问题导向模式在药学专业高等数学教学中的应用研究

曹敏 魏韶锋 张睿 王静 温媛清

【摘要】问题导向教学法是一种以学生为中心的教学模式，将它与药学专业的一些问题相结合，可以有效激发学生的学习兴趣，提高教学质量，培养学生的各种能力.

【关键词】问题导向教学法;高等数学;药学专业

【基金项目】江西中医药大学2016年校级教改：2016jzqn-10.

一、药学专业高等数学教学的现状与问题

高等数学的应用非常广泛，是学习现代科学技术必不可少的工具，也是药学专业的一门重要的基础理论课，故高效的高等数学教学有利于促进药学专业学生的全面发展.对于药学类专业的学生来说，高等数学的许多内容是非常抽象的，并且部分教师对教学内容的处理大多是运用传统教学模式，即以教师为中心，按给出定义—给出定理—证明定理—讲解例题—学生练习的模式教学.如此一来，学生难以融入教学情境之中，不会主动地去思考如何根据问题情境解决问题，而是等待教师给出答案.在这种教学模式下，学生会花费大量的精力去识记定义、定理和解题方法等，长此以往，学生只会解决曾经解决过的问题，一旦变换条件便束手无策.在国家提出高校人才培养的目标应由“知识传授为主”向“能力培养为主”转变的大前提下，这种教学方法已不能适应培养应用型人才的目标，因此，如何进行药学专业高等数学教学方法的改革，提高学生主动学习的积极性，是当前药学专业高等数学课程迫切需要解决的一个重要课题.

数学家哈尔莫斯说过：“问题是数学的心脏.”由此可见，问题对于数学的重要性.问题导向教学法以问题为驱动，以教师提出问题、学生解决问题为主要教学环节激发学生的思维，通过问题的牵引帮助学生克服学习的难点，并结合药学专业课内容有效地调动学生学习的主动性，让学生把已学知识和未学知识联系起来，保证学生思维的连贯性，这对于提高药学专业高等数学教学效果具有一定的指导意义.

二、问题导向教学模式的构建

1.方法与分组

笔者选取了我院大一药学专业的两个班进行对比试验.我院药学专业招录的所有新生均为理科生，且随机分班，两个班的入学成绩尤其是数学成绩无显著性差异.选取其中一个班作为实验班，部分知识点采用“问题导向教学法”，另一个班作为对照班，全程采用传统的教学方法.

2.实施方案

高等数学中的知识点都是非常抽象的，如果直接讲解，学生肯定很难理解.但是每一个知识点又都是有现实渊源的，因此，教师可以结合药学专业课知识提出相关的问题，然后让学生自己去概括和理解相关概念，教师从旁点拨.按照问题导向教学法的模式，整个教学分三个过程.

（1）课前提出问题

这个过程主要是教师根据教学大纲提前设计好药学专业课与高等数学相结合的问题.对于问题设计，教师要先分析学生水平、教学内容，然后设计合理的问题，在合适的时间提出相对应的问题.

问题1：在某刚体的变速转动过程中，已知刚体转动发生的角位移θ与运动时间t的函数关系式为θ=f（t），求t0时刻的瞬时角速度.（出自药学专业课《药用物理学》中的“角速度”一节，相应高数知识点为“导数的概念”）

问题2：把读数为25℃的温度计放到室外，20分钟后，读数为28.2℃，再过20分钟读数为30.32℃，试推算一下室外温度是多少.（提示：与牛顿冷却定律有关）（出自药学专业课《化工原理》中的“牛顿冷却定律”一节，相应高数知识点为“常微分方程”）

问题3：理想气体的状态方程为pV=nRT，R为摩尔气体常数，令n=1，如何求恒温时压强关于体积的变化率？又如何求恒容时压强关于温度的变化率？（出自药学专业课《物理化学》中的“理想气体状态方程”，相应高数知识点为“多元函数的偏导数”）

（2）课下分析问题

对于上一个阶段老师提出的问题，学生不可能在高等数学教科书上找到答案，只能通过其他方式解决.虽然学生高中的时候可能接触过相关的知识点，但高中时学的知识都比较浅，大一的时候又还没有学过相关专业课，所以题目相对而言比较难，要解决的问题比较多，而班级学生分组合作是个不错的方法.在这一过程中，教师让学生自由分组，通过网络、图书馆等途径查找资料解决问题，既可以锻炼学生团队协作的能力，又可以提高学生的自主学习能力.

（3）课上回答、讨论问题，解决问题

随机抽一或两组分享他们的学习成果，其他小组也可随时补充，老师最后进行总结，借此引入高等数学相关的知识点，做好收尾工作.

解决问题1：由题可知，刚体在t0～t时间内的角位移为f（t）-f（t0），则角位移与所用时间之比称为这段时间内的平均角速度，用ω-表示，即

ω-=f（t）-f（t0）t-t0.

结合前一章学习的极限概念，我们可以知道t0时刻的瞬时角速度为

ω0=limt→t0f（t）-f（t0）t-t0.

这时所求量为相应的函数增量与自变量增量之比的极限，由此引入函数y=f（x）在点x0处可导的定义式：

f′（x0）=limx→x0f（x）-f（x0）x-x0=limΔx→0ΔyΔx.

解决问题2：牛顿冷却定律——将温度为x0的物体放入处于常温m的介质中，则该物体的冷却率正比于物体温度与周围介质温度的差.

设物体在t时刻的温度为x（t）， 则

dxdt=-k（x-m），x（t0）=x0.

依題意，可设温度计放到室外t分钟后的温度为x（t）℃， 室外温度为m℃，则有

dxdt=-k（x-m），

t=0，x=25，

t=20，x=28.2，

t=40，x=30.32，

方程含有导数，跟学生之前接触的方程不一样，由此引入微分方程——含有未知函数的导数或微分的等式.

解决问题3：恒温——维持温度T不变，在这种情况下，状态方程就变成了p是V的一元函数：p=RT[]V，压强p关于体积V的变化率就是p对V求导;同理，恒容——维持体积V不变，状态方程就变成了p是T的一元函数：p=RT[]V，压强p关于温度T的变化率就是p对T求导.

这就是说，一个二元函数要求因变量对其中一个自变量的导数，需要保持另外一个自变量不变，由此引入二元函数偏导数.

通过学生的分享，可以看出学生不仅自主学习了相关的专业课知识，温习了之前学习过的高等数学知识，还把两者结合到一起考虑，大大提高了学生自我获取知识再学习的能力，更加契合高校培养人才的目标.

三、结果

1.期末理论考试

两个班期末考试统一命题、统一考试、统一阅卷，通过对比考试成绩（参考图1、图2和表1），可以发现总体来说成绩分布比较符合客观规律，实验班成绩明显优于對照班.

2.效果评价

从课堂反应来看，采用“问题导向教学法”的课堂，学生明显要活跃许多，对知识点的理解也更深刻，学生能与教师更好地交流，将枯燥的纯理论课变成了生动的讨论课.

笔者对实验班发放了调查问卷，以此了解他们对“问题导向教学法”的评价.78份调查问卷全部收回，具体结果如表2.

四、结语

学生在解决问题的过程中，在高等数学和药学专业课之间建立了合理的联系，为之后学习专业课打好了基础.问题导向教学法培养了学生的自主学习能力，使学习由被动变为主动，提高了课堂效率.此外，在高等数学的教学中，问题导向教学法虽好，但并不是每个知识点都适合使用，教师要根据教学内容，结合学生实际，采用合适的教学方法，避免形式主义，这样才能真正提高课堂教学质量.

【参考文献】

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