩固本堂课所学的知识，同时，引导和强化学生用数学方法解决医学问题。也为后续的微积分学习奠定基础，激发学生的学习兴趣。

思考题Ⅰ：函数f(x)在某点x0处的导数f′(x0)与导数f′(x)有什么区别与联系？

思考题Ⅱ：药物在体内血液中的浓度称为血药浓度。按1(mg/kg)的比率给小鼠注射硫胺药物后，小鼠血液中的硫胺药物的浓度可用这个方程表示y=f(t)=-0.77t2+2.59t-1.06，其中y表示血液中硫胺药物的浓度(g/100L)，t表示注射后经历的时间(min)，问t为何值时，小鼠血液中的硫胺药物的浓度y达到最大值？(如图2)