浅谈高等数学在现代医学中的作用
一、高等数学在医学领域的应用
数学是一门语言, 它是表达量变和质变最完美的工具; 数学又是一种感觉, 它是科学迅速超越时空的触角。恩格斯曾对数学做过如下定义: 数学是研究现实世界的空间形式与数量关系的
科学。数学是基础教育中最受重视的学科之一, 并贯穿于整个基础教育阶段。高等数学教育则几乎覆盖了大学本科阶段所有自然学科领域和部分人文社会学科领域。
随着计算机科学技术的不断发展, 数学的社会化程度也日
益提高, 数学的思想、观点、方法已广泛地渗透到自然科学和社会科学的各个领域。数学在传统领域的应用, 以及在新领域取得的许多重要进程, 使得数学在医学领域中的作用也不断突出。数学与医学, 特别是生物医学的结合越来越紧密。例如, 可以为生物医学工程学、细胞分子生物学、肿瘤生长动力学、药物动力学等现代生物医学做出定性描述向定量描述的趋变; 常微分方程
可以运用到临床医学的定量分析和群体医学的动态分析; 生物
统计学、概率论可以为药物使用、人口统计与流行病、公共卫生管理等作出决策; 数学可为医学基础、临床医学、预防医学建立医学数学模型, 经过数学处理得到可供人们作出分析、判断、预测和决策的定量结果; 临床治疗和医学科研所使用到的各种高、精、尖端医学仪器都离不开数学和计算机科学的支持, 等等。
马克思曾说过:“一门科学只有成功地应用数学时, 才算达
到了完善的地步。”因此可以看出, 数学与现代医学结合程度将决定现代医学的发展程度。中科院在《21 世纪初科学发展趋势》的研究报告中指出, 生命科学“可能发展成为科学革命的中心”, 数学科学则“一直是整个科学技术发展的带动因素”, 加快数学在医学领域的应用和发展是当今医学发展的必然趋势。
二、高等数学教育在医学教育中的作用及意义
数学的思维方式、计量分析技术有力地推动了现代医学的
迅速发展。强调用数学、统计学研究并解决医学问题的思路和方法, 增强对医学问题进行定量分析与处理的能力, 提高医学科研
水平, 促进临床工作进一步精确化、科学化早已成为各国高等医学教育所关注的重要内容。目前国内绝大多数的医学院校都在
大学一年级开设了《医用高等数学》。笔者认为, 开设这门课程除了可以扩大学生知识面以外, 还有着如下五个方面的作用及意义:
1. 高数教育可以加强医学生的道德教育
抽象性是数学的基本特征之一, 具体表现为推理的严谨性、
表达的准确性、类别的归纳性、计算的规定性、定义的唯一性等等。学生在学习高数的同时, 也能受到其特性的影响: 教育过程
中数学史的讲解可以激发学生的爱国主义热情; 逻辑性的推理
可以培养学生严谨的思维模式; 公理、定义、计算规则的唯一性要求可以使学生形成对法律法规、社会公德的内在自我约束; 对问题的归类、分析可以培养学生灵活思考问题、周密总结分析的
能力; 数学计算的条理性也有利于培养学生在工作中的敬业精
神和责任感, 培养严谨认真的医德医风; 开展数学建模可以提高
医学生合作学习的能力, 有助于工作中团队精神的发挥。
2. 高数教育可以完善医学生的素质教育
数学不仅是一门学科, 一种工具, 更蕴涵着丰富的辨证哲
理。无论是中国古代数学、古希腊数学还是近现代数学的发展,
都自始至终地受到当时哲学思想的影响, 深入地挖掘它潜在的
辨证哲学, 可以帮助学生树立和形成辨证唯物主义的世界观和
方法论; 数学的批判精神、演绎思想可以培养医学生的批判性思维训练, 树立勇于追求真理, 不盲目迷信的科学精神; 数学探索
中的挫折有助于学生养成乐观向上、积极进取、百折不挠的心理素质, 锻炼学生的毅力和勇气; 数学给予人们的不仅是知识, 最
重要的是能力, 这种能力包括直观思维、逻辑思维、精确计算和准确判断。所以, 高等数学在素质教育中的作用是其他课程无法企及的。
3. 数学可以培养医学生的创新精神
创新是一个民族进步的灵魂, 是一个国家兴旺发达的不竭
动力。任何一门学科, 若没有创造性的发展, 都终将会被人们所
遗弃。创造性思维是提供创新力的动力和源泉。数学正是一门经过严格逻辑论证的精确学科, 它除了可以锻炼人类敏锐的判断力、理解力、探索力之外, 还可以对人类的大脑进行思维训练。医用高等数学提倡的是把教学过程看作一个创新能力的培养过
程, 并不强调学生对算法的追求。医学数学教学中所使用到的类
比思维、逆反思维、归纳思维、发散思维、推想思维都能激发医学生对医学实际问题的思考和探索。这样不仅可以使得医学生熟
悉和掌握多种解决问题的方法手段, 还能提高其创新思维能力,
提高其工作能力和科研能力。
4. 高数教育有助于医学与其他学科的交叉发展
随着医学模式的转变和高科技的发展, 生物医学科学的发
展将会受到自然科学和人文社会科学的影响和制约, 三者的紧
密结合和相互渗透将会并已经创造出许多新兴的边缘交叉学
科, 如生物信息学、生物统计学、数理医药学、数量遗传学、生物
数学等等。以生物技术和生物医学工程为主导技术的分子生物
学将会成为本世纪里医学新的发展领域。加强医学生的数学教
育, 有利于他们掌握高等数学的基本方法和理论; 培养医学生的
数学应用意识, 能够为其学习新理论和应用新技术作好知识准
备; 能够提高医学生运用数学思想去分析解决临床实践、理论创
新及学科研究的能力; 将有助于医学学科的可持续性发展, 能够
提高医学生日后的工作效率和终身受教育的能力。
5. 高数教育可以提高医学生的美学能力
数学不仅是一门自然学科, 同时又是一门艺术。哲学家和数
学家罗素曾提出:“数学, 如果正确地看它, 不但拥有真理, 而且
也有至高的美。”数学的美具有对称性、统一性、和谐性、社会性、民族文化性和客观实在性等特征。数学对美的追求体现在将杂
