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【關(guān)鍵詞】數(shù)學實驗；數(shù)學軟件；生物醫(yī)學工程

摘要：闡述了生物醫(yī)學工程專業(yè)開設數(shù)學實驗課的必要性和迫切性，介紹了數(shù)學實驗課的主要特點。

關(guān)鍵詞：數(shù)學實驗；數(shù)學軟件；生物醫(yī)學工程

1引言

生物醫(yī)學工程專業(yè)應該培養(yǎng)學生具有生命科學、電子技術(shù)、計算機技術(shù)及醫(yī)藥信息科學有關(guān)的基礎理論知識以及醫(yī)學與工程相結(jié)合的科研能力，能使學生成為在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域、醫(yī)學儀器以及其它電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)等部門從事研究、開發(fā)、教學及管理的生物醫(yī)學工程高級技術(shù)人才。而現(xiàn)代科學中多學科相互交叉滲透，對數(shù)學的要求越來越高。一方面是如何應用數(shù)學知識和數(shù)學思維進行多學科的綜合，應用數(shù)學解決大量的實際問題；另一方面是信息技術(shù)、工程技術(shù)等相關(guān)學科對數(shù)學的要求比傳統(tǒng)的學科的要求更高。

數(shù)學實驗課是以數(shù)學建模與數(shù)值計算為核心內(nèi)容的課程，它將數(shù)學知識、數(shù)學建模與計算機應用三者融為一體，使之有機地結(jié)合起來，達到解決實際問題的目的。開設數(shù)學實驗課程，學生可以在學學數(shù)學的基礎上，運用所學的知識，親自動手和設計，建立數(shù)學模型，通過計算機并利用數(shù)學軟件解決實際問題，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識及動手能力，這對學生將來在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域盡快成才大有益處。

2數(shù)學實驗課的主要特點

數(shù)學實驗課在整個數(shù)學實踐性環(huán)節(jié)中占有重要的地位，必需熟悉它的主要內(nèi)容和特點，從而使整個課程體系取得最優(yōu)的效果。

21數(shù)學軟件的使用

數(shù)學軟件是現(xiàn)代數(shù)學的重要的計算工具，在數(shù)學實驗中是不可或缺的，它為數(shù)學實驗提供了工作的平臺。采用Matlab、Mathematic、Maple和Ansys等數(shù)學軟件，使學生有一個較高的平臺，直接運用數(shù)學家和計算機專家研制的數(shù)學軟件，解決實際問題。同時，隨著數(shù)學軟件的不斷升級，學生可以運用最新的數(shù)學知識和數(shù)學方法來處理實際問題。

22計算機的應用

實際問題的解決離不開科學計算，而計算機技術(shù)的強大功能為數(shù)學實驗提供了實驗條件。同時，數(shù)學實驗課也為計算機課程提供了大量實踐操作的練習機會。兩者的結(jié)合必將提高學生對計算機知識的掌握水平和應用的能力，使計算機課程可以用更少的課時取得更好的效果。

23與數(shù)學建模課的結(jié)合

數(shù)學實驗課的前期著重對基本實驗方法的講授，后期涉及一些中等難度以下的數(shù)學模型的求解。數(shù)學實驗偏重學數(shù)學方法，數(shù)學建模偏重用數(shù)學。數(shù)學建模課可以作為數(shù)學實驗課的后續(xù)課程，加強各種模型的訓練，培養(yǎng)學生的實際建模能力。

24與其它數(shù)學公共課的交互

數(shù)學實驗課中涉及到高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、計算方法等多門數(shù)學課程，它把這些內(nèi)容通過實踐、應用的方式有機地結(jié)合起來。學生在完成數(shù)學實驗的過程中，激發(fā)了對其它數(shù)學課的興趣，可以更深入地學習與探求相關(guān)課程，并且把學到的新知識再拿回到實驗課中來應用，從而使所學知識更牢固，體會也更深刻。

3開設數(shù)學實驗課的必要性

傳統(tǒng)的數(shù)學教學是通過教師在課堂上講解定義、定理證明、公式推導和大量的計算方法與技巧等，課后學生利用公式解題。這種教學方式會產(chǎn)生一個不好的后果，就是學生越來越覺得數(shù)學枯燥無味，而且缺乏應用能力。再加上目前的學生深受應試教育的影響，學習主動性不夠，缺乏應用數(shù)學解決問題的意識和能力。

許多高等教育發(fā)達的國家，也在進行著數(shù)學教學模式的改革。例如，美國于80年代初開始了微積分教學的改革，建立計算機代數(shù)系統(tǒng)（CAS），拋棄了一些嚴格的定義和復雜的證明過程，更注重微積分的思想與本質(zhì)。這種改革十分強調(diào)發(fā)展學生的思維、重視概念的理解，并將圖像、數(shù)值和符號始終貫穿整個微積分的教學。

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，近10多年來，創(chuàng)建了多種數(shù)學軟件包。這些軟件包具備強大的數(shù)值計算、符號演算和圖形處理等功能，例如，能迅速準確地進行求極限、導數(shù)、積分、泰勒展開、計算行列式、矩陣的各種運算、解方程、解方程組、假設檢驗、方差分析和回歸分析等。因此，在數(shù)學教學中應該進行教學方法和教學手段的改革，沒有必要過分強調(diào)記憶大量

公式和計算技巧，應注重解決實際問題時常采用的數(shù)學思維和方法，即應用數(shù)學能力的培養(yǎng)。開展數(shù)學實驗課教學能激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣與主動性，培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力、數(shù)據(jù)計算和處理的能力，使學生具有用數(shù)學知識、結(jié)合計算機技術(shù)和專業(yè)知識解決實際問題的意識和能力。

4開設數(shù)學系實驗課的條件

我院生物醫(yī)學工程專業(yè)開設數(shù)學實驗課必須認識到師資隊伍建設和實驗設施建立的重要性。

數(shù)學實驗課的開設，必須與數(shù)學理論課程的教學改革有機地結(jié)合在一起；任課教師應該具備數(shù)學教學、數(shù)學軟件和計算機的相關(guān)知識，要有數(shù)學建模的經(jīng)驗。

建立“數(shù)學實驗室”或建設良好的數(shù)學實驗環(huán)境是開設數(shù)學實驗課的物質(zhì)條件。開設數(shù)學實驗不僅需要計算機和數(shù)學軟件等充足的硬件條件，更需要各級領(lǐng)導的大力支持，相關(guān)部門的積極配合等良好的軟件環(huán)境。

5結(jié)束語

數(shù)學實驗課是一個新生事物，它逐漸被越來越多的院校和專業(yè)所接受，它能把“講授―記憶―測驗”的傳統(tǒng)學習過程，轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸庇X―探試―出錯―思考―猜想―證明”的新型學習模式，將信息的單項傳播轉(zhuǎn)變?yōu)槎囗椊涣鳎箤W生的被動接受變?yōu)橹鲃訉W習。通過數(shù)學實驗課的訓練，促使學生手腦并用，給予學生更多的自己思考與領(lǐng)悟的機會，逐步啟迪心智，推動思維。它是對傳統(tǒng)數(shù)學課程進行教學改革的一種有效嘗試。隨著數(shù)學實驗課的推廣，它的優(yōu)越性會逐漸體現(xiàn)出來，它在培養(yǎng)人才方面的作用會被社會所承認。

參考文獻

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