以研究生數(shù)學(xué)課程體系與教學(xué)模式改革促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)

摘 要：本文從課程設(shè)置、教學(xué)方法以及選課機制等多方面剖析了當(dāng)前研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)存在弊端與不合理因素，并根據(jù)創(chuàng)新教育要求，重組課程模塊，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建新的數(shù)學(xué)課程體系；以應(yīng)用、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)提出教學(xué)方法、教學(xué)手段及實踐教學(xué)模式改革與創(chuàng)新的具體方法和措施。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育 研究生數(shù)學(xué)課程 課程模塊 教學(xué)模式 教育信息化

中圖分類號：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）04（b）-0154-02

創(chuàng)新能力培養(yǎng)是研究生教育的根本任務(wù)，是檢驗研究生教育質(zhì)量的根本標(biāo)志[1]。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，而實現(xiàn)這一過程首先須具備完備的知識結(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)實踐不可或缺的手段。毋庸置疑，科學(xué)計算、理論研究和科學(xué)實驗已成為科學(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]。

但調(diào)查研究表明，目前國內(nèi)很多高校研究生數(shù)學(xué)教育普遍存在課程設(shè)置和教學(xué)模式墨守成規(guī)，課程層級針對性不強，教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)過程本科化等弊端[3，5，6]。研究生掌握的數(shù)學(xué)知識零散、淺顯，難以對其邏輯思維及實踐、創(chuàng)新能力起到應(yīng)有的促進(jìn)作用。只有整體優(yōu)化課程體系、改革和創(chuàng)新教學(xué)方法、教學(xué)模式，實現(xiàn)研究生數(shù)學(xué)課程應(yīng)有的寬廣度和縱深度，才能實現(xiàn)數(shù)學(xué)教育在構(gòu)建完備的知識體系、培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生實踐、創(chuàng)新能力方面的促進(jìn)作用。

本文結(jié)合研究生數(shù)學(xué)課程改革課題研究成果，論述課程體系優(yōu)化設(shè)置與調(diào)整方案，提出切實可行的研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)手段、教學(xué)模式改革與創(chuàng)新途徑與方法，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)課程教學(xué)實施現(xiàn)狀分析

項目組在東北農(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)、黑龍江大學(xué)等八所院校開展了研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀實地調(diào)研[5]，共發(fā)放問卷1000余份，回收有效問卷715份進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)合資料查詢和專家訪談，對當(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 課程數(shù)量和類別較少，層級劃分和針對性不強，難以適應(yīng)研究生的多元化需求

首先，科目與類別較少，劃一性特征明顯。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、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)置缺乏層級劃分和針對性，難以適應(yīng)不同學(xué)科、不同專業(yè)對數(shù)學(xué)知識不同層次的需求；同時也較少考慮研究生個人的專業(yè)基礎(chǔ)、個人興趣和未來職業(yè)需要，劃一性特征明顯，不能很好地適應(yīng)研究生個性發(fā)展需要。

其次，課程設(shè)置缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃與編排，課程間相對獨立、銜接和關(guān)聯(lián)性較弱，缺乏橫向擴展性和縱向連貫性，學(xué)生獲得的數(shù)學(xué)知識零散、淺顯，難以構(gòu)建較為完備的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)；同時，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 課程內(nèi)容陳舊，不能及時反映本學(xué)科領(lǐng)域的最新成果和新興應(yīng)用

數(shù)學(xué)課程內(nèi)容往往注重經(jīng)典，偏重知識灌輸和理論推導(dǎo)，理論性課程偏多，實踐性課程偏少，對研究和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視不夠。課程內(nèi)容更新較慢，涉及學(xué)科前沿、學(xué)科交叉的內(nèi)容相對較少，一些體現(xiàn)學(xué)科最新研究成果和前沿進(jìn)展的內(nèi)容不能及時反映到課程內(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、教學(xué)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)生處于被動狀態(tài)，自主能動性得不到充分發(fā)揮。另一方面，實驗、實訓(xùn)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)較為薄弱，對研究生數(shù)學(xué)建模、創(chuàng)新項目等課外教學(xué)拓展活動缺乏足夠重視，教學(xué)形式單一、“本科化”特征明顯，難以充分調(diào)動學(xué)生自我探索、自我發(fā)揮的主觀能動性和實踐應(yīng)用的創(chuàng)造力。

1.4 一次性課程選擇機制難以適應(yīng)學(xué)生專業(yè)研究及個性化發(fā)展需求

調(diào)查分析還表明47%的研究生認(rèn)為自己的數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)計劃不夠理想。入學(xué)初對很多數(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劃或?qū)熤笇?dǎo)選課。由于現(xiàn)行一次性選課制度的制約，難以實現(xiàn)對既定課程學(xué)習(xí)計劃的修改以適應(yīng)專業(yè)學(xué)習(xí)和研究方向的實際需要，這也是制約數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率的重要因素之一。

2 面向創(chuàng)新教育的研究生數(shù)學(xué)課程體系改革

2.1 以需求為導(dǎo)向優(yōu)化課程體系，完善研究生數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)

創(chuàng)新思維的形成必須以科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，而科學(xué)的課程體系是構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。首先，根據(jù)學(xué)校特色和專業(yè)人才培養(yǎng)需求精選和優(yōu)化數(shù)學(xué)課程，依據(jù)課程類別、性質(zhì)及內(nèi)在銜接關(guān)系，集結(jié)成縱向貫通、橫向關(guān)聯(lián)的課程模塊（見圖1）。包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，方法、工具類數(shù)學(xué)課程、應(yīng)用數(shù)學(xué)課程及提高類數(shù)（近、現(xiàn)代數(shù)學(xué)）課程四大模塊，供不同學(xué)科、不同研究方向及學(xué)術(shù)定位的研究生選擇，以適應(yīng)研究生實踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)及個性化發(fā)展的多元化需求。課程體系改革遵循以下原則。

（1）加強基礎(chǔ)、拓寬知識面。

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論具有相對穩(wěn)定性和廣泛適應(yīng)性，是各類數(shù)學(xué)方法實踐應(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)科知識面和實踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有所分工、互為補充，為此增設(shè)了計算方法、矩陣分析、文科通識數(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)用實例強調(diào)理論的應(yīng)用前景。

（2）增加方法類、應(yīng)用類選修課，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

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，加強研究方法課程的教學(xué)已迫在眉睫[9，11]。針對不同專業(yè)領(lǐng)域的需求，增設(shè)了時間序列分析、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，鼓勵研究生結(jié)合專業(yè)特點和興趣愛好等個性化需求自由選課，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)實踐應(yīng)用平臺。

2.2 實行碩博打通、階段性數(shù)學(xué)課程選課機制

與教學(xué)管理部門協(xié)調(diào)，改變“一次性選課機制”，采取“階段性數(shù)學(xué)課程選擇機制”，并根據(jù)研究生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)實際情況和學(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，以方便研究生按實際需求合理安排數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)計劃。同時，實行碩博打通、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，針對各專業(yè)研究特點和實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)計劃。

3 改革與創(chuàng)新課程實施方法，構(gòu)建多元化教學(xué)模式

3.1 推行以學(xué)生為主、靈活多樣的教學(xué)方式

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，更應(yīng)注重研究生批判意識、思辨能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[9，11]。教師首先要高屋建瓴，在整體把握課程知識體系的基礎(chǔ)上設(shè)計靈活多樣的教學(xué)形式，組織和引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)互動，通過講解與研討結(jié)合、專題講座、專家訪談以及學(xué)生主講等開放式、參與式教學(xué)方法培養(yǎng)研究生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

3.2 增強實踐、實訓(xùn)教學(xué)，拓展課外實踐活動，構(gòu)建研究生數(shù)學(xué)實踐平臺

實踐與應(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，通過開展社會調(diào)查、研究生創(chuàng)新課題、研究生數(shù)學(xué)建模競賽等形式多樣的課外實踐、實訓(xùn)活動培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，構(gòu)筑多元化數(shù)學(xué)實踐應(yīng)用平臺。特別是在方法類、實踐應(yīng)用類課程教學(xué)中主動與專業(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)造性運用專業(yè)知識和數(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。同時采用實驗、實習(xí)報告、項目研究報告、結(jié)課論文或建模論文等多種靈活方式進(jìn)行課程考核和成績評定。

4 加強微課、精品課建設(shè)，促進(jìn)教育信息化進(jìn)程

4.1 加強數(shù)學(xué)精品課建設(shè)，實現(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“試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析”精品課程網(wǎng)站建設(shè)，實現(xiàn)教學(xué)多媒體課件、教學(xué)錄像、微課視頻、實驗指導(dǎo)、實驗案例等教學(xué)資源共享。同時增設(shè)了課外習(xí)題、拓展閱讀以及實踐應(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，促進(jìn)數(shù)學(xué)教育的信息化。

4.2 積極推進(jìn)“微課”制作，構(gòu)筑研究生自主學(xué)習(xí)環(huán)境

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)和知識脈絡(luò)，精心挑選出一些重點、難點、疑點問題設(shè)計并錄制了多個微課視頻，將數(shù)學(xué)知識點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)平臺和輔助支持。

5 結(jié)語

本文以問卷調(diào)查和專家訪談等調(diào)查研究為基礎(chǔ)，從課程設(shè)置、教學(xué)方法以及選課機制等多個方面深入剖析了當(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、應(yīng)用平臺和實踐平臺、提升研究生實踐、創(chuàng)新能力的方法與途徑。

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