一、医学院校开设医用数学实验课程的必要性
医用数学课程在医学院校中广泛开设,是高等医学教育课程体系中不可或缺的重要组成部分,主要包括高等数学、数理统计、线性代数、运筹学、模糊数学等内容。数学课程开设的目的主要是为了医学生掌握必要的数学知识和计算方法为相关的医学课程打下基础,同时为医学生在医学实验、毕业设计、科学研究中存在的问题提供解决的方法和途径。传统的医用数学课程教学主要集中在理论讲授,过分追求数学理论的推导,数学知识严谨的证明,没有很好地实现数学和医学的完美结合,还不能充分体现数学在医学教育中的实用性。医学生学习了数学系列课程,在面对医学实际问题时仍然束手无策,而医用数学实验可以很好地帮助医学生淡化数学理论推导,直接利用软件强大的数值计算、符号演算、图形处理等功能轻松实现医学问题中涉及的解方程、假设检验、回归分析、数据处理等问题。医用数学实验课程的开设,势必能在提高学生数学学习兴趣和培养学生数学建模、数据计算及处理的能力方面起到重要作用,更好地促进学生由被动学习数学知识到主动应用数学知识解决医学实际问题的转变,促进医学生数学应用能力的极大提升。
二、西部少数民族地区医学院校开设医用数学实验课程的现状
(一)医学实验课程设置不合理
我国医学院校的大多数实验课程是按照苏联的模式,以专业学科为基础,依托教研室建立起来的,这种实验课程设置模式存在的弊端主要表现为自成体系,相互脱节:不同专业的实验课程自成体系,相互封闭,造成相互脱节,资源浪费;相近专业的实验内容重复开设,造成实验耗材的浪费;相近专业的实验技术人员互不交流,重复配置,造成人力资源的浪费,由于没有长远规划,实验教学搞小生产,小作坊,小而全,制约了实验教学的建设和发展。同时,一方面是临床问题层出不穷,另一方面是教学内容老化过时,其结果是造成教学内容设置更不合理。
(二)医学实验课程内容简单重复
长期以来,实验课的目的只是对理论课的验证,这样对实验课的要求很低,只是简单的重复,实验课内容模式单一,缺乏综合性实验,缺乏创新性的实验内容。医学实验课程对科学素质培养重视不够,我国的医学教育在七年制临床医学专业课程中对科研引入医学教育国际标准,能力训练有明确要求。但在五年制临床医学专业课程设置中对科研训练要求较低,课程数量少,学时比例低。
(三)医学实验课程内容相互脱节
由于医学各专业分工细、口径窄,附属于各专业课的实验课程就显得零乱,各自为政,主要问题表现为相互脱节和重复设置。例如,组胚学安排在第二学期,病理学安排在第四学期,使得相互需要支撑的学科脱节。最简单的显微镜使用方法,在生物、组胚、病理、病原和检验等不同专业的实验课中都要重复;动物实验方法在生理、病理生理、药理和外科等不同的专业中也要重复。这样一来既不能使医学实验课自成体系,又造成了资源的浪费。因此,建立一个统一的与理论课内容既相互独立,又有机联系的医学实验课程体系势在必行。
二、临床医学实验课程体系改革的思路和方法
基于医学实验课程中存在的问题,对学校临床医学专业的实验课程体系、实验课程内容和实验教学方式等方面进行了改革。
(一)改革的思路
1.转变教育思想,引入国际标准,深化医学实验课程改革
通过更新教学观念,从教育思想上建立起“以人为本,以人的发展为宗旨”的现代教育观,建立起教师为主导,学生为主体的教育思想,注重从课程的源头进行总体设计,深化课程体系改革。
2.建立新的比较完善的基础医学实验课程体系
借鉴国内外先进经验,结合实际,打破学科界限,探索和实践新的课程设置模式。我们将功能性相近的课程进行有机整合,按器官系统为核心设计实验课程体系,由传统单一的课程体系向多样化模块课程体系转变,改变我国医学实验课程设置较为单一的现状。
3.完善和优化新的医学实验课程内容
打破学科界限,以器官系统为中心,探索和实践新的课程设置模式,将功能性相近的基础医学课程进行有机整合,按照器官系统为基础设计课程体系,逐步完成基础医学课程综合化,实现理论课程与实践课程的统一,最终,构建以系统模块为中心的医学实验课程体系。
(二)改革的措施和方法
1.有机整合医学主干学科,交叉融合相关学科,建立基础医学实验课程体系
将实验课程内容从原有理论课体系中分离出来,形成独立的实验课;将过去分属不同学科、但内容有较强内在联系的课程重新整合形成新的实验课程。把人体解剖学、组织学、生理学、病理生理学和药理学等12门学科的内容有机地整合,形成具有自主特色的基础医学实验课程体系。我们将实验动物学、实验技术学和统计学等的部分内容有机的结合到实验设计中,改善传统的实验教学内容和实验技术方法,形成具有基础联系临床特色的课程体系,促进学科课程的融合。
2.以系统器官设置模式为主线,建立医学实验教学体系
在目前医学教育总体模式不变的条件下,实行以器官系统为主线的课程设置模式,制定和实施新的教学大纲和教学计划,把组织学和病理学,生理学、病理生理学和药理学,细胞生物学、生物化学和医学遗传学,免疫学和微生物学等基础医学各个学科的课程,按照系统和器官为主线的模式,安排与相互衔接,建立以器官系统为中心的,基础联系临床的实验教学体系。
3.以培养卓越医师为核心,优化实验课程内容结构
以培养卓越医师为核心,开展创新人才培养的实践,完善医学实验教学的相关理论,研究开展创新实验的基本方法,探索实验设计的基本思路。在课程管理上,进行实验教学项目菜单化、教学内容层次化和选课项目自主化的实验教学管理模式。
4.以培养创新能力为核心,探索实验教学方法
在教师指导下,学生进行自主的实验设计,通过选题、实验设计、实验实施、统计实验数据的处理和实验论文的撰写等实践过程,完成科学实验设计,使学生对科学实验设计融会贯通,形成具有特色的教学方法。同时,建设与新的实验课程体系相适应的教材和教师队伍。
三、医学实验课程体系改革的主要成果
(一)建立基础医学实验课程体系
从2008年3月开始,研究基础医学实验课程,根据学科性质及条件成熟程度,将实验课程内容从原有理论课体系中分离出来形成独立的实验课;将过去分属不同学科、但内容有较强内在联系的课程重新整合形成新的实验课程。2010年3月,初步建立了基础医学实验课程体系,具体的成果内容是:(1)把组织胚胎学和病理学的理论和实验课程进行重组融合,形成医学形态学和医学形态实验学两门课程。(2)把生理学、病理生理学的理论和实验课程进行重组融合,形成生理与病理生理学,医学机能实验学两门课程。(3)把生物化学和分子生物学课程融合,形成生化和分子生物实验学;把细胞生物学和医学遗传学课程融合,形成医学生物实验学。(3)把免疫学和微生物学的实验课程融合,形成免疫和微生物实验学。因此,新的基础医学实验课程体系的特点是将实践特征强和实验内容多的理论课携实验课的模式改变为实验课主导的模式,改变传统模式中实验课程对理论课程的依附性质,代之以实验课程自成体系兼容相关理论内容的教学组织模式。
(二)修订培养方案,制定新的教学大纲和教学计划
2009年3月至2010年3月,根据新的基础医学实验课程体系的要求,制订了新的教学大纲和教学计划。(1)医学形态学,医学形态实验学的教学大纲和教学计划。(2)生理与病理生理学,医学机能实验学的教学大纲和教学计划。(3)生化和分子生物实验学,医学生物实验学的教学大纲和教学计划。(3)免疫和微生物实验学的教学大纲和教学计划。通过教学大纲和教学计划的制定,明确了教学内容和教学方法,为把握医学实验教学改革的正确方向奠定了坚实的基础。新的教学大纲突出学生能力的培养:通过理论联系实践,以培养实际动手的能力;通过基础结合临床,以培养临床思维的能力;通过教学结合科研,以培养科学创新思维的能力。
(三)优化实验课程内容结构
在建立基础医学实验课程体系的基础上,进行优化实验课程内容的结构,实验内容体系包括:(1)实验基础理论教学。教学目的是使学生了解和掌握医学实验研究的基本理论、方法和技术知识。(2)基础性实验教学。教学目的着重于基本技能、基本方法和实验报告规范写作的学习和训练,培养学生知识应用能力和实践能力。(3)综合性实验。教学目的是使学生掌握和应用医学实验的基本理论和基本实验方法和实验技术,培养学生应用多学科知识分析问题、解决问题的能力和实践能力。(4)设计性实验。教学目的是使学生初步掌握和应用医学实验的基本研究方法和技术,培养学生的综合应用知识的能力。(5)创新探索型实验。教学目的是培养学生的创新能力、激发创新欲望和团队协作精神和领导能力,接触学科前沿。
(四)建设与新的实验课程体系相适应的教材体系
1.1对象选取某医科大学拟开展医学统计学实验课教学的2006级和2007级的学生作为调查对象,专业包括预防医学、妇幼卫生、临床医学、卫生事业管理和本硕连读,按照实验课分班,分别从这些专业选取一个班级进行调查,共调查325名学生。
1.2 方法在完成一个学期的医学统计学实验课教学后,采用自编调查表对学生进行问卷调查。内容包括调查对象的一般情况、对带教老师的要求、对教学方法的要求、对教学时间的要求、对教学内容的要求、对教学的满意程度等,共设21个条目。共发放问卷325份,回收325份,回收率为100%。
2结果
2.1 调查对象的基本情况调查对象的基本情况见表1。
2.2 医学生对医学统计学实验课带教老师的要求75.4%的学生希望教师年龄在30~50岁之间,68.3%的学生希望带教老师的学历在硕士及以上,80.0%的学生希望带教老师的职称在副教授及以上,仅有34.2%的学生希望采用双语教学,87.3%的学生希望1~2名老师带教实验课,见表2。
2.3 医学生对医学统计学实验课教学方法、时间和内容的要求86.5%的学生希望实验课程教学采用多媒体与传统教学结合的方式,86.8%的学生希望实验课多开展相互讨论,96.9%的学生希望采用案例教学,70.7%的学生希望每次实验课时间安排为三节课,72.4%的学生希望实验课理论讲解时间为30~40min72.9%的学生希望增加软件操作方面的实验内容,89.8%的学生希望增加更多先进统计技术和知识,见表3。
2.4 医学生对医学统计学实验课教学及其教学要
素重要性的认识79.0%的学生认为实验课有助于提升自身能力,96.9%的学生认识到实验课的重要性,94.4%的学生认为实验课中需要老师的指导,教学要素的重要性排序依次为教师示教、分组练习、实践能力培养、针对性辅导、创新能力培养、理论回顾和总结。
2.5 医学生对医学统计学实验课教学效果的评价56.3%的学生对目前带教老师感到满意,但仅21.9%的学生对目前实验课程设置感到满意,39.1%的学生对目前实验课教学感到满意,55.6%的学生认为目前的实验课内容安排少了,见表4。
3讨论
教学评价是现代教育科学的三大领域之一,许多高校都把教学评价作为实现教育目标,提高教学质量的重要手段和有力杠杆[3]。教学评价具有价值判断和信息反馈功能,是改进和控制教学过程的有力工具和有效手段。本次调查较全面地反映了医学生对医学统计学实验教学的需求及满意度,尽管学生的评价也有部分偏颇之处,但仍可反馈出重要的教学信息。
一、基础医学课程教学中遇到的问题和矛盾
(一)形态学课程中大量教学内容需要死记硬背,多数同学仍然感到枯燥难记。机能学课程主要研究正常机体与疾病时代谢、功能方面的变化,其与形态学内容和临床知识都有着内在的逻辑关联,但没有接触过临床的低年级学生很难把正常结构与患病时器官的形态学表现和机能代谢以及临床症状联系起来。
(二)基础医学课程与桥梁课程之间有着相互依托、相互交叉甚至不断重复的问题,目前各课程之间相互独立,没有充分交流和互相讨论的平台。
(三)近年来公共课程平台不断加宽,专业基础课的教学时数被压缩,基础医学教师面临的挑战是:如何在较短时间内提高基础医学课程的教学效果、使学生牢固地掌握正常人体器官的解剖和组织学结构,充分理解疾病时机体出现的形态学变化和机能代谢改变与临床症状之间的联系。
所以,改革教学模式,提高教学效率就成为基础医学课程教学中需要解决的关键问题
二、开放式教学的内容和方法
(一)建立基础医学课程群的学习平台体系
基础医学课程群网络平台体系面对所有医护学生,为新生提供自主学习的场所,为高年级学生创造复习、应用、讨论的环境,可以形成以新促老、以老带新的积极学习气氛。通过授课教师的充分讨论,按照系统进行内容整合、提炼,编写循序渐进的病例讨论案例,放在学习平台的病案讨论专题,帮助学生理解和记忆相应的理论内容。建立学生互动讨论区、教师学生互动区以及疑难问题解答区。基础医学课程群网络平台体系面对所有医护学生,为新生提供自主学习的场所,为高年级学生创造复习、应用、讨论的环境,可以形成以新促老、以老带新的积极学习气氛。
(二)拓展实践教学环节
开展第二课堂是激发学生主动性学习的重要环节。形态学课程有着循序渐进的内在联系,开放实验室,引导学生走出课程限制,鼓励学生在业余时间观察正常标本和病理标本的区别,越好奇就越有收获。每次实验课抽出15—20分钟时间进行病例讨论,关键是教师利用这个集中时间进行答疑和综合分析,提高学生的鉴别能力。
机能学实验的综合实验包含了从生理到病理生理学的过程,结合教学内容,鼓励学生设计创新性实验项目,在教师和实验师的帮助下完成实验过程,锻炼学生的独立思维能力和实验操作能力。
(四)开展临床病例讨论会
按照各系统内容进行班级范围的临床病例讨论会,病例可以选择经典病例,也可以由学生根据理论内容自主选择。讨论过程包括:两周准备时间,先按小组或寝室进行讨论,然后带着问题进行班级讨论,指导教师答疑、总结。
(五)提倡并鼓励高年级学生开展研究型实验专题讲座、文献检索、实验设计和开题报告,目的是培养学生的研究能力、激发创新欲望和团队协作精神以及领导能力,接触学科前沿。
三、开放式教学结合病案讨论的综合效果
(一)循序渐进的过渡学习
《人体解剖学》、《组织学与胚胎学》、《生理学》、《病理学》、《病理生理学》等基础医学课程之间有着密切的关联,本研究遵循从宏观到微观,从形态到机能,从正常到异常,从基础到临床过渡的理念,注重知识的系统性、完整性和应用性,建立基础医学课程群的网络学习平台,既有独立的课程内容供新生系统学习,又有关联课程的内容供高年级学生前后联系、复习,更重要的是针对不同课程内容编写由浅入深的病案讨论,通过病案中患者的临床表现激发学生求知的兴趣,通过推断症状和体征中的病变基础从而记忆形态学的内容,从患者的临床化验指标推断患者器官、组织发生的机能和代谢变化。
(二)病案讨论锻炼学生的综合分析问题能力
多学科合作,建设基础医学课程群的学习平台,将形态学科与机能学科有机融合,开展由浅入深的病案讨论式教学,引导学生积累疾病的相关知识,培养出适应新的医学模式的、学习基础服务临床的、全面发展的医护学生。
(三)走出课堂,在社会实践中巩固知识
鼓励低年级学生早日走出课堂,接触社会实践,在为社区、敬老院老年人服务中逐步了解常见病、多发病的临床表现,利用假期对亲友进行健康调查并书写调研报告。引导学生早期接触临床,加深对疾病相关知识的理解和记忆。
四、小结
转变传统教学模式中基础医学课程单一的以教师为主体的课堂授课形式,建立新的体现以学生为主体、利用网络资源进行自主探究学习的平台,通过病例讨论加强协作性学习,注重激发学生的学习兴趣、锻炼学生主动性学习的能力。
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)03-0181-01
现阶段,随着医学科学技术的迅猛发展,社会对医学人才的需求越来越多,带来了医学院校的猛增。但目前多数医学院在教学过程中忽视了基础课实验教学的重要性,培养出来的医学生欠缺熟练的动手能力,不能适应现代医学市场的需求。因此,如何加强素质教育和创新能力的培养,充分挖掘学生的创新能力和动手能力受到越来越多的医学院校的关注。
一 医学基础课实验教学存在的问题
在医学基础课实验教学方面,多数院校都以传统的教学模式进行教学,这种传统模式的主体为教师,学生处于被动地位,与新兴的教学模式相背离,忽视了学生主体地位的重要性,不利学生动手能力的培养。在传统的教学模式下,老师掌握着整个课堂的主动性,主要体现在一方面教师对教学实验原理与内容进行讲解分析,另一方面教师进行示范操作,从而完成整个教学内容的过程。
在这样的教学模式下,学生难以真正掌握整个教学内容,多数学生只能停留在对课本知识的记忆模仿和重复练习阶段。首先,教师的主体地位决定了学生只能处于被动的学习状态,缺乏自主独立思考的机会;其次,传统教学模式下的教学内容陈旧,不能适应现代化医学发展的要求,多数医学院校为了降低教学成本,沿用以前的医学实验,缺少综合性的实验;最后,实验材料的有限性,使学生只能按照教材上的实验步骤进行模仿操作,不能有效的理解实验的原理、内容及结论,这样就难以锻炼学生的思维和提高其创新能力,违背了实验教学的目的。
二 提高医学基础课实验教学质量的方法
从实际出发,走可持续发展的医学基础课实验教学之路是提高医学基础课实验教学质量的关键。这就需要我们打破传统的医学基础课实验教学的模式,建立新的医学基础课实验室体制,以适应现代化实验教学改革的需要。
1.建立健全以学生为主体的教学模式
医学院校的基础课实验教学,要推动以教师为主体地位的教学模式向以学生为主体的教学模式转变,从而可以有效提高学生的动手能力和创新能力。一方面,需要教师明确教学内容,在基础课实验教学的过程中充分发挥学生的动手能力,对内容的疑难重点进行详细讲解,要求学生对此举一反三;另一方面,需要学生明确学习目的,积极动手操作,以提高自身的操作能力。
2.建立健全以院系为主的管理机制
学校作为一个独立的管理体系管理着各方面的部门,往往为了教学成本的最小化而忽视了实验教学与时俱进的重要性,导致医学基础课实验教学的内容不能适应现代医学市场的要求。改变传统的管理机制,建立健全以院系为主的管理机制是有效提高医学基础课实验教学质量的重要方法。这就需要学校在各大院系设立有关职能部门为实验室主管部门,全面负责相关院系实验室的规划、建设和管理;撤销隶属于各医学基础课教研室的实验室,建立由院系部直管的综合性医学基础课实验室。
3.构建与科研相统一的教学实验基地
近年来,多数医学院校在基础实验教学实验室材料的选择上,不能完全与教材相匹配,使部分实验难以完成,这在很大程度上影响了基础实验教学的质量。所以,构建与科学相统一的教学实验基地至关重要,以加强实验教学的科学性与可靠性。实验室作为教学与科研相统一的重要场所,应该为教学与科研两者提供有效,实现实验室与教材的统一。教学实验基地的建立一方面解决了实验材料的限制性问题,另一方面有利于提高教师的实验科研技能的传授性,加强学生科学研究的基本训练,从而更好地完成教学、科研任务。
三 结束语
综合上文,医学基础课实验教学对培养以学生的科学态度、创新精神和动手能力方面至关重要,在整个医学业的发展上占据着重要地位。然而,医学基础课实验教学的体制与内容方面存在的一些问题不利于学生动手操作能力和创新能力的培养,加强医学基础课实验教学的建设成为各大医学院校普遍关注的重要课题,在学院、教师与学生三者的共同努力下,建立健全以学生为主体的教学模式、以院系为主的管理机制以及构建与科研相统一的教学实验基地,是提高医学基础课实验教学的有效方法。相信在多方的共同努力下,医学基础课实验教学将会更好地适应现代医学市场的需求,医学院将会有一个更广阔的发展前景。
新世纪对人才培养的模式提出了更高的要求,要求人才培养要注重知识、能力和素质的全面提高,因此,作为人才输送的重要构成部分的高职院校,其教育水平和教育质量也亟需提高。
医用化学课是医学类高职院校的一门基础课程,是一门实践性很强的学科,做好医用化学的实验教学对于提高学生的学习兴趣、培养学生的实验技能进而激发其科研创新能力具有深远影响。然而,就笔者在近几年的教学中发现,医用化学实验课的开设不仅数量在逐年减少,而且教学设备落后、教学方法陈旧、教学效果差,医用化学实验课正面临着教学质量下滑的危险,切实加强实验教学是每一个教育工作者必须要关注的问题。
一、传统化学实验课教学中存在的问题
1.实验操作单一
传统医用化学实验课多为验证性实验,操作基本按照书本上的操作方法进行,操作简单,且多为一些简单的实验技能操作,学生反反复复的练习,容易产生厌倦,学习兴趣不高,不利于学生动手能力和创新能力的培养。
2.实验内容与生活脱离
高职以往的医用化学实验课多与生活联系不多,难以激发学生的学习积极性。兴趣是最好的老师,它能够引导学生主动学习,而本来应该吸引学生的医用化学实验课却由于其实验内容过于单一,同时又与实际生活练习不多,跟学生未来的工作更是联系不起来,因此,很多学生对化学实验课没有学习热情,缺乏学习动力,实验课的学习效率低下,一定程度上,抑制了学生的动手能力、综合能力和创新精神的培养,对教学效果的影响也是不言而喻的。
3.实验成绩考核不够严谨
通常化学实验成绩包括两部分,平时成绩和考核成绩,平时成绩主要包括实验报告的书写和考勤两部分,有的学生做实验不积极主动,作为差事一样应付便可,然后从书本上抄写实验报告内容;实验考核更是由于考核标准不易制定而存在很大的误差,如此一来,学生对医用化学实验课就更不会重视,教学效果自然也不会很好。
二、医用化学实验课教学探讨
1.加强学生对化学实验课的重视
实验课需要学生真正投入,才能取得良好的教学效果。根据目前的教学计划,实验学时数大概只占到总学时数的三分之一,实验成绩自然在总成绩中所占比例也不高,正是由于这种情况,学生对医用化学实验课不够重视,我们可以通过调整医用化学实验课成绩的比重的方式来引起学生对医用化学实验课的重视,给学生一定的压力和紧迫感,转变学生的观念,进而专心进行实验操作,从而提高实验教学质量。
2.实重视实验前预习
实验课开展前通常会有相应的课堂实验教学,课堂实验教学中主要是培养学生的思维方式、动手能力并教会学生基本的实验操作技能。在进入实验室之前,还应督促学生进行必要的实验前预习,如果提前不预习,进入实验室后学生将一片茫然,只能一步步照着书本上的实验步骤操作,实验完成后没一点印象,实验教学效果自然不理想。因此,每次实验课前,应提前将实验课的内容告知学生,让学生提前预习,熟悉实验操作流程,还可以列出相关参考书,并给学生一定的时间对有疑问的地方可以自由提问,教师适当引导之后可由学生进行补充,鼓励大家积极开动脑筋,为实验课的开展做足准备功课。
3.引导学生发挥自身主观能动性
教学中教师要时刻注意调动学生的学习积极性,发挥其主观能动性。首先要注意培养学生的动手能力,然后让学生在实验时自主操作。其操作方法如在有些实验项目中,教师只给出实验内容、实验目的,给学生一定的时间让其先去查阅相关资料,制定出实验操作步骤、需要的仪器及试剂,预计的实验结果等,并以实验报告的方式完成,然后由教师于实验前进行初步审核,对于有危险的实验操作应剔除,碰到实验室缺乏的实验仪器或试剂时可告知学生,让其在不影响实验操作的前提下做适当的更改。最后则进入到实战阶段,由学生自己完成整个实验操作,教师可在旁边指导,并对实验结果进行评价,实验中发现有问题的好做适当的纠正。教师在整个实验过程中作为咨询者,结合理论和实验的内容对学生的设计和操作作适当的评价与指导,并对实验效果较差的实验设计作适当的纠正。以此让学生充分发挥个人主观能动性,取得良好的教学效果。
4.规范医用化学实验操作
科学实验容不得半点疏忽,同样,实验教学也必须严格规范操作,这对试验队伍建设就提出了较高的要求。高质量的实验教学队伍是保证实验教学质量的强有力的依据。作为一名实验课教师,在教学过程中是为教学的主导,因此,要时刻注意努力提升自己的学术水平,始终将学生作为教学的主体,多总结实验教学经验,准确掌握各项基本实验技术,做到无愧于自己的职业。同时,高职院校也应注意引进专业实战型医用化学实验教学人员,充实自身力量,为新世纪人才培养做出一丝奉献。
4.1实验前准备
试剂的准备:通常化学实验课所需的试剂均由实验员配制好,学生在实验时直接使用即可,学生不参与试剂的配制过程,因而也就少了很多思考的机会。改革的实验教学方法中,在实验前准备过程中,可以让学生尝试自己配制实验课所需试剂,在配制时因为要考虑实验内容,在这个过程中即将学习内容巩固了一遍,加深了学生对实验的理解,同时又训练了自身的实践操作能力。
4.2仪器设备的准备:医用化学实验中经常要用到仪器设备,如酸度计、恒温水浴锅等。传统 实验教学活动中,都是由教师先把仪器调试好,学生只需要进行简单的测试就可以了,改革实验教学方法中,改为由学生来准备实验仪器,即使是在实验过程中,仪器出现了一些小故障,也应该由教师做指导,让学生自己排除故障,这个过程本身也是对学生的分析、解决问题的能力的锻炼。
参考文献:
引言
医学物理学是高等医学院校本科专业的必修基础课,医学物理实验课是医学物理学教学的重要组成部分,对培养学生综合能力有着其他课程无法替代的作用。因此,要根据时展和实际情况,不断研究和探索新方法,提高医学物理实验教学质量,培养高素质的医学人才[1]。
与此同时,一种新型的教学模式――“慕课”(Massive Open Online Courses,MOOC)在被提出之后风靡全球,给高等教育领域带来了巨大的挑战和机遇。从中短期来看,“慕课”的校园化将是一个普遍现象[2]。本文以医学物理实验课为例,初步探讨如何将“慕课”应用于高校本科教学。
一、医学物理实验教学现状
经研究发现,医学物理实验存在各种问题,原因包括学校定位、实验内容设置、教学模式等多个方面。本文主要针对教学模式论述医学物理实验教学中存在的问题。
1.教学形式单一,专职教师队伍不完善。
绝大多数医学院校采用传统教学形式,即实验课时先由教师讲解,然后学生进行实验操作获取实验数据,完成实验报告并上交。这种教学形式单调且学生参与度不高。此外,医学院校内理工科教师比例较低,而医学物理实验教学任务却很重,从而影响教学质量。
2.学生兴趣不足,锻炼效果不显著。
不少学生认为医学物理实验对自己的专业课学习和未来工作帮助不大,缺乏对物理实验的兴趣,课前没有预习,造成实验时常出错,实验数据不理想等。大部分学生没有课后复习实验的习惯。因此,无法很好地培养学生的综合能力,对学生学习习惯养成帮助不大。
3.考核方式不佳,“搭车”现象较普遍。
大部分医学院校的医学物理实验是以实验报告方式考核的,这是一种简单但效果不太理想的考核方式。因为实验通常是2~3人一组,但实际操作者往往只是其中一人,客观上造成其他组员处于“搭便车”的状态,而实验报告是无法区别学生的不同参与度的。
二、慕课化教学的必要性及可行性
上述问题的主要原因是教学模式不完善,换言之,改进教学模式有望解决上述问题。而“慕课”正是其中一种新兴的教学模式。“慕课”的本意是“大规模、在线、开放”课程,强调的是学生的自主学习。在自学的基础上,教师通过课堂讲解巩固或拓展知识点,学生独立完成任务或解决问题。这样,教师不必重复讲授实验相关内容,从而大大降低教学负担。对学生来说,“慕课”要求他们养成良好的学习习惯。当然,要督促学生自我学习,还要有相应的考核方式。总之,慕课化教学有望解决当前医学物理实验教学中存在的问题,因而是十分必要的。
同时,慕课化教学具有良好的可行性。首先,绝大多数学校都有了专业的教学平台,这就有了“慕课”的“场地”。其次,医学物理实验条理清晰、内容简练,很适合制作成短小精悍的微课,这就有了“慕课”的载体。再次,翻转课堂的开展较容易,在学生预习的前提下,实验课的前15分钟可以和学生互动讨论实验思考题和相关问题。最后是关键的考核模式设定。可以选择实验操作、实验报告、实验考试、互动问答和网上学习等方面的2~3个作为考核条目。总之,慕课化教学在医学物理学实验中应用并无明显障碍。
三、慕课化教学模式构建
如上所述,慕课化教学具有较强的必要性和可行性。然而,狭义的“慕课”要求学习者具有很强的主观能动性,对高校中小规模本科教学来说是不太现实的。因此,本文提出一种校园本地化、规模较小且兼容传统教学的“慕课”模式,在此先称之为“混合慕课”(mixed MOOC,xMOOC)。
“混合慕课”的主体是教学平台、任课教师和选课学生,关键环节包括教学平台建设和使用、翻转课堂设计和开展、课程考核设定和执行。其中翻转课堂在当前本科教学改革中应用非常广泛[3],也是本文所述之“混合慕课”区别于狭义“慕课”的主要环节。在教师和学生之间有多重联系,包括基于教学平台的间接沟通、基于翻转课堂的直接沟通和基于多种因素的课程考核和评价。这些教育技术、教学活动和参与教学的人一起,构成了“混合慕课”教学模式的基本框架(见图1)。
四、慕课化教学设计
基于上文分析的“混合慕课”教学模式,结合我校实际情况,以医学物理学实验为例,设计整个教学流程。将医学物理实验课教学过程分为课前、课中、课后及考核四个部分。
1.课前
在学期正式开始前,教师将实验课件、视频、PPT、思考题等相关资源上传至平台,添加相关学生,并把课程考核方式明确通知给所有学生。在实验课前的周末,教师通知学生预习,课前查看学生的在线提问。学生自行学习相关微课,查阅相关资源,准备思考题,可在教学平台上在线提问。
2.课中
正式上实验课时,教师先进行15分钟左右的翻转课堂,即典型问题解答和思考题的讨论;然后观察学生的操作过程,当学生有客观困难时及时给予帮助和引导;在学生完成实验后,当场查看实验数据并评分。学生在翻转课堂时积极参与讨论和回答问题;在实验操作时独立完成,如遇仪器或设备问题可向教师求助,获取实验数据后及时记录并请教师检查。完成实验后,整理好实验设备,清理实验台面后可以离开教室。
3.课后
实验课结束后,教师要批改实验报告,在教学平台上查看并回答学生的问题,结合学生的反馈意见及时总结和反思,改进下次实验教案或下个学期的教学设计,优化各教学环节。学生在课后需要根据要求,完成实验报告的撰写并及时上交;参与教学平台上的交流讨论,开展进一步延伸阅读;总结自己在整个实验过程中碰到的问题,在教学平台上反馈给老师。
4.考核
任何一种教学模式必须有合适的考核方式才能保证教学效果。结合上述“混合慕课”的架构和教学过程,我们把考核分成四部分:教学平台的使用、翻转课堂的表现、实验操作和实验报告,分别占实验总分的20%、10%、40%和30%。为了保证实验操作考核的公平,需要对实验分组进行调整。以我校为例,从2人一组做2个小时,改为每人做1个小时。客观上要求学生做好预习工作,锻炼学生独立思考和实际动手能力。
结语
本文以医学物理实验为例,讨论慕课化教学在高等教育中的应用,提出一种结合翻转课堂的“混合慕课”模式(xMOOC),分析该模式的必要性和可行性,并针对医学物理学实验课程设计具体的教学方案。可以预见,“慕课”风暴将继续席卷全球,给高等教育带来挑战和机遇[4],[5]。本文探讨对本科院校教师应对“慕课”来临具有一定的参考意义,为“慕课”校园化和本地化提供一种新的思路。
参考文献:
[1]匡宝平,苗丽华,李玉生,等.医学物理实验教学改革探究[J].中国医学物理学杂志,2013(5):4457-60.
[2]李晓明.是“小慕课”,还是“大慕课”?[J].中国大学教学,2014(10):17-19.
[3]陈怡,赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术,2014,24(2):49-54.
传统的教学模式是以“以教为主”,这种“灌输式”、“手把手”、“抱着走”的实验教学方法多是由实验课老师预先配制好试剂、准备好实验用品、调试好仪器,学生到实验室后先由老师讲解实验方法、原理、操作步骤及注意事项,然后学生机械地按老师的要求进行操作、计算、完成实验报告。学生对整个实验存在较大的盲目性和随意性,遇到实验结果不符时,不知道如何分析原因,而是随意更改或抄袭他人实验结果。学生即使完成整个实验,对实验中所用试剂的特性、配制方法、保存等仍不了解,对实验过程中所遇到的一些问题仍不能系统分析,到实际工作岗位仍不能完成操作前的准备工作、操作中的处理工作和操作后的整理工作。这种传统的教学模式极不利于对学生动手能力、创新能力和综合能力的培养。
2医学检验专业临床生物化学实验教学改进的措施
2.1优化实验教材,改进实验内容
教材是培养人才的知识载体,一本优秀的实验教材对培养学生的创新能力和实际操作能力,具有不可忽视的作用。实验教材的编写应紧密结合临床和检验前沿,在保证掌握基本知识、基本技能和基本实验方法的前提下,删掉实验教材中陈旧、落后的实验,合并压缩同类方法学原理的实验,尤其是使用分光光度计测量吸光度值再计算待测物浓度的终点法、定时法及速率法等实验只要挑选3~4个有代表性的试验进行实际操作即可。实验内容的不断优化最能体现出实验教学的真正实力,选择新颖、适用的实验内容是提高实验教学先进性和实用性的前提。在注重学生基本操作技能培养的基础上,删减单一临床检验项目测定与传统测定技术的实验,增加综合性强、具有研究性和设计性的实验,按照少单一、多综合,少验证、多设计,少演示、多操作的原则,精选实验项目,以确保所开实验既有实用性,又能与临床实际相结合。
2.2密切联系临床,增加临床见习机会
现代生物化学检验操作与医学检验仪器有着紧密联系。然而,医院检验科的全自动分析仪价格昂贵,且更新速度很快,作为单纯的教学单位不可能跟上医院检验科的发展。因此,实验教学一方面加强手工操作和半自动仪器操作,确保学生将来在基层医院用得上,另一方面,通过增加学生去医院检验科见习的机会,以弥补实验室条件和仪器的不足造成的知识欠缺。这样既达到了所需的实验教学效果,又减少购置大型全自动分析仪器设备造成的资源浪费。
2.3改革教学模式,变“以教为主”为“以导为主”
在教学过程中应用以问题为基础的学习方法(PBL),以学生为主体、教师为主导,通过提出问题、解决问题来学习。在夯实基本功的基础上,让学生参与实验的设计、实验的准备、实验的操作、实验过程中问题的探讨和解决方案,让学生学会思考和选择。如为什么选择这个实验方法?还有没有其他的实验方法?参考方法是什么?有没有金标准?临床上采用什么方法?用什么仪器操作?等等一系列问题,启发学生去思考、去谈论、去动手操作验证。这种启发式、探讨式的实验教学方法有利于培养学生独立思考的能力,发挥学生的主观能动性和创新意识。
2.4开放实验室,加强学生操作能力的训练
实验室是高校为培养技能型、创新型人才搭建的一个平台,实验室开放是对传统封闭式教学方法的一种改革,意在培养学生的实际动手能力和挖掘学生的创新能力,更好地培养适应市场需求的高素质、全面发展的技能型人才。开放实验室提供了学生动手训练的机会,可以加强学生的基本操作技能训练,提高其动手能力;还可以让学生参与实验准备过程,如试剂的配制、保存和摆放,仪器设备的调校和实验后的整理,以及废液、污染物的处理工作,增强其独立工作能力。
2.5加强实验室师资队伍建设
2优化预防医学实验课程体系
在以往的预防医学实验教学过程中,教学内容主要以单一性、验证性实验为主,导致学生所学的实验内容与毕业后所从事的实际工作脱节,实验操作技能训练与实际工作联系不够。高校实验教学是创新型高级人才培养过程中的重要环节,对大学生实践能力和创新精神的培养起着至关重要的作用[4]。在预防医学实验课程体系优化方面,南华大学预防医学与放射卫生实验教学中心从夯实学生专业理论基础、强化培养学生实践能力、培育学生创新精神和全面提高学生综合素质出发,坚持预防医学实验技能训练与实验理论知识教学并重的原则,深化预防医学实验教学体系的改革,着力培养预防医学学生的社会实践能力、创新意识和创业能力。先后将营养与食品卫生学、劳动卫生学、环境卫生学、卫生毒理学、儿童少年卫生学,卫生统计学、流行病学、数据统计与信息处理、放射生物学、放射卫生学、放射毒理学、核突发事件应急处置等多门实验课程进行有效整合,所有实验课程内容全部纳入到预防医学实验方法与技能实验课程群之中,并且大幅增加了综合性、创新性实验和现场应急处置模拟实验的课程内容比例,从而扎实培养学生的分析能力和应对复杂多样的公共卫生事件的能力,有效地促进了预防医学实验教学效果,提高了学生的学习针对性、实效性。
3构建预防医学实验教学新模式
我们充分利用湖南省示范教学中心———南华大学预防医学与放射卫生实验教学中心现有的实验条件,按照预防医学专业的“基础型、综合设计型、研究创新型”三个层次的实验类型,构建预防医学专业学生“校内实验、校外实践、毕业论文”三个环节,“宽覆盖、一体化、多模块、网络化、分层次”全方位一体化的新型预防医学实验教学模式,并且打破预防医学传统的实验教学内容的学科界限,真正做到了相关学科优势互补、相互渗透、无缝衔接,扎实提高了预防医学专业实验教学整体水平。在预防医学专业学生个性化培养方面,我们做了一些尝试。如实施必修和选修相结合的教学模式,大大地提高了学生学习的主观能动性、自觉性。有很多必修实验项目需要使用动物做实验,很多学生由于从小怕小动物,就是在老师的亲手指导下也不敢碰,更不要说独立完成动物实验。但是,不能因为学生畏惧实验动物而取消实验教学内容。因此,我们要求实验教学老师除了积极引导学生,尽可能地开设多种内容相关和形式多样的选修实验课,让学生选择自己喜欢或者至少不影响自己情绪的实验内容,从而完成必须的学习任务,真正做到以学生为本,注重个性化教育。同时,我们还结合相关实验安全管理要求,针对不同层次的预防医学专业学生特点,分层次开放实验室[5]。对于大一、大二等低年级学生,中心采用有组织、有计划地开放部分实验项目。在每个学期第一周,预防医学与放射卫生实验教学中心利用中心网站将本学期所开放的实验计划上网公布,学生可以在规定时间内进行网上预约,然后还得前往中心网上预约办公室进行实名登记,并明确带教老师。带教老师需事先把握好开放实验每一个环节的重点和难点,采用实验示范的方式具体指导,适当给予学生一定的动手机会,保证开放实验能够如期保质顺利完成,从而提高学生的动手能力,培养学生严谨治学的科学态度。对于大四、大五的高年级学生,他们学习兴趣大、激情高,中心鼓励他们成立科研兴趣小组,结合当前社会公共卫生事业和环境保护等问题,参与相关教师的科研生产活动。中心定期在网站学院教师在研的科研项目研究进展,经常性吸收部分优秀学生进入实验室参与教师科学研究活动。同时,中心鼓励学有余力的学生自行设计实验,撰写科研标书,在相关专业的教师指导下积极申请部级、省级大学生创新性实验项目或参加国家、省级大学生“挑战杯”科技作品竞赛,从而培养学生的科研创新能力和团队精神。同时,对培养学生创新精神和务实的学风具有积极的作用。
中图分类号: R37 文献标识码:A文章编号:1673-9795(2014)04(a)-0000-00
医学微生物与免疫学( 以下简称微免学)是我院的一门必修的基础医学课程,它是一门与临床医学和感染性疾病密切联系的基础学科[1]。
同时微免学也是一门实践性非常强的学科,通过系统的理论学习让学生掌握微免学的基本知识,将这些理论知识运用到医疗实践和科研当中去才是我们的主要目的,毕竟医学教育是要培养医学专业人才,应让学生尽早接触临床信息,更好的掌握将来从事临床工作所必需的知识和技能[ 2]。所以动手能力的培养就显得尤为重要,而实验课是提高动手能力的最好途径,在近几年中,我们一直在优化实验课的教学内容以及教学方法,在此浅谈几点体会。
1实验课内容选取上
实验课在内容的选取上,应遵循既锻炼基本技能,又能突出学科特点、实践性强的、在以后的生活工作中应用广泛的实验。
如革兰染色法,因在微生物的理论课学习中我们了解到细菌很小,肉眼看不到,并且由于细胞壁的不同,用革兰染色法把细菌分为革兰阳性和革兰阴性两大类。这样染色分类的目的主要有以下几个方面:一,染色后便于观察,二,从分类学上来说,把不同的细菌根据染色结果的不同分成两大类;三、从临床用药上来说,知道属于哪类细菌后可以针对性的用药,防治药物滥用。通过观察革兰染色结果让学生也学会了光学显微镜的使用,对于医学专业的学生来说显微镜是以后临床工作的基本工具,所以必须熟练使用。综上,革兰染色是首选的实验内容。
微生物实验离不了养细菌培养,细菌培养肯定用到消毒灭菌的设备,在消毒灭菌的方法中,最常用也是最彻底的方法就是高压蒸汽灭菌法,所以这个方法应该让学生会熟练操作,我们在理论课中就要给学生讲,但是毕竟没有实物,所以要带学生去实验室看高压蒸汽灭菌锅,还要从最普通的高压蒸汽灭菌锅讲起,要让同学们知道这个设备的实用性和危险性,一定要告知他们首先保证锅内有适量的水,没水不可能有蒸汽的,还要让学生知道放进该设备灭菌的东西不同材质的该怎么包装,放气的阀门什么时候开,什么时候关,消毒灭菌完后一定要先放气,等压强、温度都降下来之后才能打开盖子,取出里面的东西;倘若在压强降下来之前打开盖子,后果不堪设想,会打伤人,可能会伤的很严重。知道了普通灭菌锅的用法,那么目前比较自动话的就更容易用了。
再如细菌的培养实验,在理论课中已经学习的细菌的生长以所需的条件、培养基的制备、消毒灭菌等,在实验课中,可以让学生亲自操作制备不同状态培养基,如,固体、液体、半固体,调PH值,消毒灭菌,倒平皿等,然后接种细菌。在这些操作中,不但让学生学会了高压蒸汽灭菌锅的使用,也让学生掌握的无菌操作以及不同状态培养基中接种细菌的注意事项。
还有药敏实验,目前由于抗生素的不规范使用等原因,耐药菌株日渐增多,所以在选用药物是,只靠经验可能不够,就需要针对性的做药物敏感实验,找到致病菌的敏感的药物,有针对性的用药,一方面药物疗效显著,另外也可防止由于滥用药导致的菌群失调。所以药敏实验对于医学专业的学生来说,非常重要,应该安排在实验内容中
另外免疫学中的酶联免疫吸附试验即ELISA实验,此技术在目前的临床和科研中都应用广泛,比如乙型肝炎五项的测定,其他的一些抗原抗体的检测等,都可以用此技术。虽然理论课中学习了其原理即抗原抗体在体内外可发生特异性结合,也说了操作中的注意事项,但是还是要实际操作才能牢固掌握,在实验中,肯定有学生实验失败的,让他们根据理论课中的知识,自己找到实验失败的原因,时间允许的话,让他们再做一次,可以加深印象,更能掌握规范的操作步骤。比如用双抗夹心法检测一抗原,抗体已经包被在固相支持物上,加进去待测样品反应后,再加标记的抗体反应,然后一定要反复洗涤,倘若没洗彻底,那么无论有无抗原,加显色剂后最终都会有显色反应,出现假阳性,即检测失败, 所以此实验的关键步骤不但是抗原抗体的结合,洗涤也是至关重要的。
通过这些实验让学生意识到微免学基本理论和知识在临床和科研中应用的广泛性。在实验课教学中,让每一个学生都有独立操作的机会,培养他们的动手能力,且将实验成绩纳入学科总评成绩中。通过全方位的基本知识、基本技能的训练有效提高教学质量,为临床科研工作打基础。
2时间的安排上
在实验课的时间安排上更要注意:实验课是理论课的复习巩固,是把理论课中讲到的理论应用在实际操作中,在本校,一般是一周一次课,那么实验课一般安排在相关的理论课下一次课,这样学生对相关的理论知识记忆比较深刻,做实验的时候思路就会比较清晰,相隔太远,难免遗忘,实验课上再把基本理论在复习一遍,会占用宝贵的实验操作时间。 所以,实验课时间的安排也相当重要。
如革兰染色实验,应安排在学习完细菌的形态结构之后。因在理论课中学习了革兰阳性细菌和革兰阴性细菌细胞壁成分的区别与联系,且了解革兰染色的意义和重要性,学生肯定很想知道到底怎么操作,所以通过让学生在实验课中亲自操作染色过程,加深印象,以便应用在临床的病原菌的检测中。
细菌的人工培养实验,应安排在学习过细菌的生理、消毒灭菌之后,在理论课中学习了培养基的配置,及消毒灭菌的方法,操作起来就会心中有数; 而ELISA实验和血型鉴定实验,应该安排在学习完免疫学在医学中的应用之后,因这两个实验应用的原理都是理论课中的抗原抗体的结合。这样,通过实验课的亲自操作,让学生既能把学过的理论知识加以应用,也掌握了熟练的实验技能,在以后的临床工作中就会游刃有余。
3教学方式的选取上
实验教学也可以用多媒体教学的模式,制作一些实际操作过程的图片
或动画给学生看,更直观的让学生学习规范操作过程。老师也可以边讲边给学生示范操作要领,如想液体培养基中接种细菌,试管要倾斜45度,一方面为了方便接种,另一方面也是为了防止污染;又如想半固体中接种细菌验证细菌的动力,在倾斜45度的基础上,接种针一定要原路返回,以免影响结果观察。又如,在示范革兰染色的步骤时,一定要给学生讲到冲洗染料时要小心,水流要小、要缓,防止水流过大,冲击力过大,把细菌冲洗掉,导致实验失败等。
在实验操作时,最好分成几人一组的形式,毕竟同学们没做过相关实验,难免会手忙搅乱,几个人一组可以相互学习,相互监督,做到规范操作。对做失败的实验可以讨论,找到失败的原因所在,重新再做,争取实验成功,这样在以后的自己操作过程中就会印象深刻,不易出错。对各组学生的实验要做小结,总结他们经验教训,使他们得到提高。实验完成后,要求学生用理论知识解释实验结果,然后教师归纳总结,分析各自实验过程中的不足之处
4实验报告的书写
在每次实验结束后,要要求学生写出规范的实验报告,实验报告要写的内容包括实验的目的、方法、步骤、结果等,实事求是的对实验结果进行分析。另外,在实验课中,经常会观看示教片,也要求学生画出图形,这样一方面通过调节显微镜,熟悉一般的光学显微镜的使用及注意事项以及油镜的使用,并且更直观的观察微生物的形态,加深同学们对某些微生物及其特殊结构的印象。
5教师对实验报告的分析
课后老师批改实验报告后,在新的实验课前,老师应该把上次实验结果及实验报告的书写中的问题归纳性的提出来,对于普遍存在的问题要进行分析讲评,使学生及时获得反馈信息。尤其是要分析实验失败原因,并且强调一下正确的实验步骤及注意事项,让同学们知道,同样的实验步骤也可能会出现不同的实验结果,原因就是实验中关键步骤的细节没把握好,稍不注意就会出问题,让学生从本科就要树立严谨认真的实验态度,事实求实的实验作风。
总之,教师应该在精选实验内容,把握好实验课时间的编排,并把现代化教学方式应用到实验教学中,进一步加强学生的实践能力和创新精神的培养,加速实验教学改革和发展进程,提高医学院校实验教学水平。
关键词:数学实验;数学软件;生物医学工程
1引言
生物医学工程专业应该培养学生具有生命科学、电子技术、计算机技术及医药信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程相结合的科研能力,能使学生成为在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的生物医学工程高级技术人才。而现代科学中多学科相互交叉渗透,对数学的要求越来越高。一方面是如何应用数学知识和数学思维进行多学科的综合,应用数学解决大量的实际问题;另一方面是信息技术、工程技术等相关学科对数学的要求比传统的学科的要求更高。
数学实验课是以数学建模与数值计算为核心内容的课程,它将数学知识、数学建模与计算机应用三者融为一体,使之有机地结合起来,达到解决实际问题的目的。开设数学实验课程,学生可以在学习大学数学的基础上,运用所学的知识,亲自动手和设计,建立数学模型,通过计算机并利用数学软件解决实际问题,从而培养学生的创新意识及动手能力,这对学生将来在生物医学工程领域尽快成才大有益处。
2数学实验课的主要特点
数学实验课在整个数学实践性环节中占有重要的地位,必需熟悉它的主要内容和特点,从而使整个课程体系取得最优的效果。
21数学软件的使用
数学软件是现代数学的重要的计算工具,在数学实验中是不可或缺的,它为数学实验提供了工作的平台。采用Matlab、Mathematic、Maple和Ansys等数学软件,使学生有一个较高的平台,直接运用数学家和计算机专家研制的数学软件,解决实际问题。同时,随着数学软件的不断升级,学生可以运用最新的数学知识和数学方法来处理实际问题。
22计算机的应用
实际问题的解决离不开科学计算,而计算机技术的强大功能为数学实验提供了实验条件。同时,数学实验课也为计算机课程提供了大量实践操作的练习机会。两者的结合必将提高学生对计算机知识的掌握水平和应用的能力,使计算机课程可以用更少的课时取得更好的效果。
23与数学建模课的结合
数学实验课的前期着重对基本实验方法的讲授,后期涉及一些中等难度以下的数学模型的求解。数学实验偏重学数学方法,数学建模偏重用数学。数学建模课可以作为数学实验课的后续课程,加强各种模型的训练,培养学生的实际建模能力。
24与其它数学公共课的交互
数学实验课中涉及到高等数学、线性代数、概率统计、计算方法等多门数学课程,它把这些内容通过实践、应用的方式有机地结合起来。学生在完成数学实验的过程中,激发了对其它数学课的兴趣,可以更深入地学习与探求相关课程,并且把学到的新知识再拿回到实验课中来应用,从而使所学知识更牢固,体会也更深刻。
3开设数学实验课的必要性
传统的数学教学是通过教师在课堂上讲解定义、定理证明、公式推导和大量的计算方法与技巧等,课后学生利用公式解题。这种教学方式会产生一个不好的后果,就是学生越来越觉得数学枯燥无味,而且缺乏应用能力。再加上目前的学生深受应试教育的影响,学习主动性不够,缺乏应用数学解决问题的意识和能力。
许多高等教育发达的国家,也在进行着数学教学模式的改革。例如,美国于80年代初开始了微积分教学的改革,建立计算机代数系统(CAS),抛弃了一些严格的定义和复杂的证明过程,更注重微积分的思想与本质。这种改革十分强调发展学生的思维、重视概念的理解,并将图像、数值和符号始终贯穿整个微积分的教学。
随着计算机技术的迅速发展,近10多年来,创建了多种数学软件包。这些软件包具备强大的数值计算、符号演算和图形处理等功能,例如,能迅速准确地进行求极限、导数、积分、泰勒展开、计算行列式、矩阵的各种运算、解方程、解方程组、假设检验、方差分析和回归分析等。因此,在数学教学中应该进行教学方法和教学手段的改革,没有必要过分强调记忆大量
公式和计算技巧,应注重解决实际问题时常采用的数学思维和方法,即应用数学能力的培养。开展数学实验课教学能激发学生学习数学的兴趣与主动性,培养学生数学建模能力、数据计算和处理的能力,使学生具有用数学知识、结合计算机技术和专业知识解决实际问题的意识和能力。
4开设数学系实验课的条件
我院生物医学工程专业开设数学实验课必须认识到师资队伍建设和实验设施建立的重要性。
数学实验课的开设,必须与数学理论课程的教学改革有机地结合在一起;任课教师应该具备数学教学、数学软件和计算机的相关知识,要有数学建模的经验。
建立“数学实验室”或建设良好的数学实验环境是开设数学实验课的物质条件。开设数学实验不仅需要计算机和数学软件等充足的硬件条件,更需要各级领导的大力支持,相关部门的积极配合等良好的软件环境。
5结束语
数学实验课是一个新生事物,它逐渐被越来越多的院校和专业所接受,它能把“讲授―记忆―测验”的传统学习过程,转变为“直觉―探试―出错―思考―猜想―证明”的新型学习模式,将信息的单项传播转变为多项交流,使学生的被动接受变为主动学习。通过数学实验课的训练,促使学生手脑并用,给予学生更多的自己思考与领悟的机会,逐步启迪心智,推动思维。它是对传统数学课程进行教学改革的一种有效尝试。随着数学实验课的推广,它的优越性会逐渐体现出来,它在培养人才方面的作用会被社会所承认。
参考文献
1徐群芳. 林业院校开设数学实验课的探讨. 中国林业教育,2004,3:55~56