興趣分類小班教學制在人才培養(yǎng)過程中的研究

楊偉 劉競一 劉瓊

摘要：結(jié)合信息與計算科學教育實踐現(xiàn)狀，分析興趣分類小班制授課對于創(chuàng)新性專業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)過程中的作用，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)今信息與計算科學專業(yè)課必修課設置不能滿足信息類數(shù)學人才對于計算機類專業(yè)知識的需求等矛盾點，據(jù)此提出根據(jù)學生的興趣愛好，由教師引領(lǐng)具體的方向開設興趣分類小班制授課，進行興趣創(chuàng)新教育體制改革，能夠起到的有效培養(yǎng)專業(yè)性創(chuàng)新性人才，加強數(shù)學類創(chuàng)新型人才實踐經(jīng)驗的效果。

關(guān)鍵詞：計算數(shù)學；興趣分類；小班制授課

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）39-0075-02

一、改革背景、目標、思路

1.改革背景。數(shù)學是一切科學的基礎(chǔ)，數(shù)學教育在高校人才培養(yǎng)中占據(jù)極其重要的地位，如今面對日新月異的高科技領(lǐng)域的競爭，對數(shù)學人才的需求也與日俱增。大學生的數(shù)學教育，是所有專業(yè)教育和文化教育中基礎(chǔ)且非常重要的一個方面。從而發(fā)展和改革數(shù)學教育，培養(yǎng)學生數(shù)學素養(yǎng)是培育和造就一大批具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力人才的至關(guān)重要的一個措施。當然，一個人的數(shù)學素養(yǎng)，不僅僅是掌握了多少數(shù)學知識，更重要的是看他能否善于思考，用創(chuàng)新性思維方式解決問題。信息與計算科學專業(yè)是數(shù)學學科中的一個重要應用方向，它是以信息領(lǐng)域為背景，數(shù)學與信息科學、計算科學相結(jié)合的交叉學科。對于全國開設該專業(yè)的院校來說，一般采用前三個學期學習數(shù)學類的專業(yè)知識，后五個學期的信息類的專業(yè)課知識。信息與計算科學專業(yè)作為近年來逐漸熱門的專業(yè)，擁有一定的數(shù)學基礎(chǔ)和信息類專業(yè)知識以及一定的數(shù)學建模能力，但是卻存在就業(yè)方向不明確，專業(yè)領(lǐng)域技能不高精尖等問題。追本溯源，信息與計算科學專業(yè)的專業(yè)必修課對于研究的方向不明確，課業(yè)滿足了最基本的要求，并沒有對某些領(lǐng)域進行深入學習。導致學生對于專業(yè)中應用實踐部分沒有具體的規(guī)劃和基本的了解，老師在大學培養(yǎng)人才過程中起著引領(lǐng)引導的作用，開設小班課可以讓教師給學生的興趣一個科普和某一具體領(lǐng)域的繼續(xù)引導。面對以上的矛盾和沖突，興趣分類教學模式的教學改革迫在眉睫。

2.改革目標、思路。為了使信息與計算科學專業(yè)的學生的就業(yè)方向以及未來深入研究方向更加明確，達成本科生在專業(yè)課學習的同時能夠?qū)δ骋痪唧w領(lǐng)域的基本了解和深入探究，并通過討論課小班制的教學模式能夠鍛煉到學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。擬采用興趣分類小班制，讓學生有選擇的進行某一狹小領(lǐng)域的精準深入學習，和研究生學術(shù)的討論課接軌，進行學科領(lǐng)域的資源共享，讓通識課不再是簡單的科普，將數(shù)學性質(zhì)的具體方向和通識課的方式以及學生的興趣結(jié)合在一起，讓本科生盡早的培養(yǎng)創(chuàng)新能力和學術(shù)認知能力。從而進行高效具象的人才培養(yǎng)，最終達到教育改革的積極效益。

二、改革舉措

1.建立健全計算數(shù)學專業(yè)領(lǐng)域的具體分支。通過初期的通識課模式為數(shù)學專業(yè)相關(guān)的課程，以計算數(shù)學為例，可以開設有限元計算、電磁波導體的應用等方面的小課，對于那些喜歡數(shù)學又偏好物理和計算的同學來說很合適。初期先通過通識課的形式科普，隨后在本科生對于數(shù)學領(lǐng)域的課程有了一定了解的基礎(chǔ)上再開始對學生有理論知識具體分支的引導和幫助，從而達到“師傅領(lǐng)進門”的第一階段任務。

2.拓展和完善知識結(jié)構(gòu)和體系，突破對傳統(tǒng)專業(yè)課和課本的束縛。在教學中突破傳統(tǒng)學科的限制，加強各學科之間的聯(lián)系和拓展，基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間相互滲透，打好專業(yè)基礎(chǔ)，為達到術(shù)業(yè)有專攻提供強大的保障，例如在講解常微分方程解的存在定理應該強調(diào)PICARD迭代在函數(shù)逼近中的應用。諸如泛函分析的時候可以滲透數(shù)學分析實數(shù)理論中的對比。

3.強化計算機領(lǐng)域的知識，提高該方向的必修課比重。計算機的發(fā)展應用和學習為研究數(shù)學打下了深厚的基礎(chǔ)。因此在信息與計算科學的教學過程中，要有意識地結(jié)合可以用到的計算機軟件，進行雙向的同步教學。且計算機軟件技術(shù)和生活中的方方面面息息相關(guān)，加大計算機的比重同樣也可以讓計算數(shù)學的學生在就業(yè)前景方面有更好的選擇。

4.給本科生興趣選擇的平臺交流空間，開設興趣小班制討論課實現(xiàn)本科生向研究生的自然過渡。以湘潭大學數(shù)學與計算科學學院研究生學習為例，部分教師擬采用課題組的方式，根據(jù)興趣像全院學生招募喜歡的課題方向，成立小班課，將本科生和研究生聚集在一起，進行該領(lǐng)域知識的共享和教授，通過這種方式，能夠讓本科生的獲取的只是不是死板的通過所有人一起學的專業(yè)課。而獲得了更有針對性的共享制學習，此種改革，成為信息與計算科學專業(yè)發(fā)展培養(yǎng)實踐性、研究型、創(chuàng)新型人才的神來之筆。

5.培養(yǎng)學生的建模能力，并解決一些實際問題。數(shù)學建模即利用數(shù)學原理針對某一個實際問題建立合理的數(shù)學模型并利用計算機軟件進行科學求解的過程。數(shù)學建模不僅僅是數(shù)學專業(yè)的學生參與的一項實踐活動，有些工程建設中的實際問題，如大型水壩設計中的應力計算、航空發(fā)動機的渦輪葉片設計等，其基本的數(shù)學模型幾百年前就有數(shù)學家建立了，然而由于計算工具的落后，在那時沒法求解，所以信息與計算科學專業(yè)的學生參與數(shù)學建模更具優(yōu)勢。中科院院士李大潛說過數(shù)學建模是溝通現(xiàn)實世界與數(shù)學科學的橋梁與紐帶，是數(shù)學理論走向?qū)嶋H應用的必經(jīng)之路。隨著科學技術(shù)的日益提高，數(shù)學建模即將滲透到工程計算的各個領(lǐng)域，對即將步入研究生的本科生們來說，也會極大程度的輔助興趣分類制教學的學習。

6.加強專業(yè)實驗的教學比重，加強對理論和實踐的結(jié)合。信息與計算科學專業(yè)有幾大專業(yè)課程，主要包括：Matlab與應用、數(shù)學模型課程實驗、信息論基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模型、數(shù)據(jù)庫原理與技術(shù)、數(shù)值計算方法等。上述課程均需要實驗課來檢驗，但目前的實驗課現(xiàn)狀大多停留在對傳統(tǒng)經(jīng)典實驗的驗證，大多是將已有的理論直接下放給學生，缺少對創(chuàng)新能力的激發(fā)和培養(yǎng)，開設實驗課的目的是為了讓學生更好的理解理論并服務于理論，所以要培養(yǎng)學生大膽動手的能力，而漸漸弱化學生目前從書本上照本宣科的情況。

三、成果主要創(chuàng)新點

目前實踐教學和理論學習的極不均衡發(fā)展使得對于計算數(shù)學專業(yè)的學生來講，找準興趣，深入發(fā)展顯得尤為重要信息與計算科學實踐教學環(huán)節(jié)除了實驗還包含了課程設計、畢業(yè)設計、專業(yè)見習和畢業(yè)實習。畢業(yè)設計的過程中接觸到的教學模式都是老師找準課題，老師告訴方法，老師的過多協(xié)助使得本科生在研究課題的過程中有極大的依賴性和被動狀態(tài)。所以，興趣分類制小班討論課，使得學生擁有自主選擇權(quán)，有興趣為導向加之老師的輔導，便可使在某一具體的領(lǐng)域能夠獲得最大化的鍛煉和學習。

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