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研究生公共数学类基础课程的改革研究与实践

时间:2022-10-21 12:50:02 来源:学生联盟网

摘要:研究生教育的目标是培养科技创新人才,实现可持续创新发展。研究生公共数学类基础课程的教学,在培养创新人才方面,发挥着越来越重要的作用。基础数学课程的开设,有助于培养工科研究生各方面的科学能力。本文主要从研究生公共数学课程的改革研究与实践方面进行探讨,以期更好地提高研究生教育的质量和水平。

关键词:研究生教育;公共数学;课程改革;教学方法

中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0091-02

研究生教育包括硕士生教育和博士生教育。硕士生教育是研究生教育的初级阶段,是向高层次研究的引导阶段或过渡阶段,培养的目的是:将部分优秀的本科毕业生引入相应的科学研究领域,激发科学研究兴趣,开阔学术视野,进行有效的科学知识积累和拓展,培养独立分析问题和解决问题的能力,为后续科学研究工作的顺利开展打下良好的基础。博士生教育是研究生教育的高级阶段,是学位教育的最高层次阶段,培养的目的是:在导师和团队的指导或带领下,使博士生具有独立的从事科学研究和科技创新的能力,并在学术研究上有一定的造诣,使其在各自的科学研究领域取得一系列重要研究成果或相应的重大科学研究进展。二者的教育的共同目标都是培养国家所需要的科技创新型人才,为国家的不同科技领域注入新的活力和动力,不断地实现可持续创新发展。

科学技术的发展离不开创新型人才的出现,创新型人才的培养需要接受良好的科学教育和知识的积累。对研究生教育而言,数学是重要的基础课。工科院校的研究生在研究初期,均需要学习几门重要的公共数学类基础课程,为后续的科学研究、学术论文和毕业论文中的理论推导和科学计算,打下坚实的基础。特别是工科院校,近年来,对研究生的数学教育越来越加以重视。根据各自的学科特点,分别开设具有不同研究需求的公共数学课程。同时,在研究生的数学教育改革研究方面,也取得一些丰硕成果[1-5]。

由于工科院校的研究生专业和培养侧重点不同,对研究生公共数学课程的设置也略有不同。以沈阳建筑大学为例,沈阳建筑大学主要是以土木和建筑为特色学科、其他学科协调发展的工科院校。目前,開设公共数学课的研究生专业主要有:土木工程、机械工程、环境科学与工程、控制科学与工程、材料科学与工程、管理科学与工程等。根据不同的专业特点,分别开设的主要研究生公共数学课程包括:数值分析、数理统计、矩阵分析等。这些基础数学课程的开设,有助于提高研究生分析问题和解决问题的能力,有助于提高研究生的逻辑思维能力,有助于提高研究生的科学研究水平和创新能力,有助于提高研究生的理论推导和科技论文写作能力,有助于提高研究生的数学建模能力,进而更好地有效地解决实际工程问题。

因此,在研究生的培养和教育过程中,开设公共数学课程是十分必要的。同时,对研究生公共数学基础课程的教学工作提出更高的要求与挑战。在自然科学和工程技术飞速发展的今天,科技在不断地创新,需要知识的不断更新、知识面的不断扩大、眼界的不断开阔。因此,对研究生公共数学基础课程的教学,需要不断地进行改革、研究,并付诸实践,做到与时俱进,敢于创新。

一、研究生公共数学基础课程的教材选取,应做到科学性和规范性

在自然科学日新月异发展的今天,几十年前甚至十年前的经典教材,都有可能不再满足研究生的教学需要。在这种时代所赋予的特殊情况下,那么,研究生的公共数学基础课程教材应如何选取呢?教材选取必须源于经典教材的基础理论与知识,同时,具有知识点的更新、扩充和科学计算方法的升级。随着信息化时代的到来,各类科学计算软件的普及、教材的选取,应该与科学软件的计算实现有效结合。因此,研究生的公共数学基础课程教材应该每隔几年更新一次,或使用相应的升级版本教材。

目前,同一名称或相关名称的公共数学基础课程教材有许多种,而且大多数来自不同的出版社,因此,在研究生教材的选取方面,应尽量采用科学规范性较高的出版社教材,切实做到维护科学知识的真实性和权威性,进而有效维护研究生学到正确科学知识的权益。另外,根据研究生的不同专业需求和学科特色,数学教材的选取要有一定的针对性和学科前沿性。总之,研究生公共数学基础课程的教材选取,应该做到科学化和规范化,同时做到与时俱进。

二、研究生公共数学基础课程的教学方法和教学手段,应灵活多样,兼顾因材施教

研究生公共数学课的教学方法,应不断地改进和创新,在不断的探索和教学实践中,提高水平和层次。研究生公共数学课的教学,应打破传统的单纯理论推导和数值计算,变成当代的理论推导、数学建模和计算模拟与实现,包括程序设计和算法优化的三者有效结合。海量的科学数据和复杂的数值计算,用单纯的数学理论和人工处理方法,可能需要花费几天甚至几年的时间。然而,借助现代化的科学计算软件和相应计算机程序来处理,可能需要花费几分钟甚至几秒的时间,计算结果准确,相应的计算精度也较高。因此,没有必要再进行烦琐的数值计算。例如,高阶矩阵求逆、多次迭代计算求数值解、数据分类和统计分析等,均可由计算机程序在几秒内瞬间完成。同时,数学理论和公式的推导,在研究生的现代教学中是不可缺少的,理论推导能培养研究生的逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力,同时,有利于培养研究生的科学严谨和实事求是的态度,提升科技论文的写作水平。

启发式教学,有助于培养研究生的空间想象能力和独立创新能力。教学手段主要以板书和多媒体相结合为主,适当上机,进行计算软件的科学实现。板书主要以理论推导为主,多媒体可以适当展示一些具体的数学模型在工程上应用的实例,生动形象,激发研究生学习数学的兴趣。上机操作主要介绍数学计算软件的使用方法。根据研究生的专业和学科特点,教学方法和教学手段也应略有不同,但共同的教学目标是培养研究生的数学基础和解决实际问题的能力。

三、研究生公共数学基础课程的师资配备,应做到合理化和规范化

选派一些责任心較强、数学基础功底深厚、知识面宽和学术水平相对较高的教师,承担研究生的数学教学任务。在讲授好研究生公共数学基础课的同时,使研究生领略到与学科前沿性密切相关的数学知识,激发学术渴望和科研热情。在授课的过程中,教师的科学知识面将直接影响到研究生的学术视野。知识面相对较宽的教师,可从多角度、多学科或多层面来分析问题和解决实际工程问题,较好地掌握和领略科学前沿性问题,开阔研究生的学术眼界。同时,讲授研究生公共数学基础课程的教师,应具备科学计算能力,以清晰的数学逻辑,进行相应的计算机程序设计,提高研究生的科学软件使用方法和计算实现能力。

四、加强研究生数学精品课建设,采取适当的激励机制

在研究生公共数学基础课程的教学改革与实践过程中,注重教学方法和教学手段改革的同时,应加强研究生的数学精品课建设,以精品课带动一般课程,不断地提高研究生教师的整体教学水平和教学能力,提高研究生的教学质量。数学精品课建设工作是建立在长期的研究生教学探索和改革实践的基础上,逐渐形成的具有数学特色的研究生精品课程。由于精品课建设工作,需要大量的时间、心血和精力的投入,应该给进行精品课建设的教师给予适当的人力、物力、技术和财力上的支持和相应奖励。

五、鼓励研究生参加数学建模竞赛,发表高水平学术论文,建立和完善奖励机制

近年来,随着全国研究生数学建模竞赛的有序开展进行,吸引许多高校的研究生参加竞赛。通过参加数学建模竞赛,研究生会有很多的收获与感慨,提高分析问题和解决实际工程问题的能力,培养团队合作精神,提高数学素养,增强科学研究的信心,激发科学研究的热情,锻炼科学研究意志和斗志。未取得好成绩的研究生中,部分觉得自己的数学基础薄弱,解决实际问题时,力不从心。

由此可见,研究生应该重视数学课程学习。同时,研究生在阅读科技文献时,有的看不懂数学公式和理论推导,进而阻碍科学研究的进展,放慢科学研究的脚步。为了加强研究生对数学的学习和关注度,应积极鼓励研究生参加数学建模竞赛和发表高水平的学术论文,培养学习数学的兴趣,意识到数学在工程领域应用中的重要性,相应地建立和完善适当的奖励机制,对表现优秀的研究生给予适当的精神奖励和相应的物质奖励。

鉴于此,切实加强研究生公共数学基础课程的教学改革研究与实践工作,是一项重要的任务,直接影响到研究生教育的质量和水平。立足当前,放眼未来,一步一个扎实的脚印,在不断的教学改革和实践中稳步前进,全面提升研究生教学质量,培养出祖国所需要的创新型人才。

参考文献:

[1]岳建海,孙玉朋,商朋见.试论工科研究生数学基础课程体系的改革[J].北京交通大学学报(社会科学版),2011,10(2):118-122.

[2]刘明柱,周国标.研究生公共数学课程体系建设的认识与实践[J].学位与研究生教育,2008,(5):69-73.

[3]高宗升,孙善利,赵迪,孙海燕.研究生数学公共课教学平台的建设与实践[J].北京航空航天大学学报(社会科学版),2009,22(增刊):59-61.

[4]冯良贵,杨文强.关于研究生数学课程教学与改革的若干探索[J].湖南工业大学学报,2010,24(1):72-74.

[5]周少波,孙祥,徐晟.工科研究生数学能力的培养研究——基于科技创新的视角[J].研究生教育研究,2013,(4):42-47.