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      生物工程高數教育思索

      2012-11-08 15:56 來源:生物醫學論文 人參與在線咨詢

      本文作者:馬翠 蔡昌啟 溫惠中 單位:第三軍醫大學數學與生物數學教研室 第三軍醫大學神經生物學教研室

      生物醫學工程(biomedicalengineering)是一門新興的邊緣學科,它綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法,目標是培養具備生命科學、電子技術、計算機技術的基礎理論和醫學與工程技術相結合的科研能力,勝任平戰時三軍綜合性衛生勤務保障工作,從事醫學電子設備、影像設備、軍事衛生裝備研究、設計、使用、維修和管理工作的高級工程技術人才。作為該專業的重要基礎課程之一,高等數學是學生掌握數學工具,培養理性思維的主要載體。通過學習該課程,可為后續課程(復變函數與積分變換、概率論與數理統計、生物數學建模與仿真)和部分醫學基礎課的學習以及將來從事生物醫學工程研究奠定必要的數學基礎。高等數學在培養生物醫學工程領域高技能人才培養目標所必需的基礎知識、基本能力和素質結構中,占有十分重要的地位[1]。如何提高高等數學教學質量是擺在該專業高等數學教師面前的重要任務。結合近年來教學工作實踐經驗,本文主要從如何提高課堂教學水平、培養學生自學能力兩方面進行初步探討。

      1改進方法,提高課堂教學水平

      課堂教學的好壞直接關系到教學質量的高低。課堂講授在整個教學過程中所占時間較長,與學生接觸較多,是一個重要環節。要搞好課堂教學,必須改進教學方法,提高教學水平。

      1.1充分備課,強化課堂教學“設計”理念:高等數學的內容體系業已成熟,教學參考資料琳瑯滿目。備課過程中,結合生物醫學工程專業的特點,在廣泛收集素材的基礎上,教師應不斷更新教學內容,博采眾長,融會貫通,明確重點、難點后,對教學內容進行總體設計,科學重組。根據課程標準和該專業的培養方案進行有效取舍、詳略得當,并付諸于教案與課件中,力求做到使教學內容脈絡更加清晰、銜接更加自然。課堂講授應留有“余地”,本著“少而精”的原則,既要堅持“在總體上壓縮學時,在內容不減少,重點、難點、目的要求不削弱,能力不減弱”的原則,又要在每個部分上靈活處理,有所伸縮,有所側重,采取有效途徑,在有限的學時內達到該專業的培養方案以及高等數學課程標準的要求,讓學生真正弄懂弄通。然而在規定的教學時間內,要達到較佳的教學效果,對教材內容的講授往往不能面面俱到、平鋪直敘,必須抓住精華、突出重點、把握主線,對重點內容要講深講透,突出一個“精”字[2]。對簡單內容要少講或不講,把那些學生能通過自學弄懂的問題留給他們自己去解決,即使是教師講授,也不要闔盤托出,而應留有余地,提綱挈領地講,把更多的思考空間留給學生自己發揮。此外,課堂設計提問時,對提什么樣的問題,提問題的時機,以什么形式提問,課前應有明確的安排。在習題課上,應注重揭示教學內容的內在聯系及規律,要使講授過的內容系統化、條理化,使學生對于所學課程內容有一個較清晰的脈絡框架。尤其是在習題課的例題設計上,應具有一定的深度、廣度和精度。講授時主要分析解題思路、方法和規律。作業布置也要有針對性,特別注重選題的質量,對成績較好的學生可適當增加一些選做題,體現層次性。當然,個別難題可給出必要提示。

      1.2取長補短,靈活采用教學手段:將多媒體與板書有機結合,取長補短,是提高高等數學的課程教學質量的有效途徑。例如,在證明定理、分析例題時,適當采用板書教學,使學生的思維得以連貫,在強化中不斷加深對知識的理解,效果較好。同時,教師可以用課件演示定義、定理以及與教學內容相關的背景材料、歷史故事、數學家照片、圖形等內容。這樣高等數學的教學更加直觀,會給學生留下深刻的印象。不僅使學生對學習的內容理解更透徹,而且能提高學生學習高等數學的興趣。此外,鑒于數學軟件提供的便捷的畫圖功能和強大的計算功能,不僅使數學概念的幾何表示更為豐富,還使諸如方程的近似解、數值計算等內容比以前更加詳盡。在時間允許的前提下,將一些傳統內容(如極限運算、微積分運算、函數作圖、微分方程求解等)通過數學軟件加以展現,不僅有利于解決簡單的生物醫學實際問題,而且有助于學生創造性形象思維的培養。

      1.3正確定位,讓課堂充滿激情:一個好的教師要像演員那樣,一上臺就要進入角色,要用自己的語言和動作去感染學生,把經過消化吸收后的教學內容,繪聲繪色的表達出來。要想讓課堂氣氛活躍,教師首先就得對教學感興趣,講課時要充滿激情;板書要簡要、準確、工整、清晰,便于學生理解、記錄;講課時吐字清楚,聲音抑揚頓挫、鏗鏘有力;肢體語言形象直觀、恰到好處,關鍵的地方甚至“手舞足蹈”、“眉飛色舞”,以眼色神情掌握住學生的思路和注意力。總之,喜怒哀樂要自然流露,用良好的精神狀態、豐富的人格魅力去感染學生。讓學生滿懷激情聽講,使其感到數學課生動而不死板、直觀而不抽象,上數學課是一種享受,而不是折磨。

      2合理引導,培養學生自學能力

      高等數學是一門基礎課程,具有高度的抽象性與嚴密的邏輯性。由于生物醫學工程專業所開設高等數學學時數的限制,若單靠課堂上的學習,想要提高學生的學習興趣和學習效果是不夠的。而自學能力的強弱對今后的工作學習也是有較大影響的。因此,教師需注重學生自學能力的培養,合理引導學生自學,鼓勵學生將課內學習和課外學習相結合,使其變被動學習為主動學習。學生剛進入大學,自學能力差,不會看書。針對這一點可以在每節課下課前,利用多媒體顯示出下次上課的預習提綱,這樣學生就可以有針對性地看書。在此基礎上,學生就可以根據提綱進行看書,由于有的地方學生可以讀懂,有的地方讀不懂,那么可以將不懂的地方做上記號,學生帶著問題來聽課,精力自然也會比較集中。久而久之他們就能學會如何抓住書中的重點,慢慢養成自主學習的能力。在定理與習題教學中,可適當減弱條件,讓學生研究發現結論是否依然成立(如對二階混合偏導數可交換次序問題),或結論減弱,條件是否也可減弱(如隱函數存在定理教學)等。通過這些途徑,培養學生良好的自學和思維習慣,激發學生的思維活動,提高學生的思維能力,鍛煉學生自我攝取知識、正確運用知識、獨立思考和探索問題的能力。同時,還可以利用習題課、自習時間增加適當的數學實驗課程,培養學生運用數學軟件解決實際問題的能力,將會取得更好的效果。自學是一種常態的學習方法,而不是特例。常態的方法成為習慣,長期的習慣成為意識,長期的意識養成能力[2]。學生自學能力的提高,既要靠老師不斷積累教學經驗,又要學生不斷努力、開拓進取。

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