基础数学教育如何面向科研

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  摘 要:数学作为一门基础学科,随着当今科技的迅猛发展,其地位越来越重要,因此,越来越多的研究生选择数学作为其专业潜心研究,但研究生的科研能力却出现了良莠不齐的现象。本文从研究生在从事数学相关专业的科研中存在的问题出发,既而分析数学科研工作者应该具备哪些能力以及现有基础教育方式对科研水平的制约,从而提出应该从根源抓起,在基础教育阶段提高学生各方面的能力为科研打下坚实的根基。最后本文对如何在基础教育阶段培养学生的科研潜力从教师教学方法改革,教师角色转变及政策扶持等多方面提出相应的意见和建议。
  关键词:基础教育 科研现状 科研能力 角色转变
  中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)11(c)-0037-02
  当大家都在极力寻找五次及五次以上方程求解公式的时候,年仅21岁的伽罗华却从理论上证明这样的一般性公式不存在。然而他对数学贡献不仅仅是证明了五次及五次以上方程求解公式的不存在性,而是发展了一套伽罗华理论,为现代代数学奠定了基础。在科技发展的今天像伽罗华这样的科研人才却少之又少,这不能不让我们深思。
  1 中国研究生数学科研现状及原因探讨
  近年来,随着高等教育大众化的进程,我国研究生招生规模以年均20%~30%左右的速度增长[1],这说明了我国对科研的高度重视,但快速发展的背后也普遍存在着一些问题。
  1.1 数学科研面临问题
  (1)缺乏科研热情。近几年来,随着大学生就业形势日趋严峻,加之来自社会和家庭的双重压力,为进一步提高自身素质,缓解就业压力,很多大学生“被迫”选择了读研,走上了科研的道路。俗语说,兴趣是最好的老师,但并不是每一个考上研究生的学生都具备良好的科研素质,其中不乏有对数学不感兴趣的学生。他们对待数学问题的思考浅尝辄止,遇到困难便选择放弃,不能持之以恒的不懈奋斗。同时迫于生存的压力,投身数学理论科研的热情往往被金钱的诱惑所湮灭。
  (2)缺乏创新能力[2]。长期以来,中国的年轻学子其智商和学习能力在国内外都一直享有盛誉,然而在创新能力方面则经常受到怀疑,事实上情形也是基本如此。科研创新能力是对未知世界的探究能力和发明新事物的能力,是科研能力的核心部分。但部分学生缺乏发现问题提出问题的能力,在科研过程中只是追寻他人的足迹,做出部分改进的成果,甚至在选题过程中找不到题目可做,过分依赖导师分配题目。这也是我们能做出近乎完美的“盗版”,却做不出惊天动地的“原创”的根源所在。
  (3)逻辑思维能力有欠缺。部分学生在学习基本理论时,只是死记硬背,而不能在大脑中形成自己的知识体系。在思考相应的问题时无法及时检索出需要的知识和已有结果,容易在科研的过程中走弯路,甚至“误入歧途”。同时,思考问题不够全面,有可能因为忽略对某一因素的考虑而全盘皆输。
  (4)论文写作能力及口头表达能力欠佳。把自己的思想和理论成果系统的借助语言去准确地表述也是每一个科研人员所必备的素质。数学是一门深奥晦涩的学科,不同的分支之间有联系又有其各自的特点,如何将自己的成果准确的表达给同行及行外人士显得尤其重要。部分同学自己对某一问题有着较为深刻的理解,却不知如何表达。口头表述时紧张怯场,面对提问不知所措。论文写作条理性不强,写出的文章晦涩难懂。
  1.2 基础教育对科研水平的制约
  任何一种现象的出现都有其原因,现在研究生在数学理论研究中出现的种种问题可以追溯到基础教育阶段。
  (1)温室培养的后果。现在的学生多为独生子女,是父母的“掌上明珠”。父母习惯性的为孩子安排一切,孩子缺乏逆境中的历练和自立能力的培养。多数孩子没有目标,不知道为什么学习,不知道为谁学习,在学习过程中自觉性不高。他们的学习过分依赖老师讲解,过分的依赖各种复习资料,不会独立钻研,不会创造性的解决问题。他们的心理还很脆弱,一旦遇到困难,比如某次考试没考好,就会产生不良情绪,甚至自暴自弃。
  (2)素质教育与应试教育碰撞的后果。尽管现在全国都在倡导素质教育,但是现在的升学压力仍然很大。为了让孩子上重点中学,为了让孩子考上名牌大学,好多家长真是煞费苦心。不惜重金为孩子买资料,找辅导老师,选择名牌学校。部分學校为了迎合家长心理,为了获得眼前的名利,外搞素质教育,内搞应试教育。尽管教育部门三令五申,但好多学校仍然我行我素。照样班一天天的加,题目一遍遍的做,考试一次次的进行。这样做的目的是什么?落个成绩高,考入好学校的人数多的名誉,从而获取更多的经济利益。但这样做的后果是什么?其一,学生课业压力繁重,他们几乎没有选择的余地,只是被动的接受,学习的兴趣也无从谈起。其二,学生的学习方式单一、被动,缺少自主探索、合作学习、独立获取知识的机会。这严重影响了学生的创造性思维。其三,“方法与技巧”泛滥。有些老师为了能让学生尽快的掌握问题的答案,于是让学生机械的记忆一些“规律”,但学生可能并不知道为什么这样,所谓知其然但不知其所以然。如小学中经典的“排队问题”:你站在一个队伍中,你前面有m个人,后面有n个人,问此队伍一共有多少人?部分老师直接让学生背下此类问题的答案是m+n+1。这样做只能是提高学生的考试分数,根本不利于学生逻辑思维能力的培养。这种教育环境下的学生如何去研究问题,搞科研呢?
  2 面对当前形势,基础教育阶段如何对学生进行正确的培养
  在基础教育阶段,学生悟性高,可塑性强,因此,在该阶段应该提早培养学生的科研意识,提高各种能力,为培养较高素质的科研人才做准备。
  (1)培养学生正确的人生观、价值观和积极向上的心态。首先要培养学生对数学的的兴趣。著名教育家苏霍姆林斯基说过“如果教师不想方设法让学生进入情绪高昂和智力振奋的内心状态,就急于传授知识,那么这种知识只能使人产生冷漠的态度,而不动感情的脑力劳动会带来疲倦。”教学中,教师要为学生创设新颖的问题情境,采用多元化教学模式,巧妙利用现代化教育教学手段,从而使较为枯燥的数学知识生动化。教师还可以通过讲述数学界的各种奇闻轶事,提高他们的学习兴趣。其次,要让学生明确学习目的。让他明白,学习不仅是个人的事情,这关系到社会的发展,人类文明的进步。同时,让他们认识到科研的重要性。给学生讲述现在的数学界的新成果,教育他们科研应从现在开始准备。最后,使学生明白任何一个人事业的成功,并不是一帆风顺的,要有超人的耐心和非凡的毅力。我们可以用前辈的成功事例教育学生,比如讲述我国伟大数学家华罗庚的成长经历,他的数学成就来源于他对数学的痴迷。   培养学生各种科研能力的养成。(1)培养学生提出问题的能力。研究表明:大脑喜欢“问题”,即学生在学习过程中发现问题并解决问题会对知识的理解更加深入。引导学生们发现好的问题对他们将来的发展很重要。著名德国数学家希尔伯特在1900年的国际数学家大会上做了一个历史性的演讲,提出了23个问题,看似简单却又不平凡的这23个问题在相当大程度上影响了整个20世纪数学的发展[3]。所以,让学生们学会给自己提出问题至关重要。(2)培养严密的逻辑思维能力。教师不应该把总结好的知识对学生进行传授,而应该鼓励学生对知识点自行总结分类,引导学生发现各个问题之间的联系,并运用思维导图形成合理的知识体系。对于某个数学问题的讲解,也不是将问题的解答过程解释清楚就行,而是教给他们如何根据已知条件,去联系有关知识,进而正确的分析问题,转化问题,从而解决问题。(3)培养学生自主探索与合作交流能力。老师要给学生创设一个可以探索和交流的平台,让学生有时间,有兴趣,有精力去交流与合作。比如在讲勾股定理的时候,让学生自主研究其证明方法,然后再小组交流合作,看哪个小组的办法多。(4)培养学生创新能力[4]。鼓励学生对问题有不同的想法,鼓励学生进行一题多解或一题多证,鼓励学生自己根据所学知识创设题目。及时的表扬学生的创造性的成果。(5)培养学生写作及口头表达能力。对数学专业的学生来讲,写作与口头陈述多是一个弱项。因此,在基础教育阶段就要注重该项能力的培养。教师在授课时,多让学生提出问题,多让学生分析和解答问题,多让学生交流问题,这对学生的表达能力有一定得好处。教师在教学过程中还可以挑选一两个专题由学生自己小组讨论,派代表上台给大家讲解。同时,在作业布置时可以考虑让学生就自己喜欢的数学问题写一些篇幅适中的论文。
  3 在突破基础数学教育和科研断层的瓶颈中教师角色的转变
  突破基础数学教育与科研断层瓶颈,需要教师在教学过程中不仅要关注知识技能,也要关注情感态度;不仅要关注问题解决,也要关注数学思考过程;不仅要提高学生,也要提升自我。
  (1)面向全体学生与鼓励个性发展相结合。有人擅长数学,有人不擅长数学。承认差异,鼓励个性发展,推行个性化教学是因材施教的一个重要方面。我们教师要充分了解自己的学生,一定要从学生的实际水平出发,掌握适当难度,让学生真正学有所获。教师课堂讲授必须照顾大多数学生。而对于少数智力超群的尖子生则要靠课外辅导去调动他们的潜能,这就需要教师有高度责任感和大量的教学投入。
  (2)采用多元化授课方式。为了提高学生的学习兴趣,培养学生将来为科研所需的各种能力,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,营造独立思考、自由探索、善于创新的良好的环境。数学生命力的源泉来自人类本身探索未知世界的好奇心、抓住事物本质的直觉力、以及自由灵活构想的创造性。真正的天才学生他们的智力远远超过我们这些常人,不要让我们的教育磨去他们的棱角,钝化了他们的洞察力。
  (3)提高教师自身素质,不断学习充电。现今,随着计算机的发达,面向高度情报化的社会不断发生着巨变。因此,对教师的要求也日益提高。教师必须不断学习充实自己,关心现代数学发展动态,及时为学生提供最新的科研信息,才能在搭建基础数学教育与数学科研桥梁的过程中盡自己的一份力量。
  4 基础教育面向科研的有效实施还需要有关部门的正确领导和社会的大力支持
  教育部门应加大对加班加点,大搞应试教育的有关学校的处罚力度,从而使搞素质教育的学校有生存的空间。不要使我们的教育陷入“素质教育”偷向“应试教育”学习的怪圈。教育部门应该对我们的教育教材继续进行大胆的改革,不要害怕指责。新事物的出现往往会遭到质疑的,但我们不能因害怕质疑,而放弃发展。我国的招考制度是由我国的国情决定的,在短的时间内可能不易改变。但我们可以从改变试题的内容着手进行改革,使试题新颖,能开拓学生的能力。笔者通过近期研究一些中考题发现,与前几年相比,试题新颖度有所下降,有些以前的“新”题现在已变成“熟”题。另外,社会特别是学生的家长,也不能只关心学生的成绩而忽视了学生的正常发展。
  总之,要使我们的基础教育与科研接轨,这需要社会的高度关注,教育部门的正确领导,需要学校改变教育模式,需要教师转变教育观念,深挖教育内涵。只有各个领域的通力配合,基础教育才能有效的为科研铺路。
  参考文献
  [1] 国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[Z].
  [2] 樊金萍,龚束芳,王金刚,等.我国硕士研究生科研能力培养过程中存在的问题与建议[J].辽宁行政学院学报,2011(11).
  [3] 侯自新.注重学思结合注重知行统一 注重因材施教—— 人才培养模式改革创新中的数学课程建设与改革[J].中国大学教育,2012(3).
  [4] 李育红.对初中数学教学过程中学生创新意识的培养分析[J].科教新报·教育科研,2012(2).
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