哈理工高电压研究生课程 对理工院校研究生公共数学课程群建设的认识与实践
时间：2019-01-14 03:24:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
随着人类进入了信息时代,数学在科学技术各个领域的作用日益重要,它不但是支撑其他学科的“幕后英雄”,而且直接活跃在科学技术革命的第一线。数学科学在高新技术领域的地位不断增强,科学计算、理论研究和科学实验已成为科学研究的三大支柱。与此同时,数学本身也经历了一场深刻的革命,新的数学思想、数学分支层出不穷,各种理论和方法相互交叉、互相渗透,在实际应用中显示出了超强的活力。
研究生的数学教育在培养高层次科技人才的教育中占有重要地位。作为我国高等教育培养的最高层次人才,研究生的综合素质和水平对国家今后的发展至关重要。他们的科研能力不仅与所在院校的学科建设和学术水平密切相关,也受到培养模式和知识结构的具体影响。数学不仅仅是各学科研究生必需的“工具”,更是培养他们整体素质的重要基础。为了不断提高人才培养质量,进一步深化教育教学改革,要把数学教育作为素质教育的重要组成部分,注重培养学生的创新意识和实践能力,使数学教育成为培养受教育者数学修养和理性思维的重要载体。
近几年来,各重点高校都在探索研究生数学教学的改革问题,积极将研究生数学课程进行重组,建立新的课程体系,将近(现)代数学的部分内容引入研究生数学课程,并将多媒体等现代教学手段引入教学过程,加强培养研究生综合运用数学知识提出问题、分析问题和解决问题的能力,使学生掌握各自研究领域的现代方法,体会数学工具的重要性,为其科研工作打下坚实的数学基础。
数学教育对研究生的创新意识和创新能力的影响至关重要。数学水平是研究生的基础理论水平的重要组成部分,是综合素养和创新能力的根基,是到达科学研究前沿的理论准备。在研究生数学公共课课程体系设置中,要体现对学生综合素质和创新能力的培养并贯彻“因材施教、分层教学、重在创新”的指导思想。使学生具有将数学方法应用到实际工作中,解决所遇到的问题的能力,这样的能力不是简单地多学几门数学课程就可以获得的。因此,研究生阶段的数学课程理应提出更高的要求:即通过对数学公共课程的学习,研究生不仅要掌握必需的数学理论和方法,更重要的是提高应用数学方法解决实际问题的能力。
“课程”是研究生培养方案的基本组成元素,它由一个或几个相关学科的若干内容按一定体系结构组成。课程教学是对研究生传授知识、培养能力、提高素质的主要教育环节,是实现人才培养目标和培养规格,形成培养特色的基本保证。课程建设的成功与否在很大程度上影响和决定教学宗旨和人才培养目标的实现,这早已成为全国各高等院校的共识。近年来,更多的院校意识到,只对单门课程的教学内容及其结构进行改革已远远不能满足经济全球化时代对高素质、综合性人才的需求,开始探索如何改革课程体系结构、建构整体优化的、高效合理的课程体系,进而提出创建“课程群”(或称“课程集群化建设”“课群”)。所谓“课程群”“是以现代教育思想和理论为指导,对教学计划中具有相互影响、互动有序的,相互间本可以构成独立完整的教学内容体系的相关课程,进行重新规划、设计、构建的整合性课程的有机集群。它秉承并体现教学计划的总体培养目标,运用现代课程编制理论和设计方法,由若干个经科学划分的课程(模块)组成,各课程具有相应的教育分目标以及整合化、综合化的教学内容体系”。由此可见“课程群”即相关课程的有机结合体,有着整体的教学要求,具有整合性的、模块化的教学内容,强调群内各课程的渗透及融合,能在课程设置与师资配备上优化整合一部分课程,强化各科目之间的相互渗透与融合,发挥群体优势。
目前,各高校都十分重视研究生数学公共课的教学,开设了多门数学必修课和选修课,期望以此提高研究生的数学素质。东北林业大学研究生现行的数学课程包括:“高等工程应用数学”“最优化方法”“概率论与数理统计”“随机过程”“时间序列分析”“数值分析”“数学模型”等。这些课程的开设对提高我校研究生的数学素养和培养质量起到了非常重要的作用。但是这些课程的教学内容往往各自独立,过于强调本课程的系统性和完整性,难以培养学生综合应用数学知识的能力;同时大部分课程的教学手段单一,没有充分利用丰富的计算机资源和软件资源,使得课程学习与实际应用常常相互脱离。随着学科的发展和科学研究的深入,以上课程已不能完全适应新的教育形式下培养高质量研究生的培养要求。为了在有限的时间内,让研究生在掌握必需的数学基本理论与方法的同时,具备应用数学和计算机手段解决实际问题的能力,必须改革现有的研究生数学课程。
在研究生数学课程方面,目前存在的主要问题是:
1.经典有余,现代不足。数学教学内容要具有先进性,要及时反映本学科领域的最新成果。高科技的发展越来越要求数学为其作定量的准确分析,把现代数学作为表述结论与决策的手段。作为科技交流的重要形式,现代数学语言经常出现在科技文献之中。面对这种现实,现有的课程明显缺乏现代数学的思想、观点和方法,使得大多数研究生不清楚前沿研究需要的近代数学工具是什么。这是数学教育长期存在的问题在研究生教学中的直接反应。
2.自我封闭,背景不明。现有课程过分强调各课程自身的系统性和完整性,强调和偏重于形式上的逻辑推理的严密完整,把演绎推理的正确性放在第一位。缺乏应有的相互联系与渗透,更缺乏与其他科学研究与工程技术领域的联系与渗透。课堂上讲授的大多是论证、逻辑,很多学生记住了一大堆定义、定理、推论,会做很多数学难题,但对所学数学理论的背景理解不深,更不会应用。这些对培养学生的观察力和创造力是不利的。因此,必须对现有课程重新优化设计,才能达到教学目的和效果。
我们的解决方案是:
1.更新教学内容,将现代数学的基本知识和方法引入工科研究生数学课程,逐步实现教学内容的现代化。(1)增加现代数学基础理论课,如“应用泛函分析”等,用以加强数学基础,培养学生的数学素养和抽象思维能力,主要讲授现代数学的有关概念、理论与方法。(2)加强应用数学分支课程的教学,主要讲授科学与工程技术中常用的数学理论方法和与具体研究课题直接有关的课程,如数值分析、应用数理统计、应用随机过程、矩阵分析、小波理论及应用等内容。为研究生将来的科学研究打下坚实的数学基础。
2.加强实践教学,充分利用计算机辅助教学手段,提高学生的动手能力。增加实践类教学课时,加强培养研究生把实际问题转化为数学问题的能力以及应用数学知识和计算机分析解决问题的能力。突出课内课外相结合,重视书本理论和工程实践相结合,将课外的教育环节融入教学计划,使学生不仅能够掌握现代数学基础理论,而且具备实际的运算与操作能力。
3.重组课程模块,优化课程结构,形成新的数学课程体系。根据理工科各专业的专业研究生培养的不同需要,结合数学的自身体系,新的课程群形成了包括分析、代数、计算、随机等主要数学板块的基础和近代知识的完整课程体系,基本满足了研究和发展的需要。
具体做法如下:
按照前沿性、先进性、交叉性的原则调整课程内容和课程体系,利用学科之间的相关性、相融性、互补性对原有的课程从内容分化、重合和课时上进行必要的删减。形成具有理工院校特色的研究生数学课程教学体系。
我们将按照连续量、离散量、随机量、科学计算与数学建模四个模块进行课程建设:
(1)连续量类课程建设
本模块包括:应用泛函分析、数理方程、模糊数学、高等工程数学。
(2)离散量类课程建设
本模块包括:矩阵分析、系统与控制理论中的线性代数。
(3)随机量类课程建设
本模块包括:应用数理统计、时间序列分析、随机过程、多元统计分析、线性模型。
(4)科学计算类课程建设
本模块包括:数值分析、小波分析、最优化理论与算法、数学建模。
按照学科人才培养目标,将知识体系优化设计,构建出一套科学、合理的符合学科发展的理工院校研究生数学课程体系是课程建设的目标。我们认为根据以上的课程体系建设思想对我校研究生数学课程的课程体系、教学内容、教学方法和教学手段进行改革,对提高我校工科研究生的数学素养、分析解决问题能力和创新能力,提高研究生的培养质量都具有重要的推动作用。相信课程群的建设,对提高研究生数学公共课的教学质量、改革教学方法、进行师资队伍建设和教材建设有重要的意义,同时为研究生的数学素养、创新能力以及综合素质的培养提高创造了条件。
参考文献
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