兴趣分类小班教学制在人才培养过程中的研究

杨伟 刘竞一 刘琼

摘要：结合信息与计算科学教育实践现状，分析兴趣分类小班制授课对于创新性专业领域人才培养过程中的作用，发现了现今信息与计算科学专业课必修课设置不能满足信息类数学人才对于计算机类专业知识的需求等矛盾点，据此提出根据学生的兴趣爱好，由教师引领具体的方向开设兴趣分类小班制授课，进行兴趣创新教育体制改革，能够起到的有效培养专业性创新性人才，加强数学类创新型人才实践经验的效果。

关键词：计算数学；兴趣分类；小班制授课

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）39-0075-02

一、改革背景、目标、思路

1.改革背景。数学是一切科学的基础，数学教育在高校人才培养中占据极其重要的地位，如今面对日新月异的高科技领域的竞争，对数学人才的需求也与日俱增。大学生的数学教育，是所有专业教育和文化教育中基础且非常重要的一个方面。从而发展和改革数学教育，培养学生数学素养是培育和造就一大批具有创新精神和创新能力人才的至关重要的一个措施。当然，一个人的数学素养，不仅仅是掌握了多少数学知识，更重要的是看他能否善于思考，用创新性思维方式解决问题。信息与计算科学专业是数学学科中的一个重要应用方向，它是以信息领域为背景，数学与信息科学、计算科学相结合的交叉学科。对于全国开设该专业的院校来说，一般采用前三个学期学习数学类的专业知识，后五个学期的信息类的专业课知识。信息与计算科学专业作为近年来逐渐热门的专业，拥有一定的数学基础和信息类专业知识以及一定的数学建模能力，但是却存在就业方向不明确，专业领域技能不高精尖等问题。追本溯源，信息与计算科学专业的专业必修课对于研究的方向不明确，课业满足了最基本的要求，并没有对某些领域进行深入学习。导致学生对于专业中应用实践部分没有具体的规划和基本的了解，老师在大学培养人才过程中起着引领引导的作用，开设小班课可以让教师给学生的兴趣一个科普和某一具体领域的继续引导。面对以上的矛盾和冲突，兴趣分类教学模式的教学改革迫在眉睫。

2.改革目标、思路。为了使信息与计算科学专业的学生的就业方向以及未来深入研究方向更加明确，达成本科生在专业课学习的同时能够对某一具体领域的基本了解和深入探究，并通过讨论课小班制的教学模式能够锻炼到学生的创新思维和实践能力。拟采用兴趣分类小班制，让学生有选择的进行某一狭小领域的精準深入学习，和研究生学术的讨论课接轨，进行学科领域的资源共享，让通识课不再是简单的科普，将数学性质的具体方向和通识课的方式以及学生的兴趣结合在一起，让本科生尽早的培养创新能力和学术认知能力。从而进行高效具象的人才培养，最终达到教育改革的积极效益。

二、改革举措

1.建立健全计算数学专业领域的具体分支。通过初期的通识课模式为数学专业相关的课程，以计算数学为例，可以开设有限元计算、电磁波导体的应用等方面的小课，对于那些喜欢数学又偏好物理和计算的同学来说很合适。初期先通过通识课的形式科普，随后在本科生对于数学领域的课程有了一定了解的基础上再开始对学生有理论知识具体分支的引导和帮助，从而达到“师傅领进门”的第一阶段任务。

2.拓展和完善知识结构和体系，突破对传统专业课和课本的束缚。在教学中突破传统学科的限制，加强各学科之间的联系和拓展，基础课与专业课之间相互渗透，打好专业基础，为达到术业有专攻提供强大的保障，例如在讲解常微分方程解的存在定理应该强调PICARD迭代在函数逼近中的应用。诸如泛函分析的时候可以渗透数学分析实数理论中的对比。

3.强化计算机领域的知识，提高该方向的必修课比重。计算机的发展应用和学习为研究数学打下了深厚的基础。因此在信息与计算科学的教学过程中，要有意识地结合可以用到的计算机软件，进行双向的同步教学。且计算机软件技术和生活中的方方面面息息相关，加大计算机的比重同样也可以让计算数学的学生在就业前景方面有更好的选择。

4.给本科生兴趣选择的平台交流空间，开设兴趣小班制讨论课实现本科生向研究生的自然过渡。以湘潭大学数学与计算科学学院研究生学习为例，部分教师拟采用课题组的方式，根据兴趣像全院学生招募喜欢的课题方向，成立小班课，将本科生和研究生聚集在一起，进行该领域知识的共享和教授，通过这种方式，能够让本科生的获取的只是不是死板的通过所有人一起学的专业课。而获得了更有针对性的共享制学习，此种改革，成为信息与计算科学专业发展培养实践性、研究型、创新型人才的神来之笔。

5.培养学生的建模能力，并解决一些实际问题。数学建模即利用数学原理针对某一个实际问题建立合理的数学模型并利用计算机软件进行科学求解的过程。数学建模不仅仅是数学专业的学生参与的一项实践活动，有些工程建设中的实际问题，如大型水坝设计中的应力计算、航空发动机的涡轮叶片设计等，其基本的数学模型几百年前就有数学家建立了，然而由于计算工具的落后，在那时没法求解，所以信息与计算科学专业的学生参与数学建模更具优势。中科院院士李大潜说过数学建模是沟通现实世界与数学科学的桥梁与纽带，是数学理论走向实际应用的必经之路。随着科学技术的日益提高，数学建模即将渗透到工程计算的各个领域，对即将步入研究生的本科生们来说，也会极大程度的辅助兴趣分类制教学的学习。

6.加强专业实验的教学比重，加强对理论和实践的结合。信息与计算科学专业有几大专业课程，主要包括：Matlab与应用、数学模型课程实验、信息论基础、数据结构与模型、数据库原理与技术、数值计算方法等。上述课程均需要实验课来检验，但目前的实验课现状大多停留在对传统经典实验的验证，大多是将已有的理论直接下放给学生，缺少对创新能力的激发和培养，开设实验课的目的是为了让学生更好的理解理论并服务于理论，所以要培养学生大胆动手的能力，而渐渐弱化学生目前从书本上照本宣科的情况。

三、成果主要创新点

目前实践教学和理论学习的极不均衡发展使得对于计算数学专业的学生来讲，找准兴趣，深入发展显得尤为重要信息与计算科学实践教学环节除了实验还包含了课程设计、毕业设计、专业见习和毕业实习。毕业设计的过程中接触到的教学模式都是老师找准课题，老师告诉方法，老师的过多协助使得本科生在研究课题的过程中有极大的依赖性和被动状态。所以，兴趣分类制小班讨论课，使得学生拥有自主选择权，有兴趣为导向加之老师的辅导，便可使在某一具体的领域能够获得最大化的锻炼和学习。

参考文献：

[1]孙文兵，谢文平，杨立君.创新型人才培养的实践教学改革研究[J].当代教育理论与实践，2014，（2）.

[2]王高峡，唐瑞芬.再谈美国的微积分教育改革[J].数学教育学报，2000，（4）.

[3]郇中丹.对师范大学本科数学专业《数学分析》课程改革的几点意见[J].数学教育学报，2000，（2）.

[4]殷红友.计算数学专业数学基础课教学改革的思考[J].南京航空航天大学（社会科学版），2001，（4）.