大數(shù)據(jù)驅(qū)動下研究生數(shù)學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探究

段洪玲，宮 華

沈陽理工大學(xué)，遼寧 沈陽 110159

黨中央自十八大以來，一直堅持實施創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)我國高等教育要著力圍繞服務(wù)國家創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，培育更多的創(chuàng)新型人才。而高等學(xué)校的碩士研究生教育是高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地，如今大數(shù)據(jù)時代的到來對人才培養(yǎng)提出了新的要求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實踐能力的人才是研究生教育的重要目標(biāo)。[1]（P39～42）

創(chuàng)新能力是包含智力因素與非智力因素的綜合體，是諸多因素共同影響的結(jié)果。智力因素包括相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的知識能力、學(xué)習(xí)能力、思維認(rèn)知等，非智力因素包括創(chuàng)新意識、洞察力、獨(dú)立性、人格特征等。[2]（P1～11）具體來說，創(chuàng)新能力包括兩個基本要素：創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新實踐能力。因此，在大數(shù)據(jù)時代下，作為高校應(yīng)該圍繞這兩個基本要素，注重對研究生在三個方面的培養(yǎng)：第一，培養(yǎng)用創(chuàng)新思維分析數(shù)據(jù)的能力；第二，擁有靈活的探索數(shù)據(jù)背后價值的能力；第三，培養(yǎng)高效的實踐能力。[3]（P31～32）研究生的創(chuàng)新能力是指在科學(xué)研究中，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，在分析和解決問題的過程中提出有創(chuàng)造性的思想、理論和方法的能力，是指研究生的思維特征、人格特征、行為特征和知識體系而產(chǎn)生的創(chuàng)新成果。[4]（P126～128）例如，創(chuàng)新性成果包括學(xué)術(shù)論文發(fā)表的水平、專利的數(shù)量和質(zhì)量、科技競賽活動參與面及成績等。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于整個研究生教育階段的全過程，數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力不僅能為各學(xué)科研究生夯實數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、提升應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決專業(yè)問題的能力，而且對于提升學(xué)術(shù)水平與學(xué)術(shù)能力具有重要的影響。數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力對于研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有不可或缺的作用，數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力不僅能夠提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和思維能力，其獨(dú)特的思維方式、數(shù)學(xué)的抽象性、精確性以及數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用性都是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)。

一、研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足的原因分析

相對于本科生教育，研究生在數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)方面存在的問題主要表現(xiàn)在：

（一）研究生人才培養(yǎng)模式單一化

研究生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維的缺乏，制約了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。研究生數(shù)學(xué)課程理論性較強(qiáng)、實踐環(huán)節(jié)不足。研究生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維缺乏主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)方式的被動化及學(xué)習(xí)動機(jī)的外化。在數(shù)學(xué)類課堂教學(xué)上，重演繹推導(dǎo)輕實踐，缺少對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。學(xué)術(shù)上，相當(dāng)多的研究生停留在完成導(dǎo)師布置的任務(wù)，科學(xué)意識不強(qiáng)。研究生獨(dú)立觀察問題、分析和解決問題的能力不足。

（二）創(chuàng)新活動參與的積極性不高

盡管學(xué)術(shù)交流活動、科技競賽活動多種多樣，但真正參與其中的研究生比例不大。比如，全國研究生數(shù)學(xué)建模競賽、大數(shù)據(jù)科技競賽等，研究生對這類能提升創(chuàng)新能力、實踐能力競賽的重視程度及參加人數(shù)遠(yuǎn)不及本科生。通過學(xué)術(shù)交流及科技競賽，研究生表現(xiàn)出合作精神與團(tuán)隊意識不強(qiáng)，組織協(xié)調(diào)能力一般。

（三）高水平創(chuàng)新性成果不多

導(dǎo)師的學(xué)術(shù)指導(dǎo)與學(xué)術(shù)造詣對研究生創(chuàng)新能力有顯著影響，導(dǎo)師的指導(dǎo)可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提升實踐經(jīng)驗以及學(xué)術(shù)能力。如何在學(xué)術(shù)群體生活中形成創(chuàng)新能力、實踐能力、學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng)是高校必須關(guān)注的問題。

（四）重考核指標(biāo)，輕培養(yǎng)過程

在研究生教育質(zhì)量的考核中偏重于知識考核，忽視了貫穿于研究生教育全過程中的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)潛在能力。研究生培養(yǎng)工作中創(chuàng)新激勵機(jī)制不夠完善，導(dǎo)致研究生導(dǎo)師及研究生按照學(xué)校條條框框進(jìn)行工作、研究，難以調(diào)動研究生的創(chuàng)新實踐過程的積極性與主動性。

（五）經(jīng)費(fèi)及硬件設(shè)施難以保障

創(chuàng)新實踐培養(yǎng)過程，一般包括導(dǎo)師團(tuán)隊的師資建設(shè)、科研投入及教學(xué)環(huán)節(jié)的硬件投入。高等教育經(jīng)費(fèi)投入沒有隨著研究生招生規(guī)模的擴(kuò)張同步增加，雖然科研總經(jīng)費(fèi)呈現(xiàn)逐步增長的趨勢，但用于研究生培養(yǎng)的科研經(jīng)費(fèi)卻不斷降低。

當(dāng)大數(shù)據(jù)時代來臨的時候，如何提升研究生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力，關(guān)系到研究生人才培養(yǎng)的教育質(zhì)量。創(chuàng)新能力的提升，將使我們面臨大量的數(shù)據(jù)時不是束手無策，而是胸有成竹，運(yùn)籌帷幄。

二、研究生數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

（一）舉辦學(xué)術(shù)交流活動

形式多樣、豐富多彩的學(xué)術(shù)交流活動能增強(qiáng)研究生創(chuàng)新意識和科研學(xué)術(shù)能力。為貫徹實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，搭建研究生與數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)專家學(xué)者溝通交流的平臺，搭建高端、前沿、跨學(xué)科的學(xué)術(shù)交流活動平臺，進(jìn)一步提升學(xué)術(shù)交流質(zhì)量，促進(jìn)自主創(chuàng)新和學(xué)科繁榮，拓寬科研視角和研究思路，鼓勵學(xué)生主動咨詢、建議、探討學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、學(xué)術(shù)思想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)研究熱情，營造濃厚的學(xué)術(shù)研究氛圍，培養(yǎng)學(xué)生論文寫作能力，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，提煉并解決各自專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的科研問題，能增強(qiáng)研究生的科研能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和創(chuàng)新意識。

（二）建立研究生精品課程網(wǎng)站

實行教學(xué)方式多元化，奠定扎實的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。通過網(wǎng)絡(luò)共享學(xué)習(xí)，在研究生數(shù)學(xué)公共基礎(chǔ)課程中融合數(shù)學(xué)建模思想方法。研究生數(shù)學(xué)類公共基礎(chǔ)課程主要有《隨機(jī)過程》《矩陣分析》《泛函分析》《工程數(shù)學(xué)》《數(shù)值分析》《最優(yōu)化理論》等。在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中，選擇重要知識點(diǎn)，結(jié)合全國研究生數(shù)學(xué)建模競賽題目，針對這些知識點(diǎn)設(shè)計數(shù)學(xué)建模應(yīng)用教學(xué)案例，通過對案例的分析與解決，實行教學(xué)方法多元化，實現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想與數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力、實踐能力的融合。

（三）加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)

組建雄厚的指導(dǎo)教師團(tuán)隊。高校要吸收更多優(yōu)秀的教師到數(shù)學(xué)建模的隊伍中，依照高標(biāo)準(zhǔn)選拔教師，聘請不同學(xué)科或不同專業(yè)的教師，將數(shù)學(xué)知識與生物科學(xué)、金融、系統(tǒng)工程等多學(xué)科結(jié)合起來。在研究生教學(xué)中，注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，鼓勵教師作為國內(nèi)外訪問學(xué)者進(jìn)行長期交流，網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，不斷提高教學(xué)、科研水平。同時利用實驗室多學(xué)科團(tuán)隊的優(yōu)勢，共享教學(xué)課件，圍繞數(shù)據(jù)科學(xué)家所需要的基礎(chǔ)知識、科學(xué)技能和實踐經(jīng)驗，設(shè)置課程和配置教師，加深學(xué)生對物理、經(jīng)濟(jì)、生物、管理、醫(yī)療等多學(xué)科領(lǐng)域的基本原理、方法、技術(shù)應(yīng)用的理解。[5]（P106）

三、研究生數(shù)學(xué)創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)

高校要以提高研究生創(chuàng)新能力為核心，建立研究生數(shù)學(xué)創(chuàng)新實踐平臺，為研究生跨學(xué)科開展學(xué)術(shù)交流、科學(xué)實踐、創(chuàng)新活動提供便利。通過搭建數(shù)學(xué)創(chuàng)新實踐平臺，保證數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的延續(xù)性。

（一）重視大數(shù)據(jù)技術(shù)，建設(shè)豐富的數(shù)據(jù)資源環(huán)境

大數(shù)據(jù)是最近幾年才興起的詞語，如今的Ha-doop，MapReduce，NoSQL等技術(shù)都是2013年剛興起的技術(shù)，高等院校的教學(xué)內(nèi)容要多關(guān)注這些處理數(shù)據(jù)信息的技術(shù)軟件工具，設(shè)計適應(yīng)大數(shù)據(jù)的計算模型等；大數(shù)據(jù)處理技術(shù)；數(shù)據(jù)獲取與整合、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量與價值分析、數(shù)據(jù)安全和隱私、數(shù)據(jù)溯源等技術(shù)；大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。[6]（P13～19）這是大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)研究內(nèi)容，主要包括先前數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的改進(jìn)和新技術(shù)的研究。新技術(shù)研究如數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)挖掘（社會網(wǎng)絡(luò)挖掘、異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)挖掘等），以確保將來能夠面對大數(shù)據(jù)，而不能僅限于SPSS、SAS等傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工具。

（二）基于數(shù)學(xué)建模競賽，增強(qiáng)研究生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力

大數(shù)據(jù)時代的動力是數(shù)學(xué)建模。[7]（P31～37）因為數(shù)學(xué)建模技術(shù)實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)時代的挖掘事情、用戶行為分析事情等，大數(shù)據(jù)時代只是一個代名詞，而真正能夠推進(jìn)大數(shù)據(jù)時代進(jìn)步的引擎或動力則是數(shù)學(xué)建模。全國研究生數(shù)學(xué)建模競賽就是面向全國在讀研究生的科技競賽活動，目的在于激發(fā)研究生群體的創(chuàng)新活力和學(xué)習(xí)興趣，提高研究生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計算機(jī)解決實際問題的綜合能力，拓寬知識面，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊合作意識，促進(jìn)研究生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、迅速成長，推動研究生教育改革，增進(jìn)各高校之間以及高校、研究所與企業(yè)之間的交流與合作。[8]（P250）通過對基于實際背景和工程背景的研究生數(shù)學(xué)建模競賽題目的案例講解與分析，提高研究生的文獻(xiàn)搜索、綜合運(yùn)用各種數(shù)學(xué)知識分析解決問題的能力。

（三）定期組織培訓(xùn)，不斷完善研究生數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)體系

制定每年的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)計劃，使學(xué)生對數(shù)學(xué)應(yīng)用的學(xué)科所涉及的基礎(chǔ)知識理論掌握扎實，數(shù)學(xué)建模競賽賽前培訓(xùn)，要對學(xué)生在數(shù)學(xué)建模中應(yīng)該掌握的多種算法逐個解析，從數(shù)學(xué)建模方法、科技論文寫作、計算機(jī)編程、數(shù)據(jù)處理方法等方面安排賽前講座與培訓(xùn)，做到教師指導(dǎo)與學(xué)生競賽的無縫銜接。競賽活動結(jié)束后，以競賽組為單位，指導(dǎo)教師組織學(xué)生講評和研討競賽問題。對于數(shù)學(xué)競賽題目的專業(yè)性、實用性、先進(jìn)性和廣泛性進(jìn)行深入研討，培養(yǎng)學(xué)生在科研領(lǐng)域提煉問題的能力與解決問題的能力。

（四）充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺，鼓勵團(tuán)隊合作及多學(xué)科交叉交流

依據(jù)團(tuán)隊理論，若局限于參賽，那么每個參賽隊就是一個團(tuán)隊；若放眼于提高研究生的創(chuàng)新能力，則每所高校組成校代表隊，多專業(yè)、多學(xué)科團(tuán)隊內(nèi)部的合作與交流，團(tuán)隊間的競爭與促進(jìn)，開拓了團(tuán)隊成員的視野，發(fā)散了團(tuán)隊成員的創(chuàng)新思維。[9]因此，通過團(tuán)隊之間的合作，可以激勵學(xué)生參加學(xué)科競賽的熱情，增強(qiáng)數(shù)學(xué)創(chuàng)新實踐的能力。

在大數(shù)據(jù)時代快速推進(jìn)之際，為響應(yīng)國家號召，促進(jìn)社會的快速發(fā)展，應(yīng)以培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力為主要任務(wù)，對研究生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式進(jìn)行深入研究，通過對研究生在數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新實踐能力兩方面的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力，實現(xiàn)提高研究生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力及實踐能力的目的，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下牢固的基礎(chǔ)。

[1] 溫天力.地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的路徑分析[J].職業(yè)技術(shù)教育，2016（24）.

[2] 朱紅，李文利，左祖晶.我國研究生創(chuàng)新能力的現(xiàn)狀及其影響機(jī)制[J].北大教育經(jīng)濟(jì)研究，2010（1）.

[3] 戴喜生，魏鋒，舒慶春.研究生數(shù)模競賽與西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究[J].廣西教育，2014（39）.

[4] 鄭繼明，朱偉，劉勇，張清華.工科研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].教育教學(xué)論壇，2016（28）.

[6] 劉鳳娟.大數(shù)據(jù)的教育應(yīng)用研究綜述[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（8）.

[7] 王良周，于衛(wèi)紅.大數(shù)據(jù)視角下的學(xué)習(xí)分析綜述[J].中國遠(yuǎn)程教育，2015（3）.

[8] 焦玉娟，曾雯靜.基于數(shù)學(xué)建模競賽強(qiáng)化研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].科技展望，2017（21）.

[9] 孫健偉.學(xué)科競賽對研究生創(chuàng)新能力的影響研究[D].南昌大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012.