農(nóng)業(yè)院校研究生數(shù)學(xué)課程體系與教學(xué)模式的研究與改革①

傅麗芳，吳秋峰，湯 巖

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

農(nóng)業(yè)院校研究生數(shù)學(xué)課程體系與教學(xué)模式的研究與改革①

傅麗芳，吳秋峰，湯 巖

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

以實(shí)證調(diào)研為基礎(chǔ)，從課程體系、教學(xué)方法及選課機(jī)制等多方面剖析了當(dāng)前研究生數(shù)學(xué)課程設(shè)置與教學(xué)存在弊端與不合理因素，并根據(jù)研究生創(chuàng)新教育的要求，提出重組課程模塊、優(yōu)化課程體系改革思路;結(jié)合數(shù)學(xué)課程的性質(zhì)和特點(diǎn)，提出改革與創(chuàng)新教學(xué)方法與手段、構(gòu)筑多元化、信息化實(shí)踐教學(xué)模式的具體方法和措施。

研究生數(shù)學(xué)課程;創(chuàng)新教育;課程體系優(yōu)化;教學(xué)模式

研究生課程在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中具有重要作用，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要在于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，而實(shí)現(xiàn)這一過程首先須具備完備的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)技能，這在很大程度上依賴于科學(xué)的研究生課程體系［1-2］。

數(shù)學(xué)課程在各類高等院校中都是研究生重要的基礎(chǔ)課程。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代，先進(jìn)的信息技術(shù)和科學(xué)的定量研究方法是各領(lǐng)域和生產(chǎn)實(shí)踐不可或缺的手段。毋庸置疑，科學(xué)計(jì)算、理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)已成為科學(xué)研究的三大支柱。數(shù)學(xué)教育在研究生培養(yǎng)中的作用與地位日益凸顯，數(shù)學(xué)課程已不再僅僅是工程計(jì)算的工具，而逐漸成為研究生理性思想和文化素質(zhì)的重要載體，更是探索和創(chuàng)新的必備素養(yǎng)［3-4］。

但目前國(guó)內(nèi)很多農(nóng)業(yè)院校中研究生數(shù)學(xué)教育尚未得到充分的重視。課題組實(shí)證調(diào)研結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)院校中研究生數(shù)學(xué)課程設(shè)置偏少、教學(xué)模式墨守成規(guī);教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)過程本科化等現(xiàn)象比較普遍［5-6］。研究生掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)零散、淺顯，難以對(duì)其邏輯思維及實(shí)踐、創(chuàng)新能力發(fā)揮應(yīng)有的促進(jìn)作用。顯然，缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的數(shù)理邏輯知識(shí)和數(shù)據(jù)信息處理能力已成為其科研工作中桎梏和瓶頸問題。

本文結(jié)合我校研究生數(shù)學(xué)課程改革項(xiàng)目研究成果，全面、系統(tǒng)地論述了課程體系優(yōu)化與調(diào)整方案，提出切實(shí)可行的研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)手段與教學(xué)模式改革與創(chuàng)新的途徑與方法，為促進(jìn)研究生創(chuàng)新教育、提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量提供科學(xué)的參考。

1 研究生數(shù)學(xué)課程設(shè)置與教學(xué)現(xiàn)狀存在的問題

課題組在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、東北石油大學(xué)、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)等八所院校開展了研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀實(shí)地調(diào)研［5］，發(fā)放問卷3 500份，回收有效問卷2 715份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合資料查詢和專家訪談，對(duì)當(dāng)前研究生數(shù)學(xué)教育存在的主要問題和原因剖析如下。

1．1 課程難以適應(yīng)研究生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的多元化需求

目前，大多數(shù)農(nóng)業(yè)院校研究生數(shù)學(xué)公共課程主要包括“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”、“數(shù)值分析”、“工程數(shù)學(xué)”及“矩陣分析”等，一般為5～8門，課程門類較少;課程設(shè)置缺乏層級(jí)劃分和針對(duì)性，難以適應(yīng)不同學(xué)科、不同專業(yè)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)不同層次的需求;同時(shí)也較少考慮研究生個(gè)人的專業(yè)基礎(chǔ)、個(gè)人興趣和未來職業(yè)需要，劃一性特征明顯，難以適應(yīng)研究生個(gè)性發(fā)展需要。其次，課程設(shè)置缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃與編排，課程間銜接和關(guān)聯(lián)性較弱;各門課程間相對(duì)獨(dú)立，缺乏橫向擴(kuò)展性和縱向連貫性，學(xué)生獲得的數(shù)學(xué)知識(shí)零散、淺顯，難以構(gòu)建較為完備的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系;同時(shí)，交叉學(xué)科課程較少，學(xué)科之間的融合、交叉與綜合性體現(xiàn)不夠充分。

1．2 教學(xué)內(nèi)容不能及時(shí)反映最新成果

數(shù)學(xué)課程內(nèi)容往往注重經(jīng)典，偏重知識(shí)灌輸和理論推導(dǎo)，理論性課程偏多，實(shí)踐性課程偏少，對(duì)科研能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練不夠重視。課程內(nèi)容更新較慢，涉及學(xué)科前沿、學(xué)科交叉的內(nèi)容相對(duì)較少，一些體現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)科最新研究成果和新興應(yīng)用的內(nèi)容不能及時(shí)反映到課程教學(xué)內(nèi)容中，使得大多數(shù)研究生難以全面了解和掌握前沿科學(xué)研究需要的現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和技術(shù)。

1．3 教學(xué)方法和手段形式單一，教學(xué)過程“本科化”

研究生數(shù)學(xué)課程仍然以傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)為主，理論推導(dǎo)和演繹講得過精過細(xì)，課堂信息量小;學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)，自主能動(dòng)性得不到充分發(fā)揮。另一方面，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較為薄弱，對(duì)研究生數(shù)學(xué)建模、創(chuàng)新項(xiàng)目等課外教學(xué)拓展活動(dòng)缺乏足夠重視，教學(xué)形式單一、“本科化”特征明顯，難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自我探索、自我發(fā)揮的主觀能動(dòng)性和實(shí)踐應(yīng)用的創(chuàng)造力。

1．4 選課機(jī)制難以適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際需求

調(diào)查中47%的研究生認(rèn)為自己的數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)計(jì)劃不夠理想。入學(xué)初對(duì)很多數(shù)學(xué)課程及專業(yè)研究需求了解甚少，往往直接按既定的課程計(jì)劃或?qū)熤笇?dǎo)選課。由于多數(shù)院校現(xiàn)行的一次性選課制度的制約，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)既定課程學(xué)習(xí)計(jì)劃的修改以適應(yīng)具體研究工作和個(gè)人興趣愛好的實(shí)際需求。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，既定不變的選課機(jī)制也成為制約研究生數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性的重要因素之一。

2 研究生數(shù)學(xué)課程體系改革與優(yōu)化

2．1 優(yōu)化數(shù)學(xué)課程體系，完善研究生數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)

創(chuàng)新思維的形成必須以科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。首先，根據(jù)農(nóng)業(yè)院校辦學(xué)特色和專業(yè)人才培養(yǎng)需求精選和優(yōu)化數(shù)學(xué)課程，并依據(jù)課程的類別、性質(zhì)及課程內(nèi)容在的銜接和關(guān)聯(lián)關(guān)系，集結(jié)成縱向貫通、橫向關(guān)聯(lián)的課程模塊（見表1）。根據(jù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)知識(shí)的總體構(gòu)架形成基礎(chǔ)課程，方法、工具類課程、應(yīng)用類課程及近、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法類課程四大模塊共同組成的課程體系，以供不同專業(yè)的研究生按學(xué)科和科研需要進(jìn)行選擇，為學(xué)生構(gòu)筑完善的數(shù)學(xué)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。課程體系的優(yōu)化調(diào)整遵循以下基本原則:

2．1．1 加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)面，完善研究生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論具有相對(duì)穩(wěn)定性和廣泛適應(yīng)性，它是各類數(shù)學(xué)方法和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)［7－8］。基礎(chǔ)課程的設(shè)置不僅要以研究生本科階段數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為依據(jù)，在理論和應(yīng)用層面進(jìn)行拓寬和加深，更要重視在學(xué)科知識(shí)面和實(shí)踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有所分工、互為補(bǔ)充，為此增設(shè)了計(jì)算方法、矩陣分析、文科通識(shí)數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程，并在基礎(chǔ)課程中適當(dāng)引入反映學(xué)科前沿、富有創(chuàng)造性、啟發(fā)性的應(yīng)用實(shí)例強(qiáng)調(diào)理論的應(yīng)用前景。

2．2．2 增加方法類、應(yīng)用類課程，建立數(shù)學(xué)應(yīng)用平臺(tái)

缺乏科研方法和科研訓(xùn)練是導(dǎo)致研究生科研、創(chuàng)新能力普遍偏低的主要因素，加強(qiáng)研究方法課程的教學(xué)已迫在眉睫［9-11］。針對(duì)不同專業(yè)領(lǐng)域的需求，增設(shè)了時(shí)間序列分析、最優(yōu)化方法及建模與仿真等方法、工具類課程，以及生態(tài)數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)等與專業(yè)密切結(jié)合的應(yīng)用類選修課程，鼓勵(lì)研究生結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和興趣愛好等個(gè)性化需求自由選課，不僅有助于研究生掌握更多先進(jìn)的量化分析手段和技術(shù)，也有助于激發(fā)其在學(xué)習(xí)和科研中探索、創(chuàng)新的積極性，為創(chuàng)新能力培養(yǎng)奠定數(shù)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用平臺(tái)。

表1

2．2 實(shí)行碩博打通、階段性數(shù)學(xué)課程選課機(jī)制

與教學(xué)管理部門協(xié)調(diào)，改變“一次性選課機(jī)制”，采取“階段性數(shù)學(xué)課程選擇機(jī)制”，并根據(jù)研究生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)際情況和學(xué)習(xí)規(guī)律，科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)課、選修課開設(shè)方案，協(xié)調(diào)各類課程開課學(xué)期和教學(xué)進(jìn)度，以方便研究生按實(shí)際需求合理安排數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)計(jì)劃。同時(shí)，實(shí)行碩博打通、統(tǒng)一規(guī)劃的原則，根據(jù)與專業(yè)教師、專家的溝通與協(xié)商，針對(duì)各專業(yè)研究特點(diǎn)和實(shí)際需求制定碩博連通的“數(shù)學(xué)課程套餐”以指導(dǎo)研究生制定合理、科學(xué)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)劃。

3 創(chuàng)新課程實(shí)施方法，構(gòu)建多元實(shí)踐教學(xué)模式

3．1 以靈活多樣的教學(xué)方法創(chuàng)建開放式教學(xué)環(huán)境

研究生教育的本質(zhì)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)，課程教學(xué)目的不僅僅是傳授知識(shí)，更應(yīng)注重研究生批判意識(shí)、思辨能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)［9-11］。首先要高屋建瓴，在整體把握課程知識(shí)體系的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)靈活多樣的教學(xué)形式，組織和引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)互動(dòng)，通過講解與研討結(jié)合、專題講座、專家訪談以及課程實(shí)踐等開放式、參與式教學(xué)方法和手段充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和參與意識(shí)，在開放式教學(xué)環(huán)境中培養(yǎng)研究生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力。

3．2 拓展課外實(shí)踐活動(dòng)，構(gòu)建研究生數(shù)學(xué)實(shí)踐平臺(tái)

實(shí)踐與應(yīng)用是激發(fā)研究生潛能和創(chuàng)造性的有效途徑。結(jié)合課程內(nèi)容和學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，通過開展社會(huì)調(diào)查、研究生創(chuàng)新課題、研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等形式多樣的課外實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，構(gòu)筑多元化數(shù)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用平臺(tái)。特別是在方法類、實(shí)踐應(yīng)用類課程教學(xué)中主動(dòng)與專業(yè)教師合作，共同引導(dǎo)研究生在專業(yè)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，輔助他們通過創(chuàng)造性運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法尋求解決問題的途徑和辦法，極大地促進(jìn)了研究生自我探索、自我創(chuàng)造等潛能的發(fā)揮。同時(shí)采用實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)報(bào)告、項(xiàng)目研究報(bào)告、結(jié)課論文或建模論文等多種靈活方式進(jìn)行課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定。

3．3 加強(qiáng)課程建設(shè)，促進(jìn)教育信息化和教學(xué)模式升級(jí)

3．3．1 加強(qiáng)研究生數(shù)學(xué)精品課建設(shè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享

充分利用日益發(fā)展的信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，積極推進(jìn)研究生數(shù)學(xué)精品課建設(shè)和課程創(chuàng)新，促進(jìn)教學(xué)資源共享。目前我校已初步完成“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析”精品課程網(wǎng)站建設(shè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)多媒體課件、教學(xué)錄像、微課視頻、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)案例等教學(xué)資源共享。同時(shí)增設(shè)了課外習(xí)題、拓展閱讀以及實(shí)踐應(yīng)用等欄目供學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)，以精品課程為載體構(gòu)建開放式教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)數(shù)學(xué)教育的信息化。

3．3．2 推廣網(wǎng)絡(luò)“微課”，構(gòu)筑開放式學(xué)習(xí)平臺(tái)

微課（程）通常指微型視頻網(wǎng)絡(luò)課程，是近一兩年隨著教育信息化進(jìn)程新興的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。結(jié)合研究生數(shù)學(xué)精品課程建設(shè)，根據(jù)課程內(nèi)容整體架構(gòu)和知識(shí)脈絡(luò)，精心挑選出一些重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)問題設(shè)計(jì)并錄制了多個(gè)微課視頻，將數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的講述與闡釋以短小精悍的在線視頻形式呈現(xiàn)出來，同時(shí)還提供了與該教學(xué)主題相關(guān)的素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試等學(xué)習(xí)支持資源，為研究生自主學(xué)習(xí)、自我探索構(gòu)筑了良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)和輔助支持。

4 結(jié)語

本文從課程設(shè)置、教學(xué)方法以及選課機(jī)制等多個(gè)方面深入剖析了當(dāng)前研究生數(shù)學(xué)課程體系及教學(xué)過程中存在的一些弊端與不合理因素，分析了各方面因素對(duì)研究生創(chuàng)新教育造成的不利影響，提出了面向創(chuàng)新教育的研究生數(shù)學(xué)課程體系整體優(yōu)化方案，并結(jié)合教學(xué)方法與手段改革與創(chuàng)新的具體措施，論述了構(gòu)建研究生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)平臺(tái)、應(yīng)用平臺(tái)和實(shí)踐平臺(tái)、提升研究生實(shí)踐、創(chuàng)新能力的方法與途徑。

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（責(zé)任校對(duì) 謝宜辰）

G643

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1674－5884（2014）06－0043－03

2014－02－13

黑龍江省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革項(xiàng)目（JGXM_HLJ_2013018）

傅麗芳（1974－），女，云南麗江人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。