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谈数学专业大学生科研能力的培养*

2011-04-13

湖州职业技术学院学报 2011年1期
关键词:科研活动大学生数学

吕 小 芬

(湖州师范学院 理学院, 浙江 湖州 313000)

随着知识经济和信息时代的到来,科学发展日新月异,社会对人才的要求也在不断地提高,大学生不仅要有坚实的基础知识和专业知识,更重要的是要具备一定的科研能力和创新意识。当前,中国高等教育发展迅速,教育教学改革不断深化,着力培养大学生的科研能力已成为强化素质教育和深化高等教育改革的一项重要内容[1](P81-84)。大学生的科研能力是创新精神与实践能力最直观的体现,培养和提高大学生科研能力是提高高等教育教学水平的一个重要方面,是促进中国高等教育改革和人才素质提高的重要途径。

当然,大学生科研与真正意义上的科研有一定的距离,主要是为了培养他们的科研能力和素养而设计的科研训练。大学生们通过参加各种科研活动,不但可以系统地培养自己的科研基础能力,养成良好的创新思维习惯,提高科研能力和素养;还可以积极地指导大学生把所学的知识和实践结合起来,做到学以致用,从而充分调动学生的学习积极性和主动性,减少“应试”教育所带来的负面影响。

一、中国大学生科研能力的现状

其实,在大学生科研能力的培养方面,许多高校已进行了相当多的尝试和探索,也取得了一定的成绩,但目前中国大学生的科研能力普遍不高却是一个不争的事实。在毕业设计阶段,许多大学生为不知道文献资料与信息获取的有效途径而烦恼,更别说科研计划的设计和结果分析了。曾有调查反映,许多大学本科生难以起草一份科研项目申请书;一些继续攻读研究生的大学生,在科研工作中吃力异常,难以顺利完成学业,如此等等,均反映出当前大学生的科研能力十分有限,急待提高。

二、中国大学生科研能力培养的制约因素

制约中国大学生科研能力培养的因素,主要有以下几点:

第一,中国大部分高校的大学生科研活动还处于起步阶段。为了鼓励和保障大学生开展科技创新活动,提高科研能力,学校都制定了一系列管理条例,但是制度还不完善,在对大学生科研能力培养的具体目标和任务方面,表述普遍比较笼统、模糊,缺乏对大学生科研工作的有效评价和激励机制[2](P856)。

第二,中国高校课程中缺少类似研讨班、科研基本方法指导等方面的课程,导致大学生普遍缺乏从事科研活动的基本理论和方法,客观上拉大了大学生与科研活动之间的距离。

第三,中国大学生的科技创新活动的一般由团委负责组织实施,或者是自发组织各种兴趣小组与社团,这些机构缺乏有效的专业知识和指导科研的能力,所以大学生的科技创新活动缺乏系统地、专业化地指导[3](P53-56)。

第四,尽管科研能力的培养在一定程度上已受到学校和学生的关注,但许多学生还是习惯于把更多的时间投入到知识的巩固和理解上,没有把理论知识与实际应用相结合起来开展科研活动的习惯。如何在巩固知识的基础上,将理论知识应用于实践,解决实际问题是当前教学过程中必须认真考虑的一个问题。

第五,科研工作、专业学习与就业压力之间的矛盾。众所周知,学生参加科研活动,需要一定的理论基础和专业知识,尤其是对数学专业的学生而言,涉及到纯理论知识的学习,十分抽象难懂,需要学生花费很大的精力。而随着学生就业渠道的拓宽,对知识的需求在面上需要加宽,而且在量上又要加大,学生课余还要参加各种等级证书的考试,以面对越来越严峻的就业压力,这就给大学生科研活动的开展带来很大冲击。如何既提高学生科研能力,又增加学生的就业竞争力,也是当前教学中面临的一个重要问题。

综合中国大学生科研能力培养的现状和问题,如何从总体上提高大学生的科研能力和创新意识,是当前面临的一个十分迫切的任务。

三、提高大学生科研能力的有效途径

(一)进行课程设置改革

目前,中国高校课程设置中缺少类似科研讨论类和科研基本方法指导类的课程,导致大学生普遍缺乏从事科研活动的基本理论和方法,客观上拉大了大学生与科研活动之间的距离。高校应充分利用教学改革和课程设置调整的机遇,适当增加类似科研讨论类和科研基本方法指导类等方面的课程,使之成为一种正式的教学组织形式。同时,在课堂上,教师应该引导学生进一步明确对科研活动的认识和定位,让学生了解科研不等于写论文,而是侧重在科研活动过程中对科研精神和独立解决问题能力的培养、以及独立思考与团队协作意识的锻炼。可以根据学生年级的不同设立不同的培养目标,低年级的学生着重进行信息收集、分析归纳等科研基础能力的培养,高年级的学生在教师指导下制定具体的科研项目,完成科研训练、培养科研兴趣。

(二)坚持“授课而非授书”的现代教学思想

近年来,数学的许多分支都有了一定的发展,而某些传统内容已经不适应教学的需要。这就要在教学过程中尽量把一些国内外成熟的教学研究成果融入到教学中去,同时应该突出数学理论知识的应用性。在教学中,教师要坚持“授课而非授书”的现代教学思想,更新教学理念,优化教学内容,注重数学的经典内容与现代理论相结合,以现代的观点讲解经典的内容,激发学生的学习兴趣,培养学生的科学研究能力和解决问题能力。除了保持在数学基本训练上严格要求的经典内容外,更要注重因材施教,注重应用背景与相关成果的介绍,注重对学生的启发式教育,把教材中的有关学术观点、争论性问题的来龙去脉,当前动态及参考文献向学生们作简要的引导性讲解,并给他们提出具有一定挑战性的课题,让他们进行讨论,鼓励大学生们进行创新思考,以培养大学生的数学创新素养。如《复变函数》课程中,针对Schwarz-Christoffel公式这一教学难点,可以向大学生们讲解Schwarz-Christoffel公式产生的背景,并给出它最新的简洁的证明[4](P67-68),利用现代分析学的工具解决实际数学问题。在“实变函数”课程教学中,可以结合上下积分的概念,将积分的几何意义推广到一般的有界非负函数情形,进一步揭示测度论和积分论的内在联系,使学生对Lebesgue测度和积分理论有更全面、更深刻的理解。这些都可以极大地激发大学生们学习的兴趣,经实际教学检验, 效果良好。

(三)加大数学各专业课程之间联系的教学

数学各分支之间都有着千丝万缕的联系。如《复变函数》、《常微分方程》、《近世代数》、《微分几何》和《概率论》等课程之间就有着紧密的联系。在《近世代数》的教学中,可以增加复数域上的Laurent多项式环方面的内容,这就需要学生熟练运用复变函数的微积分知识;而在《常微分方程》的教学中,也要用到《复变函数》中方根的求解来解决方程的解的问题。经常进行这种内容交叉的教学,既可激发学生学习数学的兴趣,又可提高学生解决综合问题的能力,使他们对数学的理解更为深刻,为进行一定的科研活动奠定坚实的基础。

(四)建立健全数学课程网络教学平台

以精品课程网站为依托,不断建全数学教学网络平台,使其发挥解答问题、提供更深更广的数学知识、反映学生要求等功能。一方面能对教学起到辅助推动作用,以适应教学课时减少、学生学习能力差异的需要,较好地解决学时与教学量、深与浅的矛盾;另一方面又有利于形成一个动态的教学反馈机制,以达到建立最优教学模式的目的。同时,依托网络,引导学生查阅文献资料、收集信息和资料,了解最新的学术研究动态,以激发学生的学习兴趣,调动学生的学习主动性,更好地培养大学生们独立解决问题的能力。

(五)注重教师科研优势和学生创新能力的结合

注重团队科研工作和学生创新能力相结合,以“将教师科研的优势转化成学生能力的强势”为理念,培养和造就具有一定科研能力和创新精神的大学生。以承担的项目为平台,紧紧围绕培养大学生科研与创新能力,以大学生专题学习班、大学生科研立项、数学学科竞赛、大学生数学建模、本科毕业论文为抓手,结合教学与管理实际,着力提高大学生科研能力,培养大学生的创新精神。结合团队承担的教学科研项目,引导学生进行科学探索,激发学生对科学研究的兴趣。

(六)大力发展数学第二课堂

随着学生就业渠道的拓宽,对知识的需求在面上需加宽,在量上要加大,这与现在教学课时的减少存在较大的矛盾。为了解决这个问题,要加大发展数学第二课堂,要成立不同的兴趣小组,由具有丰富教学科研经验的老师担任导师,常年坚持,围绕学生的兴趣与目标进行知识的加深与拓宽。这对增加学生的学习兴趣、培养学生的科研能力和提高学生的就业竞争力都有重要作用。湖师院数学系已经在做这一方面的尝试,为大学生们开设了《现代数学基础-分析学》、《现代数学基础-代数学》和《现代数学基础-方程学》等课程,成立了相关的兴趣小组。一年来,在专业导师的悉心指导下兴趣小组极大地发挥了作用,拓宽和加深了学生的知识体系,大大提高了学生的科研能力和创新意识,目前,学生已有数十篇论文发表在各类学术刊物上。

(七)提高年轻教师指导学生科研工作的能力

学生科研能力的提高,需要教师更多的责任心和创造性劳动,需要教师把自己的科研成果引入教学,示范指导给学生。这对年轻教师而言,更是一个不小的挑战[5] (P174-175)。可以依托“青年教师导师制”,努力配备好经验丰富的教师,指导年轻教师在教学中有针对性地引导学生培养科研能力和创新意识,在培养学生科研能力的同时提高年轻教师的教学水平。

总之,培养大学生的科研能力是中国高等教育改革和人才培养过程中的一件大事,它不但能促进理论与实践的结合,让学生学以致用,提高学生的学习积极性和主动性,还可以促进大学生创新意识的形成和创新能力的发展,促进学生更好地就业。

参考文献:

[1] 杨牧磊.大学生科研能力培养途径的探讨[J].大理学院学报,2008,7,(7).

[2] 蔡玲丽.改革培养机制提高大学生的科研能力[J].中国校外教育(理论),2008,(12).

[3] 王 茹,王玉华.大学生科研能力培养机制探讨[J].天津职业技术师范学院学报,2003,13,(1).

[4] 刘太顺,唐笑敏.Schwarz-Christoffel公式的一个证明[J].高等数学研究,2010,13,(1).

[5] 蔡 虹.学生科研能力与教师科学教研的关联探索[J].广西轻工业,2009,25,(12).

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