创新性科学研究范例(3篇)
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创新性科学研究范文篇1
本书是一部数学家的访谈录,收录了新加坡国立大学数学科学研究所38位杰出的数学家和数学科学家的专访。这些访谈录最早发表于2003-2009年研究所的时事通讯,它们生动有趣,富有洞察力地让读者看到对数学的热情驱动着世界上最具有创造力的头脑投入到当今纯数学、统计学、经济学、工程学等研究领域。
全书共37章:1.BelaBollobas:图像极值和随机性;2.LeonidBunimovich:稳定的岛屿,混沌的海洋;3.TonyFan-CheongChan(陈繁昌):为科学的女皇服务;4.Sun-YungAliceChang:共形分析学家;5.JenniferTourChayes:基础研究,看不见的回报;6.CarlDeBoor:与样条函数齐飞;7.PersiDiaconis:魔术和数学的魅力;8.DavidDnoho:稀疏数据,美丽心灵;9.RobertF.Engle:诺贝尔奖之门;10.HansFollmer:有效市场,随机路线;11.AvnerFriedman:控制领域的数学家;12.RoeGoodman:数学,音乐,大师;13.BryanT.Grenfell:病毒的苦难,传染病模型;14.TakeyukiHida:布朗运动,白噪声;15.RogerHowe:杰出的李群理论家;16.WilfridKendall:与随机性共舞;17.LawrenceKlein:四季的经济学家;18.BrainE.Launder:湍流的建模和控制;19.FanghuaLin:变革,过渡,偏微分方程;20.PaoChuenLui:国防科学;21.EricMaskin:博弈论的大师;22.EduardoMassad:传染病,疫苗,模型;23.DanielMcfadden:选择模式,最大化优先权;24.KeithMoffatt:磁流体力学的魅力;25.StanleyOsher:有棱边的数学家;26.DougRoble:计算机视觉,数字魔术;27.RonShamir:解开基因之谜,探究疾病之理;28.AlbertNikolaevichShiryaev:站在巨人的肩膀之上;29.DavidO.Siegmund:变换点,因果分析;30.TheodoreSlaman和W.HughWoodin:逻辑和数学;31.TerrySpeed:基因捕手;32.CharlesStein:不变量,直接的和“虚假的”;33.GilbertStrang:应用数学正在改变的面貌;34.EitanTadmor:计算数学魅力之禅;35.MichaelTodd:最优化,内部的观点;36.SergioVerdu:无线通信,在Shannon的极限上;37.MichaelS.Waterman:把数学融入基因。
本书可作为研究数学历史研究人员的参考书籍,同时适合于立志于从事科研事业的学生和刚刚涉足科研的人员阅读。
陈涛,博士生
(中国传媒大学理学院)
创新性科学研究范文
[关键词]双元创新;研究生教育;创新能力;管理学科
[中图分类号]G640[文献标识码]A[文章编号]1671-8372(2013)02-0087-05
高等教育尤其是最高层次的研究生教育,作为我国国家创新体系的构成基础,不仅担负着培养创新型人才的重任,而且肩负着建设创新型国家的使命。研究生的教育质量和发展水平,已经成为反映高等学校知识创新水平的重要因素,直接影响着一个国家或地区未来的整体创新水平。研究生创新能力则是研究生教育质量的标志与灵魂,只有高质量的研究生才能是今后技术创新、知识创新、管理创新的执行者。在国家持续推进“研究生教育创新工程”的背景下,研究生的招生规模也在不断扩大,研究生创新能力培养问题已成为研究的热点问题。现有文献主要从以下三个方面进行了研究[1,2]:一是研究生的创新能力构成要素研究,即从不同的结构视角进行研究生的创新能力分析,如从解决问题的视角入手,创新能力是一种解决问题的综合能力,从创造性思维视角入手,创新能力就是头脑的操作能力。二是研究生创新能力培养过程中的问题及其原因,主要采用实证方法对研究生创新能力现状进行分析,结论普遍表明我国现阶段研究生缺乏创新精神和创新意识,创新技能不足。“研究生教育质量的现状调查与研究”课题数据显示:9%和38%的导师和管理人员认为硕士生的创新能力为“优”和“良”,相比较而言,53%的人认为硕士生的创新能力为“一般”和“差”[3]。而且,研究生的自我评价也比较低,51%的硕士生选择“一般”。三是关于研究生创新能力培养的对策研究,即从观念制度、环境营造、创新精神、研究生培养体制等视角提出了培养研究生创新能力的对策建议。然而,多数研究的理论框架和设计针对一般意义的研究生创新能力理论的梳理,并没有区分不同学科研究生创新能力的差异化,只是笼统地对研究生创新能力进行定义,没有进一步细化和分解具体学科的研究生创新能力。因而,相对于具体学科而言,现有的研究生创新能力的测量和分析缺乏一定科学性。
本研究从管理学科入手,探讨该学科研究生创新能力的构成及培养体系的构建。管理学科作为集社会科学理论基础与自然科学方法于一身的综合性学科,在我国学科发展中属于一门年轻的学科。伴随着我国社会主义市场经济的发展而逐渐成长起来,管理学科已逐步形成了较为系统的科学理论基础和学科体系。其研究成果为管理研究或管理实践活动提供有效的科学理论、方法与技术支撑。随着管理学科在我国社会发展中的重大进步,管理学科研究生在我国高等教育中招生比例不断增多。但是,在我国管理学科的研究生教育过程中,不能简单照搬国外某项先进技术或某种理论,应该结合我国实际问题进行创新性研究,这就要求管理学科研究具有一定的超前性和超脱性[4,5]。不同于以往管理科学研究生创新能力的研究,大多借助心理学概念进行辨析,并且据于此为研究生培养单位提出了大量的体制机制创新途径。本研究则借助管理学中“双元能力”概念,提出并解析研究生双元创新能力内涵,从如何避免能力陷阱的角度分析双元创新能力耦合的比较优势,并试图从结构双元、情景双元以及领导双元方面建构研究生双元创新能力培养的实现路径,以期为研究生创新能力培养提供新的视角,并为研究生培养单位推进改革提供理论和经验借鉴。
一、管理学科研究生双元创新能力的分析
(一)管理学科与其他学科的区别
管理学科作为集社会科学理论基础与自然科学方法于一体的应用型学科。管理学科的特征体现在社会需求大,实践性强,要解决实际问题。同时,可以面对所有组织,应用面广,需要多学科的支撑与融合。从研究主体来看,管理学科非常重视研究主体的特征。因为个体或群体研究者的行为往往会影响研究客体的行动或产出。因此,管理学科需要将研究主体与研究客体进行结合而进行科学判断。从研究的对象来看,以系统论为基础,从微观个体到社会经济系统或管理系统看作一个“大系统”,将这个“大系统”作为研究对象。从研究的范畴来看,不同于一般工程技术对硬件的设计与制造,管理学科研究不仅包含工程技术的硬件部分,还包含与这些“硬件”设计相关的“软件”研究部分[6]。由此可见,管理学科不仅注重社会科学的理论与基础,而且具有自然科学的方法与手段,是一门跨学科的边缘性科学。管理科学学科更侧重于交叉学科的基础和前沿,研究方法也更多地应用定量化的分析,通过数学模型和计算机仿真技术对社会科学问题进行研究。因此,经济学、数学、系统科学、行为科学、信息科学是管理科学的基础,如管理科学突出优化方法、概率、统计和随机过程等数学的应用。
(二)管理学科研究生双元创新能力的内涵
学者们虽对研究生创新能力的内涵进行了不同程度的阐述,但是现有对研究生创新能力的剖析大都认同把创新能力作为一种综合能力,并没有区分不同创新类型的能力差别,这样就弱化了创新类型与能力需求的耦合,导致研究生创新能力培养缺乏针对性。管理学科要求高校与企业保持密切联系,提高研究生的实践能力,培养务实型人才。这类研究生,具有灵敏的形象思维,更强调对组织、沟通、环境的适应和机遇的把握等软技能的培养。另一方面,管理学科要求高校要具有一定的学术水平,只有通过研究生教育才能较好地培养学术型人才,以满足高校和专业研究机构对学术型人才的需求。这类研究生,具有较强的逻辑思维,更强调论证、综合和理论创新的能力。因此,本文依据双元理论的研究[7-9],按照当前知识或是技术路径偏离程度所提出的开发型创新和探索型创新的概念,给出了管理学科研究生的双元创新能力,如图1所示。
管理学科研究生双元创新能力是指在学术或是学习过程中利用现有知识进行开发性创新的开发能力,以及旨在以创造知识进行探索性创新的探索能力。开发能力包括对已有知识的提炼、传统惯例的承袭以及提高效率等活动的能力。而探索能力是指从事变异、试验、颠覆等活动的能力,涉及新的技术、新的理论等发明与创造。对于研究生所参与的企业委托的横向课题,一般是依赖开发能力,利用所学的知识解决企业现实的管理问题,注重进行开发式创新应用,与应用动手实践有关,而政府委托的纵向课题,则需要研究生的探索能力,主要是运用探索能力进行探索性创新理论,进行科学研究[10]。
二、管理学科研究生双元创新能力的培养体系
(一)研究生双元创新能力培养的总体框架
根据管理学科研究生双元创新能力培育过程中表现出来的特征,我们会发现无论是探索性活动还是开发性活动,一旦过度,就会导致能力陷阱,尽管其结果是不同的。过度从事开发性创新而排斥探索性创新的研究生,有可能陷入一种次优的稳定平衡状态,并且会不断增加其有可能已经过时的开发能力;过度从事探索性活动而排斥开发性活动的研究生则可能在巨大的惯性推动下陷入无休止的探索,并且承担不会带来很大收益的大量沉默成本和机会成本。以往关于研究生创新能力培养体系的设计,主要从教学内容、教学方法、科研培养和导师学术等方面给出具体的实施方案。对创新能力的剖析大都认同创新能力作为一种综合能力,并没有区分不同创新类型的能力差别,这样就弱化了创新类型与能力需求的耦合,导致研究生创新能力培养缺乏针对性。因此,我们提出了依托科研团队培育管理学科研究生双元创新能力的途径,即以科研团队作为培育研究生双元创新能力的重要载体,通过科研团队来优化结构配置和增强培育研究生创新能力的双元性。基于结构双元、情景双元和领导双元三个角度,进一步细化管理学科研究生双元创新能力的培养体系,如图2所示。
(二)研究生双元创新能力的培养手段与方法
依据图2所示,本文首先从结构双元的视角,通过任务分离和时间分离来实现开发式创新和探索式创新的分离,即构建产学结合、学研结合的两个研究平台,分别培养开发性和探索性创新能力,以序贯轮换来实现两者间的间断式平衡。第二,从情景双元视角,提出采用环境营造、制度设计、导师队伍的建设来培养研究生双元创新能力的策略。第三,从领导双元视角,提出以学科交叉和项目引领等措施,培养或提高研究生的吸收能力,从而达到知识广度与深度的加强,形成研究生双元创新能力。管理学科研究生双元创新能力培养的具体实施手段与方法如下:
1.产学结合
通过产学结合,培养管理学科研究生的开发性创新能力。首先,实训基地的建立,通过校企合作共同培养研究生。山东科技大学经济管理学院在校企合作方面,与兖矿、新矿、枣矿、平煤、同煤等大型煤炭企业建有良好的合作关系,为调研与实践提供了良好的平台。第二,鼓励科研导师参与到企业中去,从而丰富导师的实践与教学经验。山东科技大学经济管理学院结合管理学科特点,选择海尔、海信等大型企业作为教师的实训单位,借助企业实际运作,加深了研究生导师对所掌握专业知识的理解。通过实践环节的教学水平和教学效果的改进,从而提高了其培养研究生开发性创新能力的水平。第三,双师型教师的培养与引进,夯实研究生的开发性创新能力培养的基础。近年来,山东科技大学积极引进企业中有丰富实践经验和教学能力的管理或技术人员充实导师队伍,并设立专项基金,鼓励学院双师型队伍建设的积极性。多数研究人员是各个行业协会等组织的成员、理事或专家,这为掌握管理学科等相关领域的研究动向、把握管理学科前沿提供了条件,也为管理学科相关研究工作的开展打下了基础。
2.学研结合
科研与教学密切结合,有利于培养研究生的探索性创新能力。首先,以学科带动教学与研究的共同发展,组成科研团队。我们依托山东科技大学组织治理与竞争研究所搭建了三个运行良好的科研团队,有针对性地培养研究生的双元创新能力。对于研究生导师而言,教学工作不仅能够开拓知识面,而且可以拓宽其科研思路,科研团队则可以加强其在某一研究领域的知识深度,有提高教学水平的作用。其次,依托科研平台,深化合作范围与合作领域。通过共建实验室和研究基地、共建虚拟创新平台、成果转化应用、人才联合培养等模式,提升管理学科与政府部门、科研院所的合作机制,从而为研究生的探索性创新能力的培养,提供了物质基础和人力资源基础。第三,开展丰富的研究生学术创新活动,提高研究生的科研水平和实践能力。通过举办学术沙龙,讨论兼有学术性与时事热点的问题,邀请在教育界、企业界的学者,以及在研究生教育培养方面具有广泛影响的专家,与研究生展开面对面的交流,实践证明这些学术活动在研究生的教育和培养方面取得了较好的成效。我们制定各项激励机制,鼓励并支持研究生参加各种学术活动,既开阔了视野,加强了学术交流,更激发了他们的学术研究热情。
3.导师队伍建设
从导师自身来说,他们既是教育工作承担者,也是科学研究者和教育研究者。因此,高水平的导师队伍是培养管理学科研究生双元创新能力的前提,是挖掘不同类型创新能力的关键因素。首先,导师应当以身作则,培养良好的敬业精神和道德修养。导师的理论知识与能力虽然发挥着重要的作用,但是我们认为爱岗敬业的精神是做好所有工作的前提条件。研究生导师要能够献身于科学研究事业,并付之于实际行动,才有可能取得突出的科研成果。因此,要培养具有创新能力的研究生,研究生导师的科研道德会直接或间接地对其产生重要的影响。其次,提高导师学术水平,甄别研究生的双元创新能力。特别是博士研究生,价值取向已大体定型,很难按导师的愿望做彻底调整。面对这种情况,我采取“导师选择双向交流”制,寻找相互“匹配”,即指对方是否有自己所最看重的东西。从导师的角度出发,我们看重的是一名学生有志于从不同科研工作中发现乐趣,即使在研究过程中遇到困难,但能通过自己不懈的努力逐步提高。第三,导师根据研究生的不同创新能力,把握研究方向。在帮助学生进行研究方向选择过程中,作为导师不能强加给学生选题。否则,不能够较全面地挖掘或发挥学生的主观能动性和创造性。因此,我们要求每个研究生就学习过程中,以及生活中存在的问题或切身体会进行交流。同时,某些研究生的创新性思维也可能起到“教学相长”的作用,其提出的某些想法或建议,有时对导师的研究也可能具有启发作用。
4.科研过程管理
针对研究生双元创新能力的培育,我们主要从选题、文献整理到学位论文的完成,进行科学研究全过程管理。同时,把这两种创新能力和科研团队的研究课题不断深入地融为一体,使研究生的学位论文具有一定的理论性、实践性、创新性。首先,对研究生的选题必须给予高度重视。要依据学生具有的不同创新能力特质,选择一个合适的研究题目,这要求导师本人必须对管理学科的历史和自己的研究领域充分了解,结合管理学科最新的发展趋势,制定出不同创新能力培养的主攻目标。长期以来,我们的科研团队一直研究企业家与公司治理等问题,要求和鼓励学生学会整理、阅读、评述文献,及时了解和掌握自己研究领域相关问题有关的最新动态,并形成定期汇报机制。其次,注重文献综述的能力。在研究生开题准备阶段,着重指导他们真正学会阅读他人的论文。具体做法是:学会收集国内和国外的相关研究文献,然后略读和精读这些相关文献,进一步追踪所研究问题的脉络。只有通过这样的反复研读,才能透彻理解自己的研究问题,并在他人研究工作的基础上做出更好的创新性工作。在我们的科研团队中,设立了有关文献综述方面的学术讨论和报告会制度,并建立了文献信息管理系统。通过这些制度的制定,以实现知识并享,开拓研究生研究视野,更好地掌握自己所研究领域中国内外研究学者的最新成果和动向。经过这样的科研训练,启迪研究生的灵感,找到研究工作的突破口,来确定自己的研究类型。第三,注重学位论文。针对开发性创新能力培养,这类研究生的学位论文的选择,主要考虑实践性。将研究与生产实践相结合,最好能将科研成果进行实际应用的转化,以获得较好的经济技术效果。针对探索性创新能力的培养,基于管理学科的基础理论进行研究方法等方面的创新性研究,充分发挥研究生的智慧与潜力,努力为提高研究生独立工作能力创造条件。
5.环境营造
研究生的科研道德、科研能力的培养,需要创造良好的学习环境。良好的学习环境包括很多方面,所涉及的内容也很广泛,但其本质就是要给研究生一个宽松的、可自由发挥和自主探索的空间。首先,建立了“讨论课的机制”,即每周固定时间进行学术讨论。形式多样,有时由教师提出话题、学生自己大量查阅参考书和资料,并准备数周,动态抽取学生进行工作汇报,大家共同参与点评;有时,以概论性教材作某个研究问题的入门基础,由学生自选经典文章和优秀的研究范文,把握问题的起源与研究成果、研究方法的现状,给出自己的理解和判断。一般来说,每周讨论的研究方向和内容,要交叉选择应用性和基础性的选题,同时不能把研究方法、路线等都详细规划好,缩小了研究生的思考空间。这样做的结果很可能不能较好地甄别研究生的开发性能力和探索性能力。其次,鼓励学生走出去。通过举办重要的学术讨论会、外籍专家的学术研讨会,以及邀请来访外国专家的个人之间学术交流等途径,为学生创造接触本学科发展方向和前沿领域的条件和机会,深入培养研究生的研究爱好。第三,在科研团队内营造宽松、自由、平等而又严谨的学术气氛。鼓励研究生进行创新性活动,对于研究生可能产生的“空想”或“走捷径”的想法,要能及时发现并给予正确引导。导师在与学生之间是平等互助的关系,在讨论问题时尊重研究生的想法。把研究生看成为是一个有积极思维的创造者,对其存在一些想法,无论是对实际现象的解释,还是对问题的抽象提炼,都让他有充分的发言权。不能把研究生看成为一个简单的劳动力,把导师的意志强加给研究生。只有这样,才能够较好地发挥研究生的积极性和创造才能。
6.学科交叉
从个体层面而言,研究生自身的能力与知识是其创新能力培养的基础。因此,要给研究生提供跨学科学习和研究的空间,促进管理学科新生长点的形成,并加强研究生不同创新能力的形成与巩固。首先,在科研团队内部,依托不同创新能力培养的目标,一方面以研究方向来确立固定的学习小组,处理日常的学习和课题任务,重点塑造研究生开发能力,进行基本依托横向课题的开发性创新活动;另一方面以临时项目小组或是组建科研团队内部的网络小组,有效完成非常规任务和创新,以培育研究生探索能力为主,进行重点纵向课题的探索性创新。其次,我们在进行研究生选课时,力求课程安排能够加深和拓宽研究生基础理论,同时又能拓宽研究生的学科知识面和培养相关能力。例如,我们在指导管理科学与工程、技术经济及管理和交通运输规划与管理等硕士点的学生时,要求研究生在研究过程中注意互相学习,能够借鉴其他学科领域的研究思路和方法来帮助自己的研究。尤其是经济管理类专业的学生在针对具体问题的研究,要具有辨别研究对象的分析能力,将研究问题进行抽象化、数学化的能力,对自己的研究工作意义和效果也有了更具体的理解。第三,建立不同研究团队的经典文献数据库,以及各个研究团队的最新文献讲评机制,增强了研究生的外文文献检索能力,能够使研究生不仅掌握了现有研究问题的基本研究脉络,而且把握住该问题的最新研究动态,为提高研究生创新能力打下了良好的基础。
7.项目引领
管理学科研究生双元创新能力的培养必须通过高水平的科研项目来支撑。科研项目不仅能为研究生提供经费支持,也能够提供具体研究问题和研究思路。结合社会实践的背景资料,科研项目能够锻炼研究生在研究过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。首先,高水平的纵向科研项目,能够提高研究生的创新思维与技能。在我们的科研团队中,以国家自然科学基金项目、国家社科基金项目等纵向课题为项目主体,为研究生参与高水平科研项目提供机会。研究生通过承担科研项目,了解项目的立项程序、研究方案设计等知识。从参与科研项目中学习如何发现问题、解决问题的能力,最终形成自己独立思考的能力。激发创新灵感,从而提高科研能力和创新能力。其次,与企业合作的横向课题,增强研究生的开放性创新能力。通过参与企业的技术攻关,了解了企业实际生产过程中的具体问题,作到理论与实际相结合。第三,项目与科研团队的“双”负责人,促进知识等信息的流通。科研团队负责人以及项目负责是促进研究生双元创新能力培养的关键因素,他们负责协调和应对研究生探索与开发活动之间的张力,并通过有效的职责分离来解决矛盾。科研团队要探索不同的整合机制以弥补结构分离之不足,保持研究生的独立性并协调其行为。
三、结束语
我国已经基本形成了奖助体系较为完善、投入机制和竞争机制较为明确的研究生培养体系,而且相关配套措施陆续跟进。这些推进研究生培养体系改革的重要举措,目的是激发研究生学习和学术激情,全面提高研究生创新能力。尤其是随着管理类人才需求的不断增多,管理学科研究生的培养问题,已开始受到国内学者们的高度重视。现有研究采用实证等分析方法对现阶段管理学科的研究生培养质量现状进行了研究,结论显示现阶段存在着管理学科研究生学术创新能力不足、学术热情不高等问题。为有效解决上述问题,我们基于研究生双元创新能力培养的新视角,提出了体制机制创新途径,为研究生培养单位推进改革提供理论和经验借鉴。
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创新性科学研究范文
关键词:线性代数matlab教学研究独立学院
随着我国教育事业和市场经济的发展,近年来,全国独立学院相关人员以及教育部相关人员都在思考并研究的同一个问题――独立学院的未来与发展。不管是从社会需求方面考虑,还是从教育资源与教育办学性质上考虑,不少专家认为应当将全国独立学院的发展定位为“应用型本科院校”,从目前的形势来看,独立学院的转型势在必行,办学转型必将导致教学上的改革,以下是我们对独立学院工科专业线性代数教学与matlab教学的一些思考。
1独立学院转型背景下的学生培养战略分析
在国家积极鼓励独立学院转型发展和加快发展现代职业教育的部署,加快教育综合改革、建设现代教育体系的背景下,独立学院应当在人才培养模式和办学方向上形成长效创新机制;在创新机制、搭建平台、协同创新三个发展阶段凝成特色,以“平台式”课程结构体系改革为突破口和创新基础,逐步形成培养学生自主学习能力强和实践能力强的育人特色和“问题驱动”为特点的应用技术人才成长体系,为综合提升育人水平和产研服务能力奠定基础。逐步形成了“以人才培养为中心,以服务于社会各行业、服务于地方社会经济建设为宗旨,以课堂为载体,为生产第一线培养应用型专门人才”的办学思路,摸索出一套特色鲜明的人才培养新模式,保障独立学院质量的根本在于教学质量,全面提高教学质量要依靠不断深化教学改革,与此同时,应该在教学过程中将理论融入到实际问题中去。
2新形势下传统线性代数教学面临的挑战
在独立学院向应用型本科院校转型的现实背景下,课程的定位与课堂教学质量是决定转型成功与否的关键因素。近年来,高等教育规模快速发展,为我国经济社会的快速、健康和可持续发展以及高等教育自身的改革发展做出了巨大的贡献。传统的线性代数课程的教学内容偏重现代化数学的理论体系教学,主要强调定义、性质、定理及其证明,对线性代数的思想方法和应用方面重视不够,对数值计算的要求是纯手工的,没有介绍使用软件,所以学生在学习线性代数时觉得知识点太多、逻辑性太强、枯燥无味、不好理解,对方程组和矩阵等复杂的计算感到很吃力、很烦躁,工作重复性高,效率非常低,由此可见,传统的线性代数教学不能满足现代应用型人才培养的需求。课程改革势在必行,其根本之处在于引进现代化的教学手段和技术,学用结合,提高学生的数学思维能力和实践动手能力。鉴于传统教学中的这些不足之处,同时考虑到培养应用型人才所必须具备的数学素养和实践能力。提出在独立学院工科专业的线性代数教学中实施在掌握matlab与线性代数相关计算的基础上进行教学,既能帮助学生对所学线性代数知识的理解,又能让学生掌握如何用matlab软件进行线性方程组、行列式和矩阵等方面的复杂问题的计算,提高工作效率,增强学生应用知识解决实际问题的能力。在当今大形势下,将matlab与线性代数相结合的教学方式越来越受到教育工作者和学生的认同。
3基于matlab平台的线性代数创新型教学方法研究
3.1课程体系设置及教师队伍建设
根据国内外高校先进的教学经验,首先对线性代数课程的教学体系进行修订,在主要保留基本概念、基本性质、课程体系、设计思想、应用的基础上,在实用性和抽象性之间找到合理的平衡点,将一些理论性强,推导过程过于复杂的篇幅作为第二课堂的自学内容,增加实践应用部分内容的例子,教师的课堂主要介绍思想和软件实现,构建有利于培养独立学院学生的科学计算能力和实践创新能力的线性代数教学课程体系。
3.2教学内容的设计研究
线性代数的教学内容设计以达成学生对于课程基础技能目标为着眼点,考虑学生的入学基础和当前的年龄特点,根据独立学院线性代数教学课程大纲,建议将内容安排为:线性方程组的求解矩阵的基本概念行列式(含矩阵的秩、逆阵等)n维向量的线性相关性与方程组的解的结构特征值与特征向量(相似、对角化)二次型。
为了实现matlab平台下线性代数的教学,将在进行理论讲授的同时利用matlab对其中较难计算的部分进行计算,注重工程实用与计算,同时提供matlab求解算法,计算程序等。软件使用的介绍力求简单,不必讲得太多、太繁,主要是让学生在计算机上多实践。为使学生便于使用软件,在日常课堂教学中给出一些数学概念对应的英文。此外,设计一系列的课外练习,供学生使用。此外,为了更好地体现教学中对学生实践动手能力的培养,可设置相应的实验课时,形成专题形式的六大实验。
3.3教学方法与学习形式的设计
在教学方法设计上,注意体现教师主导和学生主体的双主体结合教学关系,强调以问题为中心的任务驱动式教学、强调活动的创造性,强调学生的主体性。这方面工作难度系数比较大,实际操作过程中尽量争取兼顾各自的优点。本课题拟采用的教学方法主要分为两个环节,一是理论部分的讲授,以教师讲授为主,二是学生实践环节,以小组为单位,主要包括选择任务/案例/项目、查找资料、程序实现、借助网络进行互动学习,教师指导活动、过程检查、开展作品展览与评价等。由于学生的数学基础也不一,对不同层次的学生采取不同的教学方式和要求,从总体上提高教学质量。在协作学习中,同学们可以参加各种类型的协商、讨论活动,也可以实现教师与学习者之间的良好互动,从而进一步完善和深化对知识点的意义建构。整个协作学习过程由教师引导,各小组设常任信息沟通员,负责与老师/组间的联络,组员轮流作组长,讨论的问题以当前要完成的项目/案例/任务为中心展开,参与者均可以提问或做答。
3.4课程设计内容研究
大学数学教育应重视培养学生解决问题的能力,通过大学数学的学习,应能使学生在利用数学知识分析问题和解决问题方面得到锻炼,使学生的素质能得到提高,实现以培养数学素质为目标的数学教育的新目标,这也是高等教育中素质教育的一个重要组成部分。因此,将在线性代数课程结束之时,增加课程设计部分内容,将利用数学软件和数学知识的思想和方法引入到教学中来,将理论知识和实际应用有机地结合起来,使教学成为现实的、有实际背景的、富有挑战性的活动。同时为后续课程如微分方程(组)的求解、复矩阵等的求解奠定相应的程序设计基础。
3.5教学考核的设计
开展matlab平台下线性代数考核评价体系,从传统的单方面的笔试向笔试与评价相结合的方式转变,重视评价的过程、实效、反馈,重视对于实际问题的处理与应用,重视价值性的判断等特点,从学生学科成绩、学习动机、学习策略、学习兴趣、学习态度、学习效果等方面展开,结合专业特点进行评价,建立完善的考核体系。
4结束语
线性代数是工科专业的一门重要的数学基础课程,但因其理论的抽象性和计算的繁杂性,再加上教师对其应用性重视不高,长期以来,线性代数的应用在课堂上并没有得到体现,学生很难认识到其与实际问题的联系,学生学了以后不知道怎么用。在线性代数教学中应用matlab软件,一些机械性重复计算的问题,在教学中介绍相关理论及基本思想后,调用matlab中的相关命令就可以轻松解决,工作效率高,学生乐于接受,提高学生学习、钻研的兴趣和实践动手能力。此课程的改革也可为其他课程的改革提供一些的参考。
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