數(shù)學(xué)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式初探

，，

(大連海事大學(xué)，遼寧 大連 116026)

一、社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)類專業(yè)人才的需求狀況

現(xiàn)代社會(huì)數(shù)學(xué)已經(jīng)滲透到科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)生活和社會(huì)活動(dòng)等與人類生活息息相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，許多科學(xué)前沿遇到的瓶頸主要是數(shù)學(xué)問題，而許多問題不是“拿來(lái)”現(xiàn)存的數(shù)學(xué)理論與方法就能解決的，需要在與多學(xué)科的交叉中創(chuàng)造出新的理論與方法。[1]正如普林斯頓大學(xué)鄂維南教授所說(shuō)，數(shù)學(xué)的角色不僅僅是一個(gè)“助手”，而是“坐在駕駛座上”起主動(dòng)作用。[1]這種“助手”與“駕駛員”角色的區(qū)分，說(shuō)明現(xiàn)今社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)人才的需求無(wú)論是在結(jié)構(gòu)上還是在層次上發(fā)生了巨大的變化，呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面社會(huì)對(duì)從事基礎(chǔ)教育的數(shù)學(xué)教師的需求減少；另一方面，社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)類應(yīng)用型人才的需求數(shù)量增加，尤其是數(shù)學(xué)與工程、數(shù)學(xué)與管理、數(shù)學(xué)與經(jīng)濟(jì)等關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域的交叉應(yīng)用型人才的需求更大，并且會(huì)逐年增加。這種社會(huì)需求導(dǎo)致高校要重新調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)，把培養(yǎng)數(shù)學(xué)類應(yīng)用型人才作為主要目標(biāo)。“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型人才。”[3]應(yīng)用型數(shù)學(xué)人才的培養(yǎng)，首先要為學(xué)生打好堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是實(shí)際應(yīng)用的根本；其次要通過(guò)與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行合作，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)與應(yīng)用能力等方面的培養(yǎng)；還要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)際操作能力。以下就應(yīng)用型數(shù)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建進(jìn)行探討。

二、應(yīng)用型數(shù)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式

1.應(yīng)用性課程的力度加大

在數(shù)學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)過(guò)程中，不僅要求學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)，而且還應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生怎樣用數(shù)學(xué)。為此在課程設(shè)置上做了調(diào)整和改進(jìn)，除了傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程之外，增設(shè)了“數(shù)學(xué)史選講”“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”“數(shù)學(xué)建模”“運(yùn)籌學(xué)”以及“數(shù)論與密碼”等應(yīng)用性較強(qiáng)的課程。

通過(guò)教授數(shù)學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生具有還原學(xué)科重大發(fā)現(xiàn)淵源過(guò)程的能力，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的一般規(guī)律和方法，從而學(xué)到一些具有普遍意義的思想和方法。

數(shù)學(xué)研究過(guò)程是人們?cè)趯?duì)客觀世界定性把握和定量刻畫的基礎(chǔ)上，通過(guò)抽象、概括等方法，形成模型、方法和理論的過(guò)程，這一過(guò)程充滿著探索與創(chuàng)造。如今，觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、矯正與調(diào)控等合情推理模式，已經(jīng)成為人們發(fā)展數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等科學(xué)研究的重要策略，而“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“數(shù)學(xué)建?！闭槕?yīng)了這種要求。

“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”主要是通過(guò)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入數(shù)學(xué)的境界。學(xué)生首先學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件的基本操作，掌握軟件的基本功能，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下良好的操作基礎(chǔ)；其次使用數(shù)學(xué)軟件來(lái)驗(yàn)證或觀察在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中學(xué)習(xí)到的基本概念，通過(guò)這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念有了直觀認(rèn)識(shí)，有利于加深對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和掌握；最后進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)，有了前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)，學(xué)生可以綜合運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題，可以從教材中選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)用問題，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的綜合性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，可以感受到數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)上的具體實(shí)現(xiàn)，使枯燥而抽象的數(shù)學(xué)變得直觀而有趣，同時(shí)能夠加深對(duì)數(shù)學(xué)原理的理解，還能培養(yǎng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)這一工具解決數(shù)學(xué)問題的能力。

建立數(shù)學(xué)模型是科技人員溝通擺在面前的實(shí)際問題與他們掌握的數(shù)學(xué)工具之間聯(lián)系的橋梁。[4]大多數(shù)實(shí)際問題都非常復(fù)雜，一般需要綜合運(yùn)用很多個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)才能建立模型并求解，而“數(shù)學(xué)建?！笔桥囵B(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力的課程。因而通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)可以增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，同時(shí)也能夠完善對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的建構(gòu)，從而使所學(xué)知識(shí)在心中扎根，為將來(lái)對(duì)知識(shí)的駕馭自如打下良好基礎(chǔ)。另外,定期開展數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)，選拔優(yōu)秀的學(xué)生參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)和國(guó)際級(jí)建模大賽。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽讓學(xué)生感受到學(xué)有所用，而且能夠邊學(xué)邊用，使駕馭數(shù)學(xué)的能力得到很大提高。

“運(yùn)籌學(xué)”和“數(shù)論與密碼”兩門課程是很系統(tǒng)的應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，通過(guò)對(duì)這兩門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力會(huì)得到質(zhì)的飛躍，這不僅開闊了學(xué)生的視野，而且他們的就業(yè)前景變得更廣闊，選擇的范圍也更大。

2.教學(xué)模式的改革

現(xiàn)有的教學(xué)模式是將數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論與實(shí)際割裂開來(lái)，造成學(xué)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論時(shí)學(xué)生不知道將來(lái)做什么用，這樣學(xué)生走向社會(huì)后，對(duì)出現(xiàn)的新問題會(huì)一籌莫展。因此，在開展數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論課的教學(xué)過(guò)程中，必須擺脫傳統(tǒng)的教學(xué)模式，必須與實(shí)際問題相銜接，盡可能滲透數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，只有這樣才可能培養(yǎng)出社會(huì)需要的具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。教學(xué)模式的改革主要表現(xiàn)在教學(xué)形式和內(nèi)容兩個(gè)方面。

(1)在教學(xué)方法、教學(xué)手段上多運(yùn)用互動(dòng)式教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和多媒體教學(xué)。在課堂上應(yīng)讓全體學(xué)生都參與教學(xué)，共同探討。鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)同一問題可變換角度提問，引發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考；在講授時(shí)故意引入錯(cuò)誤觀點(diǎn)，樹立對(duì)立面，對(duì)比激疑，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣與興趣，可達(dá)到事半功倍的效果。

多媒體教學(xué)既有優(yōu)勢(shì)也有缺點(diǎn)，在使用中盡量揚(yáng)長(zhǎng)避短。比如在課堂上還是以板書為主，但是可以用課件演示數(shù)學(xué)概念的直觀效果，有助于加深理解抽象的數(shù)學(xué)問題；可以展示與數(shù)學(xué)內(nèi)容相關(guān)的案例或?qū)嶋H背景，有助于增加數(shù)學(xué)的應(yīng)用性和趣味性等。

(2)在教學(xué)內(nèi)容上,注重將案例、實(shí)際問題等引入理論教學(xué)中。案例教學(xué)在其他學(xué)科中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但是長(zhǎng)期以來(lái)，由于數(shù)學(xué)課程學(xué)時(shí)的限制，案例教學(xué)難以在數(shù)學(xué)課堂上展開。目前多媒體教學(xué)的引進(jìn)可以節(jié)省很多課堂板書時(shí)間，為案例教學(xué)提供了條件。案例教學(xué)符合認(rèn)知的建構(gòu)主義理論，學(xué)生在案例情境中，通過(guò)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)新知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)加工而建構(gòu)出屬于自己的知識(shí)，這無(wú)疑會(huì)加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶。而被動(dòng)接受到的知識(shí)往往容易遺忘。因此在使用多媒體教學(xué)的同時(shí)，應(yīng)發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢(shì)，在課程內(nèi)容上引進(jìn)相應(yīng)的實(shí)際背景及案例，同時(shí)增加課程的趣味性和應(yīng)用性，以獲得良好的教學(xué)效果。

3.課外實(shí)踐活動(dòng)的保障

大多數(shù)院校對(duì)學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)生活不夠重視，主要問題就是實(shí)踐課程資源缺乏，實(shí)習(xí)時(shí)間不充足，這使得大部分學(xué)生只是紙上談兵，無(wú)法將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，畢業(yè)后無(wú)法和實(shí)際工作接軌。[5]

針對(duì)上述情況，一方面加大實(shí)踐資源的投資力度，成立數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)提供物質(zhì)保障；另一方面積極開展數(shù)學(xué)專業(yè)技能大賽，包括建模競(jìng)賽、數(shù)學(xué)競(jìng)賽、數(shù)值分析競(jìng)賽、軟件競(jìng)賽等,鼓勵(lì)學(xué)生按照自己的特長(zhǎng)和愛好，選擇適合自己的競(jìng)賽內(nèi)容，支持學(xué)生參加國(guó)家級(jí)、省級(jí)以及市級(jí)的數(shù)學(xué)競(jìng)賽。這些實(shí)踐活動(dòng)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)了他們分析問題、解決問題的能力及團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新精神等。

加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)。實(shí)習(xí)可使學(xué)生更早、更多地接觸并了解社會(huì)，使學(xué)生了解社會(huì)所需知識(shí)、能力和要求，畢業(yè)后能更快地適應(yīng)社會(huì)。同時(shí)，實(shí)習(xí)基地建設(shè)有利于科研合作，達(dá)到共享、互利、雙贏的目的。積極與企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,建立學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合的人才培養(yǎng)實(shí)習(xí)基地,以提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，增強(qiáng)他們的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.加強(qiáng)師資培養(yǎng)

教師是人才培養(yǎng)的主體，是培養(yǎng)計(jì)劃和方案的執(zhí)行者。好的想法和培養(yǎng)模式，最終需要教師貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。高素質(zhì)的教師隊(duì)伍是確保教學(xué)質(zhì)量，成功培養(yǎng)合格的數(shù)學(xué)類專業(yè)應(yīng)用型人才的基本條件。為此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)師資素質(zhì)的培養(yǎng)，制定出切實(shí)有效的師資隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃，實(shí)行“請(qǐng)進(jìn)來(lái)，走出去”的措施。

所謂“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”，就是不定期地邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外著名學(xué)者做報(bào)告，包括教學(xué)方面和學(xué)術(shù)方面。通過(guò)這種學(xué)術(shù)活動(dòng)，教師在教學(xué)方面學(xué)到了先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)學(xué)術(shù)水平也會(huì)大幅度提高。

所謂“走出去”，包括以下三個(gè)方面：一是每年派遣多名教師到國(guó)內(nèi)外高?？疾?，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并變成具有中國(guó)特色的符合本專業(yè)培養(yǎng)方向的先進(jìn)方法；二是選派一線教師參加國(guó)際性的數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議，以及同國(guó)內(nèi)各大高校和數(shù)學(xué)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)專家開展交流與合作，以便對(duì)數(shù)學(xué)課程的最新教學(xué)經(jīng)驗(yàn)有較為深入和全面的了解，能夠把握數(shù)學(xué)最新科研動(dòng)態(tài)以及學(xué)術(shù)前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)等，從而能夠體現(xiàn)在培養(yǎng)符合應(yīng)用型人才的教學(xué)方法上；三是鼓勵(lì)年輕人加強(qiáng)與非數(shù)學(xué)專業(yè)的研究人員進(jìn)行學(xué)術(shù)合作與交流，以豐富數(shù)學(xué)教師的應(yīng)用知識(shí)，使教師能夠?qū)⒔虒W(xué)和研究相互結(jié)合，并將學(xué)術(shù)研究和科研實(shí)踐當(dāng)中的問題和成果融入具體教學(xué)內(nèi)容之中去。

除了上述措施外，還定期開展教學(xué)法活動(dòng)，這些活動(dòng)包括：討論教學(xué)中出現(xiàn)的問題及解決方法、請(qǐng)優(yōu)秀教師示范課堂教學(xué)、邀請(qǐng)兄弟院校的教師交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)教學(xué)法活動(dòng)，教師的教學(xué)方法得到很大改進(jìn)，教學(xué)水平有了明顯提高，為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)打下良好的基礎(chǔ)。

上述措施和做法確保能夠建立起一支具有較為先進(jìn)的教育理念和具有深厚的數(shù)學(xué)研究功底并且穩(wěn)步發(fā)展的高素質(zhì)教師隊(duì)伍，從而適應(yīng)當(dāng)前數(shù)學(xué)類專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)對(duì)教師素質(zhì)的要求。

三、結(jié) 語(yǔ)

21世紀(jì)的大學(xué)應(yīng)該培養(yǎng)符合這個(gè)時(shí)代需要的人才，根據(jù)社會(huì)需要確定人才培養(yǎng)定位，并積極探索與之相適應(yīng)的人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建科學(xué)合理的數(shù)學(xué)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系，是一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)。人才培養(yǎng)模式改革是個(gè)系統(tǒng)工程，首要的是教育理念，其次是可操作的穩(wěn)定模式，這涉及教學(xué)模式、課程體系、教學(xué)組織管理、師資隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)習(xí)方式等多個(gè)要素,每一個(gè)要素都要在教育理念的指導(dǎo)下，在確定人才培養(yǎng)規(guī)格和專業(yè)目標(biāo)后，圍繞這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行模式構(gòu)建。[6]作為一種嘗試，我們針對(duì)學(xué)校實(shí)際和社會(huì)需求制定人才培養(yǎng)目標(biāo)，并在課程體系、教學(xué)模式、師資隊(duì)伍建設(shè)以及教學(xué)組織管理等方面作了改進(jìn)，并在以后的工作中將繼續(xù)不斷完善應(yīng)用型數(shù)學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)模式，逐步實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

[1] 彭濟(jì)根.交叉應(yīng)用型數(shù)學(xué)優(yōu)秀人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)通訊，2011(12):18-22.

[2] 鄂維南.“科學(xué)的語(yǔ)言”正進(jìn)退兩難[EB/OL]．(2007-02-25)http：//wenku.baidu.com/view/98416ce9856a561252d36f62.html．

[3] 錢國(guó)英．本科應(yīng)用型人才的特點(diǎn)及其培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J]．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2005(9) : 54-56．

[4] 簡(jiǎn)國(guó)明.地方高校數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2005，21(3) : 35-38．

[5] 教育部高等學(xué)校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).數(shù)學(xué)類專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告[Z].北京：教育部，2005．

[6] 李俊勤.日本素質(zhì)教育的途徑及啟示[J].當(dāng)代亞太，1999(11)．