关于自主学习教学模式应用研究

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在信息时代，知识的更新速度越来越快，培养大学生的自主学习能力，对其树立终身学习意识具有非常重要的意义。随着高等教育课程改革的不断推进，如何培养大学生的自主学习能力已越来越受到广大教育工作者的关注。数学一直都是自然科学的基础，亦是重大技术变革和创新的基石。数学已成为国防、航空航天、人工智能、医药生物、信息技术等各个领域必不可少的部分。信息时代，数学研究的实力在很大程度上影响着国家的科技创新能力。纵观历史，几乎所有重大技术发现和变革都与数学研究的发展、进步密不可分。２０１８年，国务院发布了《关于全面加强基础科学研究的若干意见》，其中明确指出要加强对基础科学的研究，对数学等重要基础学科要给予更多支持。２０１９年７月，科技部办公厅、教育部办公厅、中科院办公厅、自然科学基金委办公室联合印发的《关于加强数学科学研究工作方案》中，也提出要对数学加大支持力度。我们的社会已进入到大数据时代，海量的信息快速地更新迭代，故培养当代大学生敏捷的数学思维能力和优秀的自主学习能力尤为迫切和重要。

１自主学习教学模式的发展进程

美国在２０世纪６０年代就提出了自主学习的教学模式，并将其作为教学教育改革的重点。自主学习的定义和认识随着时间的推移在不断完善，不同的专家学者也提出了一些观念。如２０世纪７０年代，Ｈｏｌｅｃ最早在英语课程教学时提出了“自主性”概念，“自主学习”就是学生能够积极主动管控自己的学习过程，对这一过程中的很多方面有相应的判断力，譬如制定自我学习目标、选择适宜的学习内容及合适的学习方法、保持良好的学习节奏、能精准自我评价学习效果等。９０年代，Ｌｉｔｔｌｅ提出，自主学习是学生能够独立主动地批判性思考和制定决策的能力。在现阶段，国内学者庞维国认为，若学生在学前能明了学习目标，制定学习计划，作好相应准备，对学习进度、学习方法能很好地自我把控和自我调节，对学习最终结果进行自我思考和总结，那么其学习就是自主的。李东兴则指出，自主学习是学生在相应的教学目标下，通过教师的引导，根据现有教学条件和专业自主选择学习目标、内容、方式，并通过自我评估调整的学习过程［１－２］。自主学习教学模式继承了国内外许多优秀教学成果，摒弃了课堂教学中“填鸭式”等弊端。其从现代教学理论出发，尊敬学生的主观能动性，鼓励学生主动参与、自主学习、独立思考，充分发挥学生的积极性和创造性，通过指导和激励学生自主参与教学活动，提高学生的学习兴趣，使学生由被动接受变为主动获取，由不爱学变为喜欢学，在自主学习的过程中培养自学新知的能力，进而达到提高教学质量和学习效率的目的［３］。高等数学是医药类专业的基础课，不但能为学生以后的专业课学习提供必要的数学知识，培养相应的数理思维，而且有助于学生专业能力和素质的提升。作为基础性学科的数学，在自然科学、工程技术、信息技术等领域发挥着重要作用。随着科技的发展，获取数据越来越容易，中医药领域也存在大量的实验和临床数据，学生具备较强的数学思维和数据分析能力，对今后中医药的专业研究和发展会起到越来越重要的作用。在创新型人才培养过程中，对数学类课程教学进行改革，培养学生的数学思维及运用数学的方法分析及解决问题的能力也十分重要。目前，大部分医药类专业的学生，专业知识较扎实，但当面对大量实验和临床数据时，往往感到茫然和无从下手，很多时候草草处理完数据就结束了，没有深度挖掘，以至于错过很多重要信息，造成数据资源的浪费。未来的人才不仅要有扎实的专业基础，还要有过硬的数据处理能力和很强的数学思维能力，能够对海量数据进行筛选，并从中寻找出规律，让数学更好地服务于医学和药学，推动医药学科的进一步发展。

２高等数学自主学习教学存在的问题

２．１课时少，重视程度不够

虽然高等数学的自主学习一直以来是关注的重点，但也是教学的难点。特别是中医药院校，由于该课程为一门纯粹的基础课，课时少，学生重视程度不够。

２．２自主学习教学方法单一

从大多数高校看，数学教师授课仍采用的是传统的教学手段，即一支笔、一本教科书和一块黑板。教师在黑板上板书，学生在下面听讲。即使是多媒体教学，也只是借助多媒体设施，在ＰＰＴ讲解的基础上加部分板书。而数学是一个需要学生主动参与、积极思考才会产生共鸣的学科，这种被动的教学模式，使教学枯燥乏味，严重阻碍了学生的创新思维和学习的兴趣，更不要说让学生自主学习了。

２．３自主学习内容选择欠妥

在高等数学的教学过程中，教师在布置自主学习内容时，往往只是课本知识的预复习，导致学生误解为自主学习仅仅为提前预习课程内容，从而打击了学生自主学习的积极性。众所周知，数学建模是将一个现实问题根据其内在规律，做出一定的简化和假设，运用合适的数学工具将它转化为明确的数学问题，用数学方法精确或近似地解决该问题，并根据求得的结果回到实际问题中，检验结果是否与实际现象相符合的过程。这一过程会多次反复求证，直到最后能较好地解决实际问题［４－５］。由此可见，数学建模强调的是学生自主学习能力的培养，重在学生对实际问题进行探索，关注学生在探究问题过程中提出问题、分析问题、研究简化问题并最终解决核心问题的能力。该教学模式自始至终强调学生的自主学习，因此数学建模是一个很好的培养学生自主学习能力的载体。以医药数学模型案例为基础，构建自主学习模式，可以很好地解决高等数学自主学习存在的内容单一枯燥等问题。

３以数学建模为基础的自主学习教学模式的构建

由于医药类院校数学课程少，目前只有少数中医药院校开展了专门的学生数学建模活动，并每年组织学生参加全国和美国大学生数学建模竞赛。构建中医药院校高等数学的自主学习教学模式，选择哪些医药数学模型是核心，只有与学生专业紧密相关的案例，才能引起学生的关注和兴趣。模型案例的选择需要教师的长期积累和沉淀，而中医药院校开展数学建模活动较晚，教师建模意识比较淡薄，对数学建模的了解和研究尚处于模糊状态，对重要性也缺乏清晰的认识，加之经验匮乏、组织不力，故而难以形成一种凝聚力和推动力。中医药院校参加数学建模竞赛也只有短短几年的时间，对于组织和培训还处在摸索阶段，虽然取得了一些成绩，但仍存在活动组织困难大和不稳定等情况。因此，中医药院校的数学教师应具有较强的建模意识和较高的建模水平，而这不仅对教学内容、教学方法和教学要求提出了更高要求，也需要教师更新自我教育观念，抛弃传统的数学研究的重点是公式、定理和证明推理的数学教学思维，提炼医药类数学模型案例，以数学建模活动为载体，有效促进医学生开展自主性学习活动。

３．１教师知识拓展，教学观念更新

教师在日常教学中除了要补充一些数学发展进展等专业知识外，还要不断更新数学建模理论及与其相关的一些应用领域的知识，能够结合不同专业的情况，将其巧妙地应用、融合在自主学习的教学过程中。通过积极探索与实践，不断总结经验，并积极与国内同行交流学习，参考兄弟院校的模式和成熟经验，结合自身的优缺点，逐步掌握适合中医药院校数学建模教学与实践的规律。

３．２医药数学模型案例累积

我们在带领学生参加各类数学建模比赛中累积了丰富的案例，如对某些医药问题进行机理分析时，数学模型的方法就较为常用，而且十分有效。为此，我们根据课程内容，精心设计了不同章节的案例。①基于房室模型的丹红注射液原儿茶醛药代动力学模型。②基于神经网络优选甘草提取工艺模型。③肿瘤生长和放疗的动力学数学模型。④埃博拉疫情传播数学模型。⑤动态优化药品生产策略数学模型。

３．３模型案例与自主教学模式的有机融合

以肿瘤生长和放疗的动力学数学模型为例，在讲授微分方程这一内容时，在介绍微分方程背景和具体应用时，先将该模型和涉及的实际问题介绍给学生，引起学生的思考和兴趣。随着学习的深入，不断围绕这个问题进一步做一些模型假设、简化、调整、完善，最后建立肿瘤体积随时间变化的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ模型数学模型，并基于线性－二次模型，建立单次放疗和分次放疗优化模型，确定肿瘤相关参数，从而把研究结果作为放疗治疗方法选择的参考。这样在教学过程中，学生能自己思考，自主学习，解决问题，不仅能扭转学生认为高等数学是纯粹的理论计算和他们专业无关的错误观念，提高学习数学的兴趣，而且也能提高医学生的数理逻辑思维能力和数据挖掘分析能力。

４结语

以数学模型为基础的自主教学模式是在传授数学知识的同时将重点放在关注学生自主学习能力的提高上。教学中选取的数学模型案例都是结合学生的特点，在专业领域中的实际研究问题演变而成，这不仅为学生今后的专业学习提供了坚实的数理应用基础，也在一定程度上提高了学生学习数学这门课的兴趣和热情，克服了以往高等数学课堂教学偏重理论的不足。目前很多中医药院校为了寻求更大发展，纷纷创建了与医药学专业交叉融合的信息技术学科，旨在培养具有医药学背景知识的信息应用平台开发人才，这就需要我们的学生学习数学后能够学以致用，不能仅停留在习题的演算上。同时，中医药院校的科学实验会涌现大量数据，应用数学建模的思维，利用计算机数据处理软件处理分析这些数据，能极大地提高数据处理速度和解决实际问题的效率。

参考文献

［１］安婷，孟亚峰，韩春辉．浅谈大学生自主学习能力［Ｊ］．教育理论，２０１８（１）：２１２２．

［２］庞维国．自主学习：学与教的原理与策略［Ｍ］．上海：华东师范大学出版社，２００３．

［３］孙健．高等数学自主学习的问题与对策研究［Ｊ］．数学学习与研究，２０１５（１）：２０．

［４］姜启源．数学模型［Ｍ］．５版．北京：高等教育出版社，２０２１．

［５］崔海英，侯文宇，李林杉．把数学建模融入高等数学教学中的两个案例［Ｊ］．北京联合大学学报（自然科学版），２０１０（３）：８２８４．

作者:许华萍 金伟锋 单位:浙江中医药大学