时间:2023-09-06 09:30:43
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇大学生的科研素养,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:大学生,信息素养,文献检索课
中图分类号:G642.0 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2012)12-0017-02
信息时代,信息素质已经与科学素质、人文素质一样成为了当代大学生必备的基础素质。它是一种综合素质,它跨及了科学素质和人文素质,信息素质是每个人终身学习的基础,覆盖了所有学科以及教育阶段[1]。
在我国,文献检索课是培养大学生信息素养的一个重要途径。随着社会的进步,文献检索课对大学生信息素养的养成越来越重要,本文从大学生在校时期几个时间点的学习生活入手,分析了大学信息检索课对于当代大学生的影响,以点带面,将能进一步揭示文献检索课对于大学生信息素养培养的重要意义。
一、文献检索课对大学生信息素养影响调查
(一)调查对象
本次调查分两个阶段进行,调查样本分别抽取了佳木斯大学材料学专业入学新生105人,上过文献检索课程的学生110人,共发放调查问卷215份,回收214份,回收率99.5%,有效问卷212份,有效率99%。
(二)调查方法
为了充分揭示大学文献检索课对大学生信息素养的影响,课题组采用的调查对象同为一个专业的学生,入学间隔没有超过一年,数量上也相差不大,从而进一步减少了样本间的差异。调查采取匿名问卷调查的形式。
(三)调查结果
信息素养具有一个完整的体系结构,包括信息意识与情感、信息伦理道德、信息知识与信息能力[2]。根据这个体系结构分别对入校新生以及上过文献检索课程的老生进行关于信息素养的问卷调查。限于篇幅本文仅介绍有代表性的三项问题的调查结果,具体数据见表1及表2.
通过对以上数据的对比分析我们不难发现,刚入学新生的信息素养相对比较低,主动学习、主动研究的能力还比较欠缺。通过文献检索课的学习,学生的信息素养有了很大提高。“自己主动通过各种途径解决问题”的调查数据由9.3%迅速上升到了62.7%。其次,刚入学的新生大多数对于专业期刊、专业数据库基本没有概念。然而,通过文献检索课的培养教育,学生们普遍对自己本专业的专业期刊、专业数据库有了一定程度的了解,尤其是对于专业数据库的使用,从1.9%上升到54.5%,可以说是跨越式的提升。再有,通过调查表的对比分析,能够看到,通过文献检索课程的教育,大学生初步具备了获取信息、评估信息的能力。但比较遗憾的是,通过调查我们也发现大学生信息伦理方面并没有显著的提高,这与相关内容授课时间设置较少有一定的关系。
二、文献检索课对在校大学生信息素养影响的三个阶段
(一)入学教育阶段
中国的高中教育重视理论学习,高中的各种资源也比较缺乏,作为高中生而言没有、不会也无需自主地搜寻各种资料,进行任何研究。因此刚刚升入大学的新生往往没有自己学习、自己研究的愿望和能力。
文献检索课首先解决的便是入校新生各种信息资源使用的问题,都会向入学新生展示我国各个高校的信息资源,培养学生独立学习、独立思考的能力。调查结果显示,学生在对待疑难问题上,能够主动寻找途径解决问题的比率从12.3%上升到62.7%,这说明文献检索课已经促使大部分学生正在逐步改变过度依靠老师的学习态度,从而为新生适应未来的大学学习生活铺平了道路。
(二)学习研究阶段
高校的文献检索课程一般都会设置在大一或者大二阶段。学生经过一段时间的学习都会掌握一定的专业课知识,此时,部分学生便会有进一步了解专业甚至进行专业研究的想法。通过文献检索课的学习,学生会逐步掌握各种检索工具、网络搜索引擎、各种专业数据库的使用方法,从而使他们的信息素养、学术水平能够在短的时间内取得迅速地提升,这也是文献检索课的教学目的之一[3]。
(三)面向毕业阶段
1.创造就业优势。随着我国教育事业的不断发展,大学生的基数不断增长,大学生就业问题越来越严峻。文献检索课培养的目的是提升学生的信息素养,信息素养提升的同时,就强化了学生的自主科研能力。笔者认为,若是在大学本科阶段便在专业上有所建树,那么这将是大学生就业分量最重的一个砝码。
2.毕业设计的支撑因素。大学生的毕业论文是大学生们的一次正式的、重要的科研活动。在调查中我们能够发现学生们通过文献检索课程的学习,使用专业数据库查找资料的学生从1.9%上升到了54.5%。这完全可以说明大学生的面向科研的信息能力得到了很大的提升。
3.求职面试的沸腾效应。大学生已经在专业等各方面准备了整整四年时光,但是使水沸腾的那一把火应该就是对求职面试的准备。应包括对招聘单位整体情况适当地了解以及对自己进行恰当的外在包装。而这些信息的获取,正是文献检索课信息意识、信息能力教学目的的充分体现。
三、结束语
全球信息化的今天,信息素养对于一个现代人来讲,重要性不言而喻。但是文献检索教育的现状却并不尽如人意。我国十七大报告提出信息化战略,重点首先应该是人的信息化,作为培养人们信息素养的重要环节,文献检索课应该得到应有的重视与发展。
参考文献:
[1]刘一宁,蔡庆芳,张教业.文献检索课与大学生信息素质教育(上)[J].科技情报开发与经济,2006,(6):254-255.
[2]李卫星,何飞.现代信息素养与文献检索[M].武汉:湖北人民出版社,2010:10.
关键词:重点实验室;大学生;人文素养;科研精神;培育
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0135-03
一、研究背景
人文素质和创新能力的高低关系到高等教育的质量,而人文科研素养是研究生需要具备的一个非常重要的素质。然而,良好的人文科研素养并不是只靠研究生教育阶段就能够培养起来的,它需要一个过程,应该从本科生教育阶段就开始培养,这一点在法律上也被明确。《中华人民共和国高等教育法》第十六条明确指出:本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。在大学阶段,大学生应该德智体美全面发展。高等学校真正培养出具有热爱祖国同时又具有创新意识、创新精神和科研能力的高级人才,将直接关系到人才素质教育全面推进,关系到科学技术能否在更高的层次上取得进展[1]。研究表明,科研人员的研究态度、研究方法与研究习惯的形成往往可以追溯到他们大学本科阶段[2]。因此围绕着如何培养本科生人文科研素养这一热点问题,业界进行了诸多理论和实践层面的探索。
重点实验室作为大学的重要科研活动场所,能够给学生提供科学研究的机会,推动大学生边做边学,在问题驱动和在同伴和指导老师启发下立足自学,这正是弥补在传统教学模式下,大学生与科研相关的情意态度、科研方法等缺失的有效措施。但目前我国许多高校的省部级乃至国家级的重点实验室,因受限于实验室管理体制,主要供教师和研究生使用,本科生没有或很少有机会使用重点实验室的仪器设备、感受重点实验室的科研氛围。重点实验室的资源优势在本科实践教学改革中的作用发挥远远不够。基于此,许多高校都意识到,研究如何更好地共享重点实验室的优质资源有效培养大学生人文科研素养是具有现实意义的课题。
二、重点实验室在大学生人文科研素养形成中的重要作用
在科技快速发展的今天,大学生仅仅掌握系统的专业理论知识是不够的。大学生具有优秀的创新意识和创新能力显得尤为重要。传统的实验教学能够培养大学生的基本技能,满足学生的认知习惯和规律。但对于培养学生的创新意识和能力是欠缺的。让大学生提前进入实验室开展课题研究,进行真刀真枪的锻炼,是国际上通用的做法。1961年美国科学基金会出台的“本科生科研经验计划”(Research Experiences Undergraduate,REU)是美国最早制定的本科生科研活动计划。作为世界一流大学,美国麻省理工学院(MIT)十分注重推进创新教育和培养学生的早期科研能力,于1969年最早开始实施“本科生研究机会计划”(Undergraduate Research Opportunities Program,UPRO),该计划要求高校从一入学就给大学生提供科研工作训练的机会,规定大学生可以参加教师的课题研究,也可以在老师指导下自己立项。重点实验室无疑是一个培养大学生人文科研素养的平台。在重点实验室开展课题研究,能够有效培养大学生分析问题和解决问题的能力,培养他们的思维能力和探索精神。由于科研课题大都面向国家、地方的战略需求,与当地的经济、科学技术的发展密切相关。通过参与课题研究和查阅文献,大学生可了解国家和当地经济社会发展的现状,亲身体会到科技发展对当地经济发展的支撑作用,从而更加热爱自己的专业,也感觉到个体对人类发展的价值所在,树立正确的社会主义核心价值观,培养良好的人文科研精神。
最近几年,国内许多高校基于科研平台对培养大学生的人文科研素养进行了积极探索和实践,取得了一系列成果。例如,上海交通大学依托学校科研平台的分析测试中心,利用先进的仪器设备和高素质的中心师资力量,通过选择与学科适宜的研究课题和教学相长的指导模式,为培养本科生提前进入相关的专业领域开展了探索性工作,取得了明显成效;三峡大学依托“天然产物与利用”湖北省重点实验室,以大学生参加课题研究作为第二课堂的有效形式,强化大学生科研素质的培养,使大学生关注国家、社会和当地经济的发展,树立正确的人生观和价值观,培养了不断进取的团队精神和创新素质。清华大学、中南大学等研究型高校依托国家和省级重点实验室,让大学生提前进入重点实验室进行课题研究,他们的本科生在毕业之前就能撰写高质量的研究报告,发表高水平学术论文,申请发明专利,获得全国“挑战杯”一等奖等。这些高校的成功做法就是充分依托了重点实验室这个平台。
三、依托重点实验室构建大学生人文科研素养培育体系的措施和途径
1.课堂教学要与科研相结合。我国高校教师的课堂教学还主要以传授知识为主,很多教师没有认识到讲授知识的同时,更重要的是开拓学生的视野,培养学生自主学习的能力,提高学生的科研能力和创新能力。首先,在日常教学中,教师可以将自己的科研项目研究体会穿插到日常教学当中,通过对本科生进行学术熏陶,提高学生对进一步学习和科研的兴趣与欲望。其次,教师应将创新思维与创新方法有意识地贯穿于教学过程中,在传授知识的同时引导学生积极思考,培养学生的科研意识。
2.推行本科生科研导师制。美国的一份研究报告表明,教师对学生从事科学研究所做的决定有很大的影响。重点实验室有固定的研究人员,他们学历和职称较高,科研能力较强,因此可让这些老师担任本科生的科研指导教师。本科生通过与导师的沟通,参与导师的课题研究,同时,本科生可方便地向导师所带的硕士研究生,甚至是博士研究生学习科研经验,从而促进本科生科研能力的培养和提高。这种建立以导师为核心的科研小组,各层次各学历相配合,通过“传、帮、带”模式,不仅能够为高校营造良好的科研学习氛围,也促进了各层次学生科研水平的提高,降低了科研成本。
3.倡导“探究型”学习理念,培养大学生的内生创造动力。“在研究中学习”、“在实践中体验”是依托重点实验室培养大学生人文科研精神的关键。“在研究中学习”意味着研究和学习是互相渗透、融合的过程,是相辅相成的。探究性学习基于课题形式开展。课题设置充分考虑到学生的学科基础理论知识和实践经验,不宜太难,但也要有一定的深度。在课本上是无法找到现成答案的,学生必须到图书馆或上网查阅大量的文献资料。通过大量的文献阅读,相互讨论,才有可能提出可行技术路线和实施方案。开展实验也不会一帆风顺,必然会经过多次失败才能达到预期目的。通过这样反复训练,培养大学生的内生创造动力,进而逐步形成一种潜在的科学研究能力和科研品质。
4.搭建重点实验室内部平台,创造大学生人文科研素养内部培育条件。①扩大大学生进入重点实验室进行课题研究的参与面。重点实验室不应该仅仅是作为少数“优秀学生”的专利,而应该最大限度地面对全体专业的学生。学生进到重点实验室参与科学研究的价值主要是为了培养他们的人文科研素质,而并非力求得到某种具体的有形科研成果。当然如果能产出科研成果,那是锦上添花的事。因此,提升大学生的整体科研素养是目标,避免过度精英化。换而言之,重点实验室应当促成科研的普及化,而不是科研的神圣化。②实施科学的实验项目指导。目前,大多数高校基本上把大学生科研作为一种课余活动进行管理,造成了对培养大学生人文科研素养的定模糊位和松散管理,使得学生在选题和研究过程中缺乏必要的学科专业指导和科研方法指导[3]。在指导过程中教师要让学生充分发挥主观创造性,做到导而不演,突出学生在实验中的主体地位[4]。举行专题研讨会,让每个参与者汇报研究进展,在实验中遇到什么问题,如何解决,看了哪些相关的文献,有什么启示。指导老师对问题要逐一进行讲评,提出引导式的解决问题的办法。这样,依托重点实验室开展的科研实践活动才会真正落实到培养大学生人文科研素养的过程中。③优化配置重点实验室资源。由于受到现行实验室管理体制和制度的限制,高校重点实验室实验仪器及设备的管理与使用相对独立,仪器设备利用率普遍较低,不利于增加大学生参与研究体验的动手机会,并且因专业、年级的不同,各重点实验室开设实验课内容间的衔接也存在着一定的问题。高校成立“实验中心”可解决这些问题。“实验中心”由专业学科类实验室和工程实践类实验室两部分组成,可以最大限度地整合实验室资源,为大学生实验时将学科理论知识与工程实践内容结合在一起提供便利条件,有利于人文科研素质的培养。④拓宽重点实验室项目来源渠道。国内高校重点实验室项目来源相对单一,大多是上级部门拨付的经费。这类经费有保障,课题设置大多是基础研究或应用基础研究课题。此外,大多数老师有国家级科研课题。所以,学生参与这类课题有利于培养他们的科学研究能力。同时,要尽可能引入社会外部课题到重点实验室,即加大和企业合作的力度。来自于企业的课题多偏重于工程技术和社会需求,学生参与这类课题更有利于增进大学生对社会需求的了解,提升其解决实际问题的工程技术能力。挖掘资源和拓宽项目渠道,使得经费有保障,极大地促进大学生参与科研实践的机会。⑤编写合适的科研实验教程。为便于大学生进入实验室进行课题研究,培养学生必备的科研素养和基本的实验能力,有一本合适的科研实验教材(指导书)是不可或缺的。我们精心组织编写出版了《功能材料制备与性能》实验教程。本教材以专业典型的共性实验为基础,安排以全面提高学生实验技能为主的常规基础性实验,并大体按照材料的制备工艺流程及性能表征进行实验排序,以实现内容编排的系统性和科学性。此外,精心编写了以大学生的科研素养和综合研究能力及创新能力为主的“三性”实验,即综合性、设计性和研究创新性实验。例如:设计了“新型热敏陶瓷的制备和性能研究”、“新型无铅压电陶瓷的制备”、“铌酸锶钡铁电陶瓷的掺杂改性研究”、“新型电子封装玻璃陶瓷材料的制备和性能”、“热处理工艺对薄膜物相与结构的影响”、“硅酸锶基发光材料的燃烧法制备及其光谱特性”、“掺杂对钕铁硼合金磁性能的影响”、“锂基微波陶瓷的低温制备与性能研究”、“碳纳米管-四氧化三铁纳米离子的合成及性能表征”、“钢表面等离子渗铬及耐蚀性研究”、“新型稀土储氢合金材料的制备及电化学性能”、“均匀沉淀法制备铝酸锶发光材料”等项目,而且大部分实验是从近年来老师们最新的科研成果转化过来的实验,实验内容和表征手段新,且实验内容深度和广度适中。
四、深化“产学研”教育模式,构建大学生人文科研素养外部培育基地
“产学研”合作教育是工程应用型人才培养的主要途径和特色[5],充分利用学校与研究团体、企业的不同教育资源、教育环境及在人才培养方面各自的优势,把以传授理论知识为主的学校教育与获取实际经验、实践能力为主的生产实践有机地结合在培养学生的人文科学素养过程之中。
高校应注重“产学研”结合的联合教育模式。在毕业设计时,加大工程技术类课题的比例,组成校内导师和校外导师指导小组,共同指导毕业设计。由于工程技术类课题偏重于生产实际,学生可以理论联系实际,运用所学的知识来解决问题。由于是真题真做,处于实战状态的学生学习的主动性和工作热情会极大限度地受到激发,并具有很强的责任感和成就感。紧张繁重的工作,不仅锤炼了毅力,形成了良好的团队精神,也培养了学生社会交际的能力、实事求是的工作态度和良好的心理素质等。这些非技术因素在各项工作中的作用以至学生今后就业都是至关重要的。这种方式无疑是培育大学生人文科研素养的一条非常有效的途径。
五、结语
大学生人文科研素养的培育是一个系统工程,作为提高大学生人文科研素养的重要途径,重点实验室有着传统课堂教学无法比拟的优势。高校依托重点实验室,从科研实验的“知识、能力、素质”培养着手,注重培养学生的人文精神、探索精神、科学思维、创新能力等。我们要进一步借鉴国内外大学在依托重点实验室培养大学生人文科研素养过程中积累的经验,不断探索和实践,以期构建完善的大学生人文科研素养培育体系。
参考文献:
[1]陆凌云.关于大学生科研训练计划的探讨[J].高教研究,2007,01):60-61.
[2]洪早清.关于本科生科研的思考[J].高等理科教育,2002,(5):102-104.
[3]庄军,等.大学生科研能力培养模式探索性思考[J].高等函授学报自然科学版,2004,18(5):11-16.
[4]于泽,樊世清,等.谈如何指导大学生科研训练计划(SRTP)[J].高校讲坛,2008,(26):137.
[5]王章忠,皮锦红,巴志新.材料科学与工程专业应用型人才培养的思考[J].南京工程学院学报,2007,(3):37-40.
关键词:科研平台;德育素质;创新能力;研究与实践
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0247-02
大学生德育素质与创新能力的融合是时展的需求,是21世纪高等教育的必然趋势。高校科研平台作为推动我国科技发展的重要研究基地,吸引、培养人才的基地和国内外学术交流的中心,它具有技术集中、人才集中、课题集中多种特点和优势;同时,其工作性质决定其研究与自然、社会距离更近,教师与学生之间距离更近,是对大学生德育素质与创新意识、创新思维和创新能力融合培养的最佳场所。近年来,我们依托天然产物研究与利用湖北省重点实验室(三峡大学)科研平台进行了实施大学生素质教育与创新能力的研究与实践,通过近三年的实施取得了较好的效果,现总结如下:
一、明确平台功能,树立德育素质与创新能力培养相互渗透新理念
当前本科教育中德育素质与创新能力的融合缺少有效载体,是导致当前高等教育中创新能力与德育教育失衡的主要原因。高校科研平台以其科技、人才和社会资源优势在本科生创新能力与德育素质培养中彰显其独特的魅力。在实施过程中,我们打破传统教育模式,依托科研平台,建立了全程参与,整合培养新体制。通过平台教师全员参与对学生的管理,做到全方位育人、全过程育人、全心身育人;通过召开大会、老教师和学生自我介绍、参观实验室、学习实验室规章制度、面对面谈心等建设良好的师生关系。平台教师除了负责指导学生的具体科研项目外,从学生的思想动态、科研设备分配、学术讲座、文体活动、后勤生活等各个方面都安排专人负责,做到教师人人培养学生,学生事事有人培养。通过团队统一管理,教师与学生、教师与教师、学生与学生犹如在一个大熔炉里相互交融,德育素质与创新能力在管理活动中达到了共生互动,相同互通,相异互补。
二、开辟新渠道,促进德育素质与创新能力培养的相互渗透
科研平台通过开展一系列主题活动,以实践活动作为渗透德育教育与创新能力培养的载体,培养大学生综合素质。使创新意识、创新思维和创新能力的培养具体化,人文素养、公德意识、心理素质的培养客观化,教育形式趣味化,提高了大学生综合素质培养效果。(1)开展丰富多彩的读书活动,提高学生人文修养:通过阅读历史书,弘扬爱国主义精神;阅读励志书,强化以集体主义为核心的价值观念、道德观念及奉献精神;阅读文学书,净化心灵,陶冶情操。(2)开展学生自主管理活动,提高自身管理水平:让本科生参与科研平台管理把自己当作平台的主人,充分发挥主观能动性,在日常管理过程中通过不断地发现问题、解决问题,提高自身的管理水平。(3)开展社会实践活动,增强社会责任感:利用假期组织大学生到东阳光集团、宜化集团、人福药业、神农架聚能药业等企业参观学习,让大学生在实践中接触社会、了解社会,培养大学生严谨、务实、多思的良好品德,增强对国家的使命感和对社会、对他人的责任感。(4)开展主体实践活动,催生个性成熟:将科技创新与德育教育有机结合,重视培养学生适应市场经济发展的人文素质的教育。重点实验室在开展“产、学、研”合作的工作中,有目的要求学生以科技创新、产品开发和“挑战杯”活动的方式参与到相关企业的管理和产品开发活动,培养学生适应市场经济的能力。(5)注重毕业实习指导,全面提升创新能力和德育素质:本科毕业实习是学生创新能力培养、德育教育最佳整合期,也是学生综合素质培养的关键时期。我们通过科技的研究活动,培养学生追求真理、坚持真理的精神,养成一切从实际出发、实事求是的科学态度和工作作风,从而实现科研创新能力和德育素质的全面提升。
三、构建科研平台内部考核与社会评价结合的机制
我们对学生在实验室学习和科研期间的表现,从科研、管理和社会活动等方面进行综合考核,检验实验室实施科学精神与德育素质培养效果。科研上,学生的科研的成果为考核指标之一,同时对学生在科学研究过程中的具体表现也进行考核,指标包括科学态度、科研成本、学习能力、工作效率、仪器设备和低值耐用品使用的完好率、团队协作精神等。管理上,主要考核学生参与实验室公共财产管理、安全卫生管理、考勤管理和对实验室建设的建议与思考等。社会实践活动考核学生参加活动的主观能动性、活动的效果等。实验室对学生的考核改变单纯通过理论考试评价学生能力的模式,以实践工作能力考核为主,注重学生全面素质的提高。同时,引入社会考核内容,对在实验室走向社会的学生,通过对其社会竞争力和用人单位满意度以及学生对实验室人才培养模式的反馈调查,评价实验室对人才培养的社会价值与意义。通过100份问卷调查,我们科研平台推行创新能力与德育素质融合的培养模式受到社会和毕业学生的一致好评,用人单位对实验室培养的学生满意度达到92.5%,毕业生对培养模式满意度达到100%。用人单位对实验室毕业的学生评价为优秀的包括职业道德,事业心、责任感,团队协作精神,创新能力,知识能力,实践动手能力,认识能力。社会评价客观反映了科研平台将德育素质与科学精神融合的培养模式,能够培养出适应社会需求的全面发展人才。
四、依托科研平台培养大学生德育素质和创新能力的培养效果
近3年来,我们通过“科研平台―团队统一管理为主导―创新能力与德育素质教育并重―活动式教育为载体―内部考核与社会评价结合”的综合素质培养模式,先后培养本科毕业生38人,有7人获得湖北省优秀学位论文,发表研究论文20篇,其中SCI论文2篇;接受大学生科技创新小组17个,培养科技创新学生45人,培育出科技创新团队8个;指导的学生先后获得了湖北省大学生化工设计创业大赛、湖北省“挑战杯”大学生创业计划竞赛、湖北省人福科技“挑战杯”大学生创业计大赛、三峡大学“挑战杯”创业计划大赛等诸多奖项;学生参与申报成功国家级项目2项,省级项目3项。申报专利5项。协助完成课题鉴定3项,获得湖北省科技进步三等奖2项;通过主体活动提高了学生的综合素质。毕业生在社会各岗位的综合实力和竞争力及用人单位满意度明显提高。
五、体会
通过开展“科研平台―团队统一管理为主导―创新能力与德育素质教育并重―活动式教育为载体―内部考核与社会评价结合”的大学生综合素质培养模式的实践活动,使我们深刻认识到提升当前大学生的德育素质和创新能力的重要性和紧迫性;高校的科研平台对培养大学生的综合素质和创新能力有着不可替代的优势和作用。
参考文献:
[1]庄明珠,陈闽军,刘玉敏.发挥科研平台优势,努力培养创新人才[J].高等工程教育研究,2005,(5).
[2]张桂春,张萍,刘新海.大学生素质教育中如何培养创新能力[J].科学教育,2005,11(6).
[3]费正东,屠美玲.科研平台反哺教学探索与实践[J].教学研究,2012,35(4).
[4]王莉,韦革宏.浅谈科研平台在创新型人才培养中的作用[J].高校实验室工作研究,2011,108(2).
[5]张泽民,李伟,张秀香等.如何利用科研平台培养大学生创新能力[J].河北软件职业技术学院学报,2011,13(2).
【关键词】动物学实验;大学生;科研
大学生进入高等学校后普遍存在着没有学习目标、懒散、缺乏学习动力的现象。面临考试也只是临时突击、临阵磨枪,对知识的掌握是学完就忘,没有达到高等教育有目的----由应试教育向素质教育的转变。实验课是最能调动学生兴趣和积极性的课程,它能将课本中讲的理论知识应用于实践中,因此大学要特别重视实验课程的作用。通过实验教学巩固课本知识,通过实验教学与科研项目相接合来培养大学生的科研素质,为大学生走向社会及进一步深造打好基础。笔者几年年中,为了加强学生的科研素质,充分利用寒暑假实验室的闲暇时间,发挥实验设备潜力,组织学生制做试验材料,开展科研试验,对学生进行科研素质教育。
一、兴趣是培养科研素质的前提
兴趣能够使大学生由被动学习变为主动学习。有了学习兴趣,才能最大程度地发挥学生的对知识学习的潜能及创造发明能力。培养动物学实验兴趣,调动学习积极性,是培养科研素质的关键环节[1]。首先在开展实验课前提出科学问题,让学生带着问题开展试验,正如爱因斯坦所说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上的或实验上的技七而已。而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”例如:在实验过程中,操作步骤的不同或不规范,就会出现不同的结果,从而激起了兴趣,在实验前要做好充分准备,查阅相关文献资料,实验过程中请教老师、同学,对实验结果应当分析、对比、讨论,撰写实验报告等。这种方式增强了学生的学习主动性,激发了学习的热情,也增加了对科学研究的兴趣。另外,让学生自己准备实验材料也是激发学习兴趣的良好方法。我们《动物学实验》经常会使用一些活体的动物作为实验材料,这些实验材料在自然界是普通存在,让学生自己去捕获,自己去扩群培养,即增加了学生的学习兴趣,又节约了实验开销。
二、参与科研试验是培养科研素质的核心
科学研究不同于以往的学习,一个科研项目涉及的并不是一门学科的知识,它可能是多种学科知识的综合[2]。例如在进行果蝇脑电波的研究中,首先学生需要学习文献检索方法,在大量查阅中、外文文献的基础上确定自己的实验方案,实验方案的制订要反复论证可行性、科学性及逻辑性,这中间可能涉及动物生理学、细胞生物学的知识,在试验结果得出后要开展试验数据的整理,这涉及到统计学方面的知识。所以科研素质是大学生综合知识和能力的培养,参与科研试验是培养科研素质的有效方法。
三、团队协作是培养科研素质的必备条件
《动物学实验》中有对各个门的代表动物解剖的内容,这一部分内容需要各个实验小组成员配合完成,有同学操刀,有同学辅助,有同学记录,是训练学生团队精神的良好环节。另外,《动物学实验》配有野外教学实习环节,这一环节需要各个小组配合完成,小组成员各有分工,有人负责土壤中动物标本的采集,有人负责小溪河流中标本的采集,有人负责树上标本的采集,即使个人能力再强,也难以担当大任,这使得学生认识到只有取长补短,互相配合,才能完成任务,提升团队的成绩[3]。在科学发展史上许多成就的取得都是团体努力的结果,依靠自己单打独拼的时代已经过去,科学研究需要科学团队,因此团结协作精神成为科研素质培养的必备条件。
四、实事求是是科研素质的要求
在科学研究中,我们经常会遇到试验没有达到预想结果的状况,实事求是就成了一种重要的科研素质,也许不一样的结果是一项新的发现,但是如果撰改试验数据,不仅不能得到真实的结果,丧失新发现的机会,也违背了科研人员的基本要求。《动物学实验》课程一般是验证已知的实验结果,培养实验基本操作能力,但是并不是每个人都能验证出一模一样的结果,因为步骤的差异,个人操作的差异,都会造成实验结果的不同,这时候实事求是是必须要做到的,可以和老师同学一起讨论这种差异的原因,而不是直接写上老师的实验结果。目前很多高校有大量的学生可以参加的科研活动,象大学生创新项目、大学生挑战杯活动、大学生一对一导师活动,大学生利用寒暑假参加动物学相关的科研活动,科研试验的结果是未知,必须保持这种结果的真实性,才能推动科学研究的发展。
五、结束语
通过《动物学实验》课程结合科研活动,从一定程度上巩固了学生的专业知识,加深了对理论知识的理解,掌握了新操作技能和知识,开阔了眼界,增强了科学研究的兴趣,提高了大学生分析问题和解决问题的能力,培养了大学生团队协作精神和实事求是的态度,也使学生的综合素质得到了提高,培养了大学生的科研素质,为大学生进向社会,及进一步深造学习提供了基础。
参考文献:
[1]杨久义,王会君.挖掘物理化学实验潜力培养大学生的科研素质.实验室科学,2005.5:28-29.
[2]霍霞,徐锡金.浅谈大学生科研素质和创新能力的培养. 医学教育,2002,1:7-8.
[3]张凤英,颜贤仔,汤凯洁.改革实验教学,培养学生的科研素质. 江西农业大学学报:社会科学版,2002,4:181-184.
关键词:学科交叉 教学 科研素质 培养
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0089-02
理科是工科的基础,没有强大的理科就没有强大的工科,这一经验已为世界大学办学实践所证明[1]。理科和工科学生之间的最大差别在于对知识的应用能力,而科研正是知识应用的重要前提与体现。理科向工科延伸,同时工科又向理科延伸,两者相互渗透,相互促进[2]。科研能力的强弱对于本科毕业生今后的职业发展有着不容忽视的作用,所以无论是工科还是理科在本科培养期间除了正常的教学内容以外,都应该加强以下几方面的教学工作。
1 本科教学的同时为学生营造科研氛围,增强学生对科研的兴趣
理工类大学中的本科教育使学生由全方位的基础知识学习转向了较强的专业化知识学习,也是学生的专业兴趣培养与专业技能学习实现的关键时期。无论是工科学生还是理科学生都应该注重此阶段学习过程,这是专业基础理论知识最初的积累时期。
为了能使本科生在专业科研方面有所成就,在教学中不断地培养学生的科研兴趣是最关键的一步。只有不断地运用所学的专业知识进行科研才能有创新,而创新能力是生产力中人的因素的最高体现,培养创新素质、提高创新能力已经成为人才培养的核心内容和重要目标[3]。本科教学期间学校先后安排了专业相关基础课程与专业课程的学习,在科研氛围营造方面还应该加强。如可以定期聘请相关的科研专家、业内资深人士、外国学者作学术及生产实践报告,是学生获悉目前所学专业研究进展和科研难题以及生产实践中面临的技术难关,由浅入深的为学生提供与所学专业科学研究成果及应用实践面对面的机会,激发学生对所学专业科学研究的兴趣;在专业课程授课中适当增加科研方向介绍相关内容,进一步引导学生对科研的了解,培养学生对科研的兴趣。
2 加强学生基础计算机语言编程与实现能力
计算机语言程序课程已经成为大学本科教学中不可缺少的课程,并且被纳入国家考试范畴。但是理工院校的非计算机专业更多的还只是停留在为考试而学习的状态,更需要加强的还应该是实际应用的能力。随着科技现代化的不断实现,计算机程序已经应用到各行各业。学生掌握计算机语言类课程的程度将直接影响到计算机在其专业领域中的应用[4]。而在科技创新与研发中通常对计算机编程能力要求较高,熟练应用计算机编程技能,对于科研工作的顺利开展有着不容忽视的作用。
具体来说,目前教学别是工科类主要以教授方法理论与应用软件等为主,虽然学生对所学方法很熟悉,也能够推导相应的公式,但如何将算法在计算机中编程实现的能力相对较弱。所以在本科教学中应该提高学生对所学专业方法的计算机编程实现能力。当然,计算机语言种类的培养还要在所学专业基础上进行选择。例如,在地球物理学相关专业中,Fortran语言是较为常用的编程语言,而在其他理工专业有可能有偏向于C语言或者Matlab语言等,应该根据本专业需要进行相关调整,不能一概而论的授一种计算机语言。所以分类选课、分类教学增强学生对计算机语言的实用能力,势必对今后的继续深造及出色工作起到重要的作用。
3 本科阶段培养学生的科研创新能力
知识更新周期的缩短,社会职业流动性的加快,大大提高了社会对高校人才培养的要求,社会需要更多具有高素质的创新型人才[5]。科学技术研究工作的重要意义在于除了巩固原有的技术成果之外,还要在已有的基础上不断的创新。科研素质的培养需要以创新思维为基础,而创新不但需要以大量的专业知识为源泉,还要有实现创新的条件。本科教学期间专业课本中学到的知识大多为专业的基础知识,甚至有些科目的知识已经是很早以前的专业科研成果,这就需要我们在教学中要注意所教授知识的更新换代,应该保证在学生学到最初专业课程基础知识的同时,也要了解本专业较前沿的科研成果。现代大学需要进行知识的创造[6]。
教学中可以通过提供最新科研成果等方法,为学生提供最新知识来源。创新正是在既有的先进科研成果之上提出的新的想法,这种想法需要有实现的条件,这需要专业教学期间增加学生对专业知识实践的课程,通过实践来提高学生的创新能力。为学生的创新想法提供实践的条件,增加由本科学生参与完成的科研项目。真正具备科研创新能力的毕业生,在今后从事专业相关工作中,特别是在继续求学或者科研工作中更能做到得心应手。
4 大力拓宽理工类本科学生的专业知识面
在人才培养中,应将知识的传授和能力的培养以及全面的发展结合起来[6]。素质是以人的先天禀赋为基础,在后天环境和教育影响下形成并发展起来的、相对稳定的、基础性、本质性的身心品质特征[7]。在大力提倡大学教育中培养全面发展的高素质人才的同时,更不应该忽视对所学专业的知识拓宽。一方面,在当前本科毕业生难于就业的巨大社会压力下,已经有大部分本科学生首先考虑加入了考研队伍。而科研能力的培养已经成为目前研究生培养中的一个重要指标,研究生科研能力的培养正是通过在本专业领域掌握见识宽广的基础理论来实现的[8]。可见,在本科教育期间就注重知识面的拓宽对今后继续深造的作用不一般;另一方面,随着科技的不断进步,各企事业单位也加快了对新技术的应用进程。仅靠在专业知识课堂学习的内容不足以应对在今后工作中的各种工作任务,这就需要本科生在大学学习阶段就接触更宽广的知识面。
理工类院校可以通过在本科教学阶段适当增加更多课程,如可以互通有无,在工科类教学中设置一些理科类课程,在理科类教学中设置一些工科类课程;在大学三年、四年级的教学中设置更多的选修课,让工科类和理科类学生有更多的机会接触对方学科方面的知识,为将来深造及工作打下良好的知识基础,缩小工科类和理科类学生由于专业性质不同导致的科研素质差异。
5 强化专业英语的听、说、读、写能力
目前,理工类大学教学中都设有专业英语课程,但教学强度及完成的目标并没有达到预期的效果。专业英语交流能力与专业英语读写水平仍有待提高。科学技术与国际接轨的过程中需要当代专业人才能够迅速的运用和掌握国际前端高科技成果,而英语正是这些高科技文献材料的表述媒介。在专业英语阶段的教学,应加强教学过程的交际化,培养学生专业范围内用英语进行口头或笔头的交际能力。[9]
(1)本科生毕业后在理工类科研院所深造或者在专业前沿单位工作的过程中,必然会面临出国或者在国内与外国相关行业专家进行专业技术知识交流的情况,只有深厚的专业英语知识基础才能满足这方面的需要。(2)在实际科研与工作的过程中接触英文文献及个人发表科研论文,尤其是高水平的英文论文已经成为重要的工作内容之一。特别是基础科研类,如果专业英语的水平不够,必然导致撰写和发表英文科研论文的表述能力不强,在竞争中必然落后于人。基于此,在理工类本科教学过程中就注重专业英语的听、说、读、写能力的教学,必然为将来的继续深造以及从事高科技工作打下良好的基础。
综上所述,理工类高等院校通过注重提高学生科研能力培养,一定能够为国家培养更多更好、更高素质的科研人才,毕业生也必定能够适应当代科技迅猛发展的大环境。科研素质的培养能够使理工类高等院校及其培养的高素质人才在科技时代大潮中处于不败之地。
参考文献
[1]陈志荣,梁方楚,朱灵.工科院校的理科专业建设与实践教学环节研究[J].宁波工程学院学报,2011,23(2):102-104.
[2]张建林,田巨平,殷先洪,等.对工科院校理科学科建设几个问题的思考[J].武汉科技学院学报,2004,17(5):92-97.
[3]王文文,陈子瑜,王金良.为工科学生开设理科模式基础物理学的探索与实践[J].物理与工程,2009,19(3):45-47.
[4]边小勇,盛玉霞.计算机语言类课程教学法研究与实践[J].学科建设与教学研究,2007,12(3):34-37.
[5]芦新宇.理工科大学生科研能力的训练模式及其评价研究[D].大连:大连理工大学,2007.
[6]李北群.素质教育与现代大学的使命[J].中国高教,2007(6):22-25.
[7]李之群.素质及素质教育再探析[J].湖北成人教育学院学报,2010,16(1):11-16.
关键词:数学实验;课程;素质培养
南京邮电大学自1996年以来,一直坚持开设数学实验课,已经进行了许多的尝试和探索,积累了一些经验,取得了一些教学成果。
多年来,我校坚持面向全体理工、经管类大学生开设数学实验必修课程。开设这门课的目的,一是让学生学会独立使用各种先进的计算工具和信息传播技术探索解决一些典型数学问题的方法; 二是培养学生的创新能力。传统的大学数学教学在教学内容、教学模式、教学方法、教学手段上都难以适应新形势,尤其是在课程体系和教学内容上,先进的数学学科前沿与陈旧的基础课教学体系和内容的矛盾;各学科应用数学技术的急需性与教学内容对应用的不直接性矛盾更加突出。在充分调研的基础上,为加强数学应用,我们把开设数学实验作为教学改革的重点。突出基础、加强应用、注重实验、优化整合、分类处理,将大学数学中的高等数学、线性代数、概率统计与数学软件有机结合,补充现代数学中与信息有关的数学方法和应用实例,使教学内容具有针对性、交叉性和实用性。开设数学实验必修课,数学建模公选课,突出基本理论和应用两个方面。自我校开设“数学实验”和“数学建模”课程以来,一直受到学生普遍欢迎。本文就数学实验在大学数学教学中的地位、作用以及数学实验教学内容和方法等方面,结合我们的具体教学实践谈个人的一些认识。
一、数学实验在大学数学教学中的重要作用
大学数学教育的重点在于培养大学生掌握必要的数学知识,应用数学理论与方法解决实际问题的能力。传统的教学方式注重理论性的数学指导,缺乏实践的动手操作能力的训练。教学方法往往是以课堂为中心,采取灌输式教学方法,教学手段单一,重理论轻应用,不注重学生创造性思维的培养,缺乏激励学生创造性思维培养的有效机制和教学环境,使数学应用于实践难以实施。数学实验与数学建模课程的开设大大地改变了这种状况。数学实验对于培养学生的能力与素质有以下作用。
(1)数学实验可以提高学生学习数学的积极性。数学实验通过数学软件的使用,对一些现象进行演示,可以使学生对其有直观的认识。数学软件的可视化功能可使学生的思维形象化,可操作化,从而改变数学抽象的内容,使晦涩的数学理论变得生动而有趣。通过实验验证某些数学定理,可以使学生深入认识数学规律,激发学生学数学的兴趣。特别通过对实际问题的分析,建立数学模型,并使用计算机解决问题,使学生感受到数学在实际中的应用,体会使用数学理论方法解决实际问题的快乐,大大提升学生学习的成就感和学习动力,使学生由被动地学数学变成主动地用数学。数学实验实际上是由学生自己动手,用“玩”计算机的方式去解决几个实际问题,亲身体验用所学的数学知识去解决实际问题的过程。实践证明数学实验可以促成数学教学的良性循环,即参加数学实验愈多,则愈感到自己数学知识的不足,那么就愈要学习更多的数学知识充实自己。如此,就激发起了学生学习数学的积极性。
(2)数学实验可以提高学生的理论水平和实践能力。数学实验的客观性便于验证数学理论的正确性,其直观性使学生更好地接受数学理论,掌握数学规律。学生通过自己动手分析问题,建立数学模型,利用数学软件和计算机编程,最终得到结果,学生的实践能力得到很大程度的提高,增强了学生学好数学、用好数学的信心。在数学实验的思考、完成以及对实验结果分析的全过程中,学生能更好地理解和正确应用数学理论和方法,学生的理论水平和实践能力得以大大提高。
(3)数学实验提高了学生的综合素质和创新能力。在通过数学实验解决实际问题的过程中,学生不仅学到知识,提高了动手能力,有利于培养独立思考的习惯,增强探索精神和创新意识,同时也培养了他们坚忍不拔、积极向上的精神。许多实际问题的引入,开阔了学生的视野,分组实验中解决问题的过程也培养了学生的团结、协作的团队精神,有利于学生综合素质的提高。
二、数学实验教学内容与教学方法改革
1.数学实验的概念
以问题为载体,以计算机和数学软件为工具,以学生为主体进行的学习数学知识,应用数学方法解决问题的实践探索活动,统称为数学实验。数学实验把数学知识、数学建模和计算机应用有机地融为一体。它通过使用计算机以及数学软件解决实际问题的过程,进一步学习数学或应用数学,激发学生的学习兴趣,培养学生的探索能力、动手能力和应用能力,有效地提高数学教学的质量。
数学实验开设存在的问题
(1)师生对数学实验课开设的重要性和实际意义认识不足,因此导致一些学生学习兴趣不高、学习自主性不强、学习目的不明确,而一些教师也是为了完成教学任务而处于一种被动应付的状态。
(2)由于数学实验课是一种实验性课程,因此必然要采用合适的数学软件作为实现该课程实验内容的工具。而目前数学软件有好几种,且都有各自的优点和使用范围。因此,选取合适的数学软件将有利于数学实验课的开设和学生动手能力的增强。
(3)由于数学实验涉及的是一种新型的教学模式,与普通的教学课程和实验课程在内容安排和课程设置上都不尽相同。目前开设数学实验课的教师很多仍采用普通的授课方式及教学方法,这显然不适合课程的要求和目的。因此,怎样合理设置课程也成为任课教师深思的问题。数学实验课程的开设是大学数学教学课程体系与教学内容改革的重要内容之一。基于大学数学教学课程体系与教学内容改革的实际,我们的目标是: 将数学实验课程融入大学数学主干课程体系中。在大学数学的教学过程中,通过数学实验,使学生进一步加深对数学理论和方法的理解,培养学生运用计算机解决实际问题的能力。
2. 体系改革,内容优化
数学实验课是我校多年来坚持面向全体理工、经管类大学生的一门必修课程。开设这门课的目的,一是让学生学会独立使用各种先进的计算工具和信息传播技术来探索解决一些典型数学问题的方法。二是培养学生的创新能力。原大学数学教学在课程设置( 高等数学、线性代数、概率论) ,教学内容、教学模式、教学方法、教学手段上都难以适应新形势,尤其是在课程体系和教学内容上,以下矛盾更为突出。(1) 先进的数学学科前沿与陈旧的基础课教学体系、教学内容的矛盾。(2) 各学科应用的数学方法与教学内容的不直接性的矛盾。经过大量的调查研究、综合论证,我们把开设数学实验作为改革的突破口,以突出基础、加强应用、注重实验、优化整合、分类处理为指导思想,将大学数学原来所开设的高等数学、线性代数、概率论进行结构重组。精选教学内容,补充现代数学中与信息学科有关的数学方法和应用实例,使教学内容具有针对性、交叉性和实用性。在教务处的支持下,在大二全年开设全校性的大学数学实验(B),而数学类专业学生开设数学实验(A),并在全校开设数学建模公共选修课。突出基本理论和应用两方面,打好连续量、离散量、随机量、数学应用等四大基础,实现数学与计算机、数学与信息科学、数学基础与数学前沿技术三种结合。
3. 突出基础加强应用注重实验
大学数学课程体系和教学内容,突出对连续型变量、离散型变量、随机型变量中最基本最常用的数学知识、方法以及逻辑推理能力的培养,提高学生的理性思维素质,加强与计算机的结合,突出应用能力的培养。一方面继续突出基本计算的训练,使学生系统地获得微积分、线性代数、概率统计的基本知识、基本理论和基本方法,另一方面通过数学实验把数学软件引入数学教学,实现数学与计算机、数学与实际应用的结合,注重学生分析问题、解决问题的能力培养。 突出基础、注重实验、加强应用,既有利于高等教育大众化形势下大学生的数学素质、能力的培养,又兼顾到部分学生进一步提高数学理论基础与应用能力的需要。突出基础,首先体现在实现以下的培养目标:知识层面: 掌握必备的数学基本知识,即微积分、线性代数、概率统计等课程内容。基本思维训练层: 培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力等基本思想方法。创造性思维层: 通过数学实验与数学建模训练,培养学生的创造性思维能力。具体要求是掌握处理连续型变量、离散型变量、随机型变量的基本方法等数学基本知识; 抽象思维能力、演绎推理能力、归纳综合能力等数学的基本思维能力;具有把实际问题抽象成数学问题,并提炼出数学模型从而解决实际问题的能力。数学建模能力:利用计算机及数学软件进行科学计算数值计算能力;具有一定的自学能力,能根据发展要求,及时更新知识,以适应社会、经济、科技的不断发展和需求,培养学生应用数学的意识和数学知识更新的能力,提高学生使用数学的兴趣和能力。
数学实验从问题出发,强调以学生自己动手、动脑为主,在教师的指导下用学到的数学知识和计算机技术,利用相关的数学的软件如: Mathematical、Matlab、Maple、Lingdo 等,解决一些应用问题。其意义不仅仅在于使学生掌握必要的数学知识,更重要的在于学生的独立参与,从而提高学生学习数学的积极性,提高学生对数学的应用意识,培养学生的动手能力、独立思考问题的能力和应用数学的能力。
为适应学生的个性发展,建立了开放数学建模实验室,让学生有机会选做一些自己感兴趣的实验,以满足学生的求知欲。给学生一个自我发挥,展示才能的机会。从1997年起,组织了学生参加校内数学建模竞赛及省内的大学生数学建模竞赛。
4. 数学实验课程体系的构建
建立基于网络平台的数学课程实验系统数学实验网络教学信息系统平台由教师教学系统、学生学习系统和教学管理系统三大模块组成。这些模块之间相互联系,相互配合,构成一个完整的基于网络平台的数学实验与数学建模实践系统。通过数学实验网络平台,教师在系统上实验题目,与学生进行在线讨论,或对学生留言进行网上答疑等。学生在网络上自由下载题目,学生可以在任何计算机上完成实验,或进行在线讨论,或通过留言方式在网上提交问题,完成实验后直接在网络上提交程序,实验结果及实验报告,实验题目可以限时完成,也可以不限时完成。教师可以对学生的实验报告进行浏览、批阅。系统可以扩展成网络教学平台。相对于封闭的传统教学模式而言,网络化教学突破了时间、空间的限制,做到了信息渠道的畅通无阻,它体现了以学生为本,因材施教的思想,促进了学生创新意识和创新能力的培养。
三、几点体会
(1)开展“认识―训练―创新”递进式实践教学体系的创建与实践,逐步形成了新的实践教育教学理念:一是坚持全面、协调、可持续发展,树立科学的发展观。二是坚持以人为本,树立科学的人本观。三是坚持“育人为根本,质量是生命”,树立科学的质量观。四是坚持创新能力培养和全面素质教育,树立科学的成才观。
(2)要科学合理地安排教学,按照基础型、提高型、研究创新型三个层次,形成“理论与实践相融合,以实践教学为主;基本技能培养与创新能力培养递进结合,以创新能力培养为主;课内教学、课外开放与学生自我训练贯通组合,以学生自我训练为主”的实践教学模式。老师要精心设计,扎实推进,逐步深入,使学生能够在不知不觉中学习到数学知识与技能,学会分析问题与解决问题的能力。
(3)要高度重视实践教学团队建设,制定相应措施,鼓励高水平教师投入实践教学。建设实践教学与理论教学队伍互通,教学、科研、技术兼容,核心骨干相对稳定,结构合理的实践教学团队。逐步形成一支热爱实践教学,理念先进,学术水平高,教学科研能力强,熟悉实践技术、勇于创新的实践教学队伍是保障教学水平的重要力量。
(4)构建高水平、现代化多功能实践教学平台。深入开展数学课程的实践教学活动。抓好现代信息技术平台和实验室平台建设,为学生实践创新能力培养,提供了重要保障。
(5)要善于引导学生思考问题。老师要不断启发引导学生积极思考,充分发挥大学生的积极性、创造性,让学生的主要精力投入到数学实践中,不断挑战自我,就能取得意想不到的佳绩。
经过多年的努力,我们有理由相信,随着数学课程教学改革的不断深入和数学实验课程体系进一步完善,会使更多的学生受益于数学实验课程,并为全面提高学生整体素质发挥重要作用。
参考文献:
[1] 姜启源,张立平,何青等.大学数学实验[M].北京:高等教育出版社,2006.
关键词:大学物理实验 大学生 影响
大学物理实验是相对独立的一门课程,也是我们理工科学生重要的公共基础课。这门课程较为特殊,因其上课过程中既要求动手又要求动脑,而且每次实验课的课前预习和课后撰写实验报告任务繁重,却又有其独特魅力吸引着我们热爱做实验。我们知道物理知识已经渗透进各学科,物理的发展离不开实验。我们工科学生不仅通过实验课了解必要的物理知识,更通过物理实验的实践让我们了解了科学实验的基本方法和锻炼了我们的科学实验的基本能力,同时也促进了我们对物理知识的理解。本人的实验课经历了两个学期从基础实验到设计性试验,实验要求不断提高中个人实验能力也在成长。本文将结合自己的感受针对目前提高学生科学素养的理念谈谈该课程对大学生的影响。
1.大学物理实验有吸引力
一般的大学课程我们要不要学,一个与教师的课讲的是否足够吸引有关也与课程如何考核有关。普遍来讲大学课程的考核与每节课的效率关系不大,也就是这节课听懂没有与考核关联不大。这个导致什么呢?学生容易不重视课堂效率,上课睡觉,看手机或做其他事情。特别是手机的强大功能已经让课堂充满竞争,虽然老师采取多种做法提高课堂教学质量,但多少有了让学生多了怠课的选择。相对来讲大学物理实验课堂方式吸引力要大许多,理由之一是大学物理实验每次课堂任务明确,按时完成需要学生课堂的专注,对教师来讲规范课堂纪律也是容易的多。每次课堂我们首先担心的是今天能否在正常的时间完成任务。再者,大学物理实验的动手动脑,也是吸引我们的原因。每个实验有着不同之处,有的有些微妙的调节,比如我们刚学习了一个光拍法测量光速的实验,理论上的光程和相位能够理解,但在实际的光路的调节上各反光镜的角度对光路的影响让我们在实验中费尽力气。又比如在拉伸法测金属丝的杨氏模量的实验,通过光杠杆法测量微小长度变化时,在望远镜中找到像时是多少的兴奋!同学们的认真是真真的被实验吸引着。
2.大学物理实验提高了学生们解决问题的能力
大学物理实验要求我们能够正确记录和处理数据。在处理数据过程中有些数据多计算量大,有些直接计算麻烦,实验老师也许会给些建议给我们,但具体计算还得自己操作。在这个过程中我看到了很多同学采用了他们刚学的学科知识去处理数据,比如使用Excel或C语言编程来处理数据。在数据处理中我们不但提高处理数据的能力同时也是对我们的学科知识的应用和进一步学习。在实验中我们还有遇到各种问题,比如光程如何测量更加准确;我的读数如何更加稳定,这样的条件是否能够记录数据等等,有心的同学每个实验都是在面对和解决问题中完成实验的。比如在使用分光计测量三棱镜的顶角时同学们觉得调节成像原理简单但双面镜正反面成像的调节很难完成,实验后期有同学提出现在望远镜外观察成像再具体调节大大提高了调节效率。
3.大学物理实验激发了学生发现问题的能力
每个实验有明确的任务,如何完成以及实验过程哪些问题要考虑,哪些因素引起误差较大,数据如何处理,这是同学们面对每个实验时都要涉及到的。而每位同学的仪器是单独的,独立的实验面对的问题不一样,有比较就有发现。比如,在显微镜的读数问题上,我们的老师给了我们关于显微镜在没有完全零刻度对齐的问题时记录数据笼统的方式。而我们班上的一位同学提出异议,因为各人的零刻度没对齐的程度不一样,在读数时的如老师的方式会有错误,他证明了自己的方法更有效。由于实验报告要求对实验的误差进行定量分析,在实验过程中我们必定得找到引起误差的因素,再在这个基础上获得数据。比如在测定气体的热导率实验中我们发现钨丝的阻值不同对结果的影响较大,那怎样的阻值才是好的条件呢?这个是我们在实验中思考的。还有我们物理实验室的实验仪器虽然有限,但同一个实验能做的实验或测量的数据有多个,比如上面我们谈到的光速测量仪,不仅仅是测光速,还有液体的固体的折射率也可以有效测量,但对固体的折射率的测量却又不太方便,这个可以在试验中感受到为什么测量固体折射率不合适。
4.大学物理实验培养我们良好的实验习惯和严谨的科学作风
大学物理实验每次课的目的明确,其始终贯穿着实验原理理解,仪器的熟悉,如何解决问题,哪些影响因素要考虑到,在实验条件下的误差范围是可估测的等等。这些都要求我们的数据必须事实求是。合理的实验数据不仅体现在我们的实验对实验教师来讲是可预测的还在于我们最终计算的是否有合理的结果。比如我们做的一个常规实验:气体热导率的测量,使用外推截距法获得的数据稍有差别将对最终的热导率的求解影响是非常大的。而外推法的实验数据来自我们的实验,合理的记录数据这时显得尤为重要。当然在实验过程中也曾有许多同学想自己篡改数据蒙混过关,但最终有着“偷鸡不成蚀把米”的感受。比如也是在气体热导率的实验中不小心错过记录真空时电压和电流数据了,由于不想重新来一遍实验,就自己造数字,结果回去后发现这个造数字工作量也很大,不合理的数据一不小心就坏了整个所有数据。还有密立根油滴仪测油滴电荷的实验中,选择合适的油滴非常重要,在实验中这个工作需要足够的耐心。有同学急于结束实验任意选择了油滴,结果数据根本没法处理,因为误差过大。还有在牛顿环实验中显微镜朝一个方向移动,中间如果错过一组数据考虑到回程差的问题就得重新来一遍实验,很多同学试着想回转补回而不是重新实验结果可想而知。实验中老师言传身教的严谨的科学作风,我们在这个课上切身感受到。在实验中大到规范的实验过程,小到不确定度的有效数字位数,都是有严格规定的。我们从中也体会到只有遵从这个原则才能做好实验。两学期的实验课程下来我们从实验表面的有趣被吸引到内心里认识到做物理实验就得认真规范的实验操作,科学的记录数据和撰写合格的实验报告。
5.大学物理实验加深了我们对物理知识的理解
我们都可能有着同样的感受:物理是有趣的但是也是很难的。这样的感受原因不仅在于其离不开计算,需要我们有一定的数学基础。还有一个重要的原因:抽象难以理解。物理实验是物理理论的基础,理论的发展离不开物理实验。我们在实验过程中验证或者重复着前人的实验中不仅仅体会到物理实验的科学和严谨,更在实验中具体体会到各种物理知识。抽象的物理知识在实验中被具体化了,我们可以更好的理解这些概念和规律。比如油滴电荷的量子性以及所带电量,我们通过实验有了具体体会。在牛顿环实验中减小或增大光程差牛顿环向内缩进或向外扩长,我们在实验中有着非常深刻的体会。至于他们间的关系就能更好的理解清楚。关于为什么我们可以使用光速测定仪测液体的折射率,实验中我们更好的体会了光程和相位的联系。至于驻波的特点在声速的测量中我们有着明确的认识。每个实验有着实验原理,而这些原理具体在我们实验中所扮演的角色与那些数字有关,这是我们每个实验要明了的。比如杨氏模量是表征什么的物理量,与哪些因素有关如何测量等等。实验中我们有了很具体的认识。
6.大学物理实验让我们体会到了物理学对人类生活的影响
物理学历来是人类物质文明发展的基础和动力,历史上每一次的物理理论的进步都带给人类物质文明的巨大飞跃。比如电磁场理论的建立开创了人类的无线电时代以及由量子力学引起的微电子产业为人类生活带来了空前的改变。人们在享受这些物质文明的过程中能不能理解这些科技和物理学的关系?我们不能认为物理只是理论上的,它的存在改变着人类的物质文明和精神文明。我们每次的物理实验中验证着前人的实验也是对客观世界的认识,同时在解决各种问题的过程也是物理知识的应用。比如声速的测量采用了声波发射器和信号接收器将声信号电信号的相互转换;光速的测量采用了声光移频器获得具有较小频差的两束光达到目的。示波器是利用狭窄的高速电子束打到荧光屏上将电信号转换成直观的图像仪器。我们从实验中更加体会今天的理论是明天的产业应用的基础。物理学与社会的发展息息相关这并不是曾经的事情,而是一直会影响着我们的生活。而且将会以更快的速度对我们社会的文明带来影响。
7.结束语
大学物理实验其科学的实验方法,锻炼了我们的实验技能,提高了我们观察分析及设计等能力。在实验过程中我们的耐心和规范得到了锻炼和考验。在这里的所列举的对我们大学生的影响可能不能都涵盖到,每点也是以我们的实验内容为例总结的,但无可否认这是一门带来不一样体验的课程。也许有许多同学在实验课时因为繁重的任务有所抱怨,但实验中的示范和监督让我们学会高标准的对待该课程。实验和报告争取做到规范中我们的收获应该是其他课程不可替代的。这门课为我们理工科学生进一步的学习打下了好的基础。物理是充满魅力的,实验是其基础。理论的学习让我们因其深奥感到有些无力,但实验的趣味吸引着我们,让我们对物理有了重新的认识:科技是理论的应用,物理与社会的发展密不可分。物理不仅因为实验而精彩,更因其理论的应用改变着我们的生活而生机无限。
参考文献:
[1]竺江峰,鲁晓东,夏雪琴. 大学物理实验教程[M].北京:中国水利水电出版社,2011.
[2]盛正卯,叶高翔.物理学与人类文明[M].杭州:浙江大学出版社,2000.
关键词:数学实验;数学建模;素质教育;创新能力
数学是一门自然科学基础学科,自20世纪下半叶以来,数学最大的变化和发展是“应用”。数学几乎渗透到了所有学科领域,其作用也越来越大,不但运用于自然科学各学科、各领域,而且渗透到了经济、军事、管理以及社会科学各领域。事实上,当前社会发展对数学的需求并不只是对数学家和专门从事数学研究的人才的需求,更大量的需求是在各领域中从事实际工作的人善于运用数学知识及数学思想方法解决每天面临的大量实际问题,从而取得经济效益和社会效益。
高校中传统数学的应试型教学模式往往注重专业需要和偏重知识传授,主要课程如数学专业的数学分析、高等代数、解析几何、常微分方程等,又如理工科专业的高等数学、线性代数、概率统计等,内容均存在着重经典轻现代、重计算技巧轻数学思想方法等倾向。显然,这种体系不利于学生综合利用数学知识能力和创造能力的培养,严重阻碍了数学在社会实践中应起作用的发挥和数学本身的发展。因此,理工科院校的数学教学改革亟待解决在数学的教学过程中怎样培养学生学习的创造性,提高他们数学应用的能力。于是,开设数学实验和数学建模课程已成为高校数学教学改革的突破口,因为数学实验和数学建模不仅可以激发学生学习数学的兴趣,还可以提高学生解决实际问题的能力。
本文分析讨论数学实验和数学建模在理工科大学生素质培养中的重要作用,从而将大学数学教学模式由传统的过窄、过细专业造成的“专门化”和“小而全”的课程设计思想转变为课程设置厚基础、厚综合化,力求课程整体结构优化。
一、数学实验和数学建模
数学实验课是一门实践性很强的课程,它将数学理论、科学计算、数学软件以及数学建模有机结合,强化学生对数学理论的理解和应用。它通过使用计算机以及数学软件解决实际问题的过程,进一步学习数学或应用数学,激发学生的学习兴趣,培养学生的探索能力、动手能力和应用能力,有效地提高数学教学的质量。
数学建模是对客观事物进行合理的抽象和量化,然后用公式模拟和验证的一种模式化思维。建立数学模型是处理数学科学理论问题的一个经典方法,也是处理各类问题的有效方法,是数学应用于科学和社会的最基本的途径。数学建模所研究的对象是日常生活和工程实践中的实际问题,把这些实际问题转化成数学问题过程就是数学建模的过程。所以数学建模和数学紧密相连,也就是说数学本身自始至终充满了数学模型。
二、数学实验课程的意义和作用
数学实验能提高学生学习数学的兴趣和积极性。通过数学软件的使用,数学实验可以演示一些传统教学方法无法实现的知识内容,从而使学生对其有直观的认识。可视化的教学过程能使学生的思维形象化、可操作化,从而改变数学抽象的内容,使晦涩的数学理论变得生动而有趣。利用数学软件,验证某些数学定理,可以使学生深入认识数学规律,激发学生学数学的兴趣。特别是通过对实际问题的分析,建立数学模型,并使用计算机解决问题,使学生感受到数学在实际中的应用,使学生由被动地学数学变成主动地用数学。实践证明,数学实验可以促成数学教学的良性循环,即参加数学实验愈多,则愈感到自己数学知识的不足,那么就愈要学习更多的数学知识充实自己。如此,就激发了学生学习数学的积极性。
数学实验能有效提高学生的实践能力。数学实验的直观性使学生更好地接受数学理论,掌握数学规律。通过自己动手分析问题,建立数学模型,利用数学软件和计算机编程,学生的实践能力能得到有效提高,增强了学生学好数学、用好数学的信心。通过数学实验的思考、完成以及对实验结果的分析,学生能更好地理解和正确应用数学理论和方法,学生的理论水平和实践能力得以大大提高。
数学实验能提高学生的综合素质。在通过数学实验解决实际问题的过程中,学生学到了知识,提高了动手能力,更培养了独立思考的习惯,增强了探索精神和创新意识。实际问题的引入和求解,极大地开阔了学生的视野,解决问题的过程中也能培养学生的团队精神,最终提高学生的综合素质。
三、数学建模课程的意义和作用
高校作为人才培养的基地,围绕加快培养创新型人才这个主题,积极探索教学改革之路,是广大教育工作者面临的一项重要任务。正是在这种形势下,数学建模与数学建模竞赛,这个我国教育史上新生事物的出现,受到了各级教育管理部门的关心和重视,也得到了科技界和教育界的普遍关注。这主要是数学建模的教学和竞赛活动有利于人才的培养,特别是人才的综合能力、创新意识、科研素质的培养。也正因为如此,数学建模活动的实际效果正在不断地显现出来,“数学建模的人才”和“数学建模的能力”正在实际工作中发挥着积极的作用。
数学建模本身就是一个创造性的思维过程。数学建模的教学内容、教学方法以及数学建模竞赛培训都是围绕创新能力的培养这一核心主题进行的,其内容取材于实际,方法结合于实际,结果应用于实际。数学建模的教学和竞赛培训,为学生的探索性学习和研究性学习搭建了平台。数学建模的教学和竞赛,注重培养学生敏锐的观察力、科学的思维力和丰富的想象力,既要求学生具有丰富的知识,又要求学生具有较强的实践操作能力;既有智力和能力要求,又有良好的个性心理品质要求;既要求敢于竞争,又要求善于合作。数学建模真正体现了开发学生的潜能、培养学生的优秀心理品质以及积极探索态度的良好结合。在数学建模的教学与竞赛中,特别注重发挥学生的主动性、积极性、创造性、耐挫折性,特别是提倡探索精神、创造精神、批判精神、团队协作精神等。知识创新、方法创新、结果创新、应用创新无不在数学建模的过程中得到体现。实践正在证明,数学建模的教学与竞赛活动是培养大学生创新思维和创新能力的一种极其重要的方法和途径。
数学建模可以培养学生的科学精神和创新思维的习惯。创新是数学建模的生命线。无论是机理分析还是测试分析都是需要本着符合科学的精神去创新、去建立新的实用模型。在数学建模中,对给出的实际问题,一般是不会有现成的模型,这就要求我们在原有模型的基础上进行创新。面临新的实际问题,现成的模型是不能很好地解决的,这就要求我们进行创新,建立新的模型。学生在建模的过程中,科学精神和创新思维得到了培养。
数学建模可以培养学生的团队精神和语言文字表达能力。根据数学建模竞赛的要求,要对自己的解决问题的方法和结果写成论文,因此通过数学建模可以很好地提高学生撰写科技论文的文字表达水平;竞赛要求三个同学在短短的三天内共同完成建模任务,他们在竞赛中就必须分工合作、取长补短、,从而很好地培养了学生的团队精神和组织协调的能力。
四、数学实验和数学建模课程间的相辅相成
以实际的工业、经济、生物等问题为载体,以大学生基本数学知识为基础,在教师的指导下,采用自学、文献阅读、讨论、试验等方式,“数学实验”与“数学建模”可以实现一个相辅相成的教学过程。通过学习查阅文献资料、用所学的数学知识和计算机技术,借助适当的数学软件(即数学实验),学会用数学知识去解决实际问题的一些基本技巧与方法(即数学建模)。通过这个过程的学习,加深学生对数学的了解,使同学们数学方法应用能力和发散性思维的能力得到进一步的培养。数学建模与数学实验课程的融合教学能走出一条“从课堂到课外,再从课外到课堂”实践性教学模式,这样的教学模式必将深受学生欢迎,它的教学无论对培养创新型人才还是应用型人才都能发挥其他课程无法替代的作用。
参考文献:
[1]姜启源.数学模型[M].3版.北京:高等教育出版社,2003.
[2]肖树铁.数学实验[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]傅英定,成孝予,彭年斌,等.转变教育观念,培养学生创造性思维能力的研究与实践.电子高等教育的理论与实践[M].成都:电子科技大学出版社,2000:181-184.
[4]宿维军.数学建模活动对培养人才的作用[J].数学的实践与认识,2002,32(5):867-868.
[5]贾晓峰.大学生数学模型竞赛与高等学校数学教学改革[J].工科数学,2003,16(2):79-82.
[6]李心灿.在高等数学的教学中培养学生创造性思维的一些实践与思考[J].工科数学,1999,15(6):35-41.