發揮優化方法課在研究生層次卓越工程師培養中的作用

摘要：本文論述了培養卓越工程師的意義和必要性，并針對數學的特點論述了在數學教學中培養創新人才的作用，以及如何在數學教學中培養學生的創新精神和創造能力。同時介紹了在優化方法課的教學中培養研究生創新能力的具體做法。

關鍵詞：卓越工程師；創新能力；創新人才；教學改革

中圖分類號：G643.2 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）11-0071-02

黨的十七大以來，黨中央和國務院制訂了走中國特色新型工業化道路，建設創新型國家，建設創新型人才強國等一系列重大戰略部署，這對高等工程教育改革提出了新的要求。創新的關鍵在人才，人才的關鍵在教育。教育是一個民族進步和發展的基礎，是提高全民族整體素質和創新能力的根本途徑。國際教育界在研究了該領域的形勢、觀點和改革的現狀后，認為：“解放人民的才能，挖掘他們的創造力，在發展明天的世界教育的未來前景中，居于首位。”美國從20世紀70年代起在一些大學設立“創新中心”來指導學生的創造發明活動。日本政府在1982年提出“創造力開發是通向21世紀的保證”，“要培養全球性的、進攻型的創造性人才”。世界各國為了適應現代化社會發展新形勢的實際需要，不斷調整其教育體系和目標，把培養創新型人才作為國家興亡的關鍵[1]。如何培養出真正優秀的高等工程師，不僅是世界各國都在研究的課題，也是我國高等工程教育亟待解決的問題。教育部于2010年6月啟動了卓越工程師教育培養計劃。該計劃是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》、《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國走向工程教育強國的重大舉措，旨在培養一大批創新能力強，適應經濟社會發展需要的各類高質量工程技術人才。這對全面提高工程教育人才的培養質量具有十分重要的示范和引導作用[2]。啟動卓越工程師教育培養計劃，加緊培養一批創新性強、能夠適應經濟和社會發展需求的各類工程科技人才，提高科技創新能力。這對于加快經濟發展方式的轉變、實現未來我國經濟社會的持續發展具有非常重要的意義。

一、高等學校數學教師在培養卓越工程師中的作用

卓越工程師的培養核心是創新能力的培養[3]，配合學校的卓越工程師培養計劃，數學教師應在教學中利用數學課的特點和優勢為培養卓越工程師做出自己的貢獻。以往的研究結果表明，創新能力強的人主要特征有：具有較為合理的知識結構，具有獨創性的思維方式，具有比較高尚的思想品質和堅忍不拔的毅力。因此，高等學校的數學教師在培養卓越工程師中要結合這些特征進行[4]。

1.從豐富和改善學生的知識結構入手。在知識內容的講授上，要使學生不僅掌握數學的基礎知識、專業基礎知識、專業知識，還要掌握一些方法論方面的知識。因此，數學教師不僅使學生掌握數學知識，更重要的是要學會解決實際問題的具體方法。眾所周知，采用利用多媒體技術開發的CAI課件，不僅能使學生掌握所學的知識，而且使他們知道這些知識是如何被發現的；不僅讓學生掌握一些已有的相關理論，更重要的是引導學生懂得這些理論是如何獲取的。為了符合改善學生的知識結構，數學教師要在教學中高度重視啟發、誘導、調動和發揮學生主動學習的積極性和創造性，并在講授具體內容時，盡量結合所講知識向學生介紹該內容在之后的專業學習中的作用。此外還要注重培養學生的自學能力，可以將自己的學習體會、知識的積累及如何應用等方法教給學生，不斷提高學生的自學能力[4]。

2.在數學教學中努力培養學生的創造性思維。著名的教育家巴浦洛夫曾說過：懷疑是發現的設想、是探索的動力、是創新的前提。要達到培養學生的創造性思維的目的，教師要不斷地提高自身的創造能力和創新意識。在此前提下，數學教師在講授知識的同時，對學生提出的具有獨創性的想法要及時鼓勵和引導，并且對學生提出的問題應盡自己所能做出回答；對自己不能準確回答的問題，需要向學生做出解釋，絕不能不懂裝懂[4]。數學教師在教學中要結合數學課自身的特點，適時向學生提出問題，啟發學生獨立地思考問題。眾所周知：很多工科院校的學生都對證明題感到頭痛，教師在講授證明類習題時，要幫助學生在認真審題的前提下，解決如何去分析問題、尋找解題思路的一般方法；教給學生分析問題和解決問題的方法，不應就題論題。此外，在講授基本內容之后的課堂練習和課后作業中，積極提倡學生對一個問題提出多種解答，也就是要提倡“一題多解”，調動學生學習的積極性和主動性[4]。

3.加強數學理論與實踐的教學，努力培養學生的創新能力。數學與其他學科和領域的融合就是數學的實踐活動，也是知識的創新過程。理論與實踐間的相互轉化的中間環節是數學建模。我們都知道：數學模型和數學理論的教學，是兩種不同類型的數學模式。前者是從實際問題出發，通過具體的方法建立數學模型；后者是從數學結構出發，考慮求解和進一步的理論探討，并分析其性質和結構的轉換。數學模型的教學往往偏重探索過程，而數學理論的教學則側重邏輯演繹過程。由此可以看出：這兩種教育類型對創新的人才培養具有很強的互補性。但它們在教學目標、教育思想、教學內容和教學方法等方面卻有著明顯的不同。而一些數學教師都比較熟悉傳統的教學模式，對數學模型的教學卻重視不夠。于是對數學模型的教學特點、培養規律等方面進行研究和探討，是數學教師首先需要解決的問題，也是教學改革的目標。

二、在優化方法課教學中努力培養學生的創造能力

我校研究生的《優化方法》課為40學時的理論課，它是一門以計算機為工具、應用十分廣泛的課程。為提高學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的動手能力，并在此基礎上逐步培養學生的創新能力，在課程的講授中不僅精講優化方法的基本理論和基本方法，而且對研究生提出了編寫算法程序的要求：要求學生結合學生已掌握的算法語言或導師要求的算法語言，編制算法程序并上機實現，以達到理論聯系實際、培養學生動手能力的目的。

為調動學生編程的積極性、檢驗學生對學過的優化算法的掌握情況，改變以往只憑借考卷決定結業成績的做法，將筆試與編寫程序上機調試相結合，以鍛煉和提高學生的動手能力和創新能力，也為研究生將來進行的科研工作打下基礎。將《優化方法》課結業成績分為兩部分：筆試成績占70%，編程的情況占30%。雖然沒有增加課程的計劃學時，但堅持利用課余時間進行編程的指導和檢查驗收，經過2008年以來的嘗試，收到了較好的效果。提高了學生學習的積極性、主動性，使研究生的科研能力有所增強，得到了指導老師和研究生的普遍認可。

參考文獻：

[1]李毅紅.高等院校的創新教育[J].高等教育論壇，2002，（1）：40-45.

[2]王貴成，崔迪.論“卓越工程師培養計劃”對學生的要求[J].中國電力教育，2011，（32）：32-34.

[3]周雪梅，滕靖.面向卓越工程師培養的教學改革研究[J].中國科教創新導刊，2011，（5）：50.

[4]石鴻雁.論高等數學課教學中學生創新能力的培養[J].東北大學學報（社會科學版版），2007，（6）：55-58.