卡耐基梅隆大学教授使用MATLAB在线教程教授生物医学工程的计算方法

王博士的新课程，计算机生物医学工程基础，CMU的第一门研究生生物医学工程课程是完全基于MATLAB和Simulink的吗万博1manbetx^®. 王博士进行的一项早期课堂调查显示，尽管编程背景有限，但大多数学生希望成为MATLAB的“超级用户”，并将其用于生物医学工程课程和未来职业生涯。

尽管他有几十年的其他语言编程经验，从汇编语言到C++，王博士并不是一个MATLAB专家。为了准备每节课，他需要提高自己的能力并确定学生将使用的资源。

王博士利用MathWorks在线培训课程学习MATLAB，并对新的计算方法课程实施翻转课堂的方法。在给学生布置辅导课之前，王博士会先自己完成，这既是为了确定进度，也是为了确定学生可能需要帮助的领域。

王博士发现，通过要求学生在课前完成他指定的教程，他可以最大限度地减少在课堂上教授基本语法的时间。在课堂上，他简要回顾了教程中介绍的主要概念，然后向学生展示了如何在生物医学工程环境中应用这些概念。例如，在他们的第一个作业中，学生们使用MATLAB分析患者数据，以发现血压、胆固醇和整体健康之间的相关性。关于图像分析的课程，学生们从MATLAB Central上的文件交换下载的算法开始，该算法对稻谷照片进行图像分割，并对其进行修改以计算和测量细胞核。

通过采用类似的教学方法，王博士在完成教程后扩展了几个重要的主题领域。例如，对于线性代数，王博士引入了额外的解决问题的材料，涵盖了特征向量、奇异值分解和主成分分析的应用。学生们使用MATLAB教程建立的基础使他们很容易掌握抽象和复杂的概念。

当王博士学习常微分方程（ODE）时，他要求学生完成一个关于使用MATLAB解算器求解ODE的教程。然后要求学生使用符号数学工具箱以符号方式求解相同的ODE™ 并以图形方式使用Simulink。万博1manbetx

课程以MATLAB机器学习教程结束。然后，许多学生选择使用传统机器学习或基于神经网络的深度学习作为他们选择主题的最终项目。主题包括用于检测肺炎的胸部X射线图像分类、用于检测痴呆症的脑电图记录、，心电图记录用于检测心律失常，白细胞图像用于自动血液计数。许多项目涉及比较分类方法，从简单回归到深入学习。

对于未来的学期，王博士计划分配额外的时间进行机器学习和深度学习，以回应学生的反馈以及学生在期末项目中广泛使用分类器。

• 翻转教室已启用。“MATLAB教程让我教授计算方法的能力发生了日夜的变化，翻转课堂使结果最大化，”王博士说。“例如，如果我在教Python课，我可能不得不在课堂之外花时间教授基础知识，或者花自己的时间创建类似的教程。”
• 积极参与了。王博士说:“MATLAB基础取代了一系列枯燥和耗时的讲座。”“随着技能的提高，学生们变得更加积极和参与，对于我给他们的挑战，他们给出了更好、更有趣的答案。”
• 编程效率增加。“MATLAB是一个非常有效的工程工具，它使学生和像我这样的实践专业人员都能够轻松快速地解决问题，”王博士说。“如果我使用C或C++来模拟一个类似的问题，即使我有一个好的库，那么我看到它的结果可能要比用Matlab花费更多的时间和精力。”