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[關鍵詞] 新升本科;創新教育;創新環境;教育理念
[中圖分類號] G648.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-893X(2013)03?0092?02
創新是這個時代的核心競爭力,創新教育已經成為高校核心競爭力的關鍵,創新人才培養也成為高等教育主要任務之一。學生創新意識和創新能力是衡量一個大學教學水平、質量、效果的重要指標之一。
國內對創新人才培養的研究,大多偏重于討論創新人才培養的重要性、創新人才本身素質要求等,但對如何培養創新人才,培養機制和模式等的研究還沒有系統論述。
近年來高校普遍重視創新教育,而轉型期的新升本科院校在創新教育上面臨許多問題。
一、新升本科院校創新教育存在的主要問題
新升本科院校在創新教育方面存在的主要問題如下:①對創新的認識有所偏差。認為只有科技創新才是創新,這樣無形給自己劃定了范圍,使創新教育的難度加大,不利于創新意識和創新思維的培養。②對新升本科院校進行創新教育的必要性和重要性認識不足。認為創新教育在實力很強的學校才容易開展。新升本科院校以應用型人才培養為主,創新教育不需要特別重視。③對創新存在情感障礙,不愿意從事創新活動。創新積極性不高。主動參與創新訓練的學生比例較低。④創新能力弱,創新成果少。因為教育體制原因,學生在高考指揮棒的影響下,多更注重知識的積累和技能的提高,而忽視創新。
二、新升本科院校創新教育對策
1. 創新認知教育
更新對創新的認知:創新是能在舊知識的基礎上有能力創造前所未有,在別人沒有關聯的地方建立連接。對原有的重新組合和再次發現。創新是一個動詞,是可遷移技能,所以創新能力的形成和創新思維的形成不是一定要在科技創新的基礎上進行培養,而目前對大學生創新的研究和創新能力的培養上多是集中在科技創新上,這樣人為的給創新加上了一個限定范圍,使大多數學生對創新望而生畏,或參與的積極性不高。
創新是時代的要求。具備創新能力,才能在社會中引領方向、運用創新思維、創新成果去爭取成功。新升本科院校要做好創新教育,首先要在思想上高度重視,要把它放到戰略地位,齊抓共管,達成共識,形成合力。需要認真研究自己學校的具體情況,制定相關的措施和制度,切實做好對創新的指導、支持和激勵等方面工作;將創新教育納入工作計劃,納入學校和院系教學水平評價和院系教學管理水平評價的指標體系。
3. 創造良好的創新環境
新升本科院校一般存在創新積極性不高的問題。部分原因和校園環境中創新氛圍不濃、熏陶較少有關。可以盡可能多地組織各種關于創新的講座,解決同學關于創新的一般性問題,把氣氛烘托起來。每年春天可以利用創新訓練項目申報和結題的時間,及時對創新訓練進行宣傳:制作條幅、“創
新成果”宣傳欄,請學生做創新經驗交流會營造氛圍。積極組織和鼓勵學生參與創新訓練項目,在創新項目組組建團隊的時候,有意識地引導同學組建跨年級的團隊,起到傳、幫、帶作用。做好創新的宣傳發動工作,使學生對創新的認識有所突破,增強創新的決心和信心。
4. 轉變教育教學理念
教學中需要教師轉變理念,改變以往以知識傳授為核心的的教學理念,以創新教育為切入點,帶動其他知識的學習。任課教師要在日常教學中向學生滲透創新意識、創新方法和創新精神的培養,教師在教學中應有意識地滲透本學科或課程涉及到的科研內容、方向、前沿問題,布置一些開放性的題目,引導學生閱讀科研論文,使學生不只是學到具體的、現成的科學知識,而且要學到科學的方法,學會運用知識去創新。輔導員在學生工作中可以將創新觀念融入其中,從傳統的管理方式到以創新為核心的管理方式,充分引導學生發揮創造力,對學生的管理方式從以班會為主到各種網絡工具的應用。
5. 激發學生創新的動力
創新的主體是學生,學生的積極性,主觀能動性是創新是否成功的關鍵。社會的需求、認可與選擇會對大學生產生激勵作用,使學生將社會需要和自我發展需要相結合能夠激發學生創新的動力。同時也需要培養學生的創新情感,創新情感是主體進行創新活動的動力因素之一,對主體創新能力的形成和提高起著很大的作用。王玉祥、雷虹天認為創新情感是指創造型主體對創新活動的主觀情緒態度體驗。瀧澤武久通過大量的實驗證實:學生一旦對學習失去情感,思維、記憶等認識機能就會受到壓抑阻礙,無論何等抽象的思維,沒有情感都不能進行。對創新失去情感則會使創新思維受到抑制。在創新教育中,引導學生排除畏難情緒,使學生在創新實踐中不斷體驗創造創新的快樂,才能使學生形成創新的長久動力。[1]
6. 創新意志的教育
創新教育實質性轉變需要從認識到實踐不斷反復的過程,是一個曲折前進的過程。杰出的創造者們在有所作為之前總是通過廣泛的訓練才得以掌握其技能。創新需要反復實踐,從創新目標的選擇、創新計劃的制定和實施,到創新成果的驗收,特別是在創新實踐的初期需要老師細致的指導,通過反復實踐逐漸提高創新能力,這就需要培養學生的目標意識,百折不撓地去實現自己的目標,培養自己的意志品質,使自己的思維和行為能主動調整到目標相關的活動中,以實現自己的目標。
關鍵詞 企業科研經費 企業經濟效益 方法
隨著市場競爭的日趨激烈,在某種程度上,技術創新已經成為各個企業提高自身競爭力、提高企業經濟效益的關鍵,因此作為企業的科研部門,尤其是生產加工企業的科研部門的發展成為企業發展的關鍵,為此,筆者對提高科研經費在此方面的作用和意義進行了分析。
一、加大科研經費投入的必要性
在當前各種高新技術突起,市場對于技術人才各種求賢若渴的現狀上看,技術創新已經成為企業經濟效益的重要保證。因此,企業的科研部門已經成為企業新的經濟增長點的關鍵部門。在此基礎上,要確保企業技術創新的步伐持續有力,就必須要求企業的科研部門對市場進行深度的調查分析,聘請具備高素質的科研人才,同時引進先進的技術設備,如此才能保證企業有不斷的科研成果誕生。所以說,科研成果是企業技術創新的基礎,而要實現技術創新就必須加大科研單位的投資力度。
根據對某市30多家工業企業的調查了解發現,這些企業2011年的科研技術研發經費投入占其銷售額的4.8%,僅為6502萬元。值得一提的是,這30幾家企業中13.8%的企業在科研專項資金的設立上尚屬空白。而相對的,在相對投入較少的科研經費上,該年度這些企業實現新產品項目70余個,新產品產值同比增長60.3%。通過技術創新,這些企業中八成以上增加了新產品,六成以上針對新產品開拓了新的市場,企業產品質量明顯提升、成本顯著降低、效率得到了明顯提高,實現了企業效益的高增長。
二、企業科研經費投入上存在的問題及對策
增強企業科研經費投入的重要性已經顯而易見,創新技術及科研成果取得的巨大價值也更加突出。但是,當前我國各企業在科研經費的投入上仍顯“吝嗇”,其收入和支出明顯不對等,投入明顯不足,造成這種情況主要是受以下幾方面的因素影響。
1.政府及企業認識不夠
就目前來看,導致企業在科研經費投入嚴重不足的情況,根據銷售比例與科研經費投入數額上的對比,除了源于企業自身的經濟因素外,主要是企業及政府對科研成果、技術創新的巨大價值認識程度不夠,這就導致了企業對科研部門的任務重,獎勵輕,而政府雖然制定了一些對研發投入的優惠的政策,但是在具體執行過程中,扶植措施上顯得生硬、死板,與企業無法達成一定的默契。
因此,企業應提高技術創新對企業重要性的認識,研究開發是一個長期的過程,但是也是企業獲得核心競爭力的主要途徑,而政府的相關部門也應極力宣傳科技創新的重要性,進一步放寬享受研發投入優惠的條件,并從各方面給予技術創新成果顯著的企業一定的優惠政策。
2.創新技術人才缺乏
創新技術人才的缺失是導致企業科研部門經費得不到補充或者擴充的又一重要因素。有些企業雖然認識到了科研部門的重要性,認識到其關乎企業技術創新和產品創新的重要使命,因此不惜投入了大量資金。但是,科研技術人才的缺失,導致收效甚微。這種狀況往往叫企業對科研部門心灰意冷,不愿意或是不敢再將巨額資金進行投入,而對于充分認識到技術創新及科研部門重要性的企業則是萬分焦急,采取各種手段網絡人才,力圖打開這種尷尬的局面,但是對于一些特殊的制造企業這種情況顯然一時間難以改變。
所以,各企業應抓住這個關鍵點,在招聘專業的技術科研人才上下足功夫。比如通過制定成功引進科技人才的獎勵制度、對科研人員形成的科技成果以股份或現金等多種形式予以激勵。
3.企業技術創新模式單一
企業技術創新模式的單一,也在一定程度上對企業科研部門企業經費的投入產生了一定的沖擊。一方面,企業過分地傾向于國際上同行業的創新技術,尤其是對于中外合資企業,更多的依賴或者相信于外國的創新技術,進而忽視了對自身相關部門的技術研發,這直接導致企業的科研部門名存實亡。以盛大網絡公司為例,作為以網游為主要營業模式高新技術產業公司,其最初是以國外網游公司的產品而出名,結果卻遭遇了技術的桎梏,蒙受了巨大損失,一段時期處于非常被動的地位。事實證明了擁有自己的研發團隊和技術部門的重要性,因此他們在極其艱難的環境下成了了自我研發團隊,結果收獲頗豐。這正是技術改變命運的真實案例。由此可見,技術創新就是槍,只有槍桿子才可以出政權。
體現企業技術創新模式單一的另一方面即固步自封。企業沒有引進先進的技術設備,尤其是對社會上的可利用資源不屑一顧。比如,企業對于自身相關的科研問題沒有和當地的高校和社會組織,或是同行業的大公司建立良好的關系,讓本就薄弱的科研隊伍更加孱弱,這種技術交流的缺失注定了企業技術創新的局限性,這就造成企業科研部門在短時間很難得到矚目的成績。
所以,各企業應建立科研經費的專項資金,有計劃有目標的將技術創新作為頭等大事來抓,將科研部門的經費列入企業的頭等撥款項目,如此才能讓企業科研部門厚積薄發,不斷創新,進而創造更高的經濟效益。
總結:加大科研經費的投入是促進企業的技術創新步伐,提高企業經濟效益的重要手段,是關乎企業在當前激烈的市場競爭下利于不敗之地的重要保證,也是現代企業體現自身價值,獲得一定的社會地位及基業長青的必要投入,因此各企業應給予足夠的認識,積極地投入。
參考文獻:
[1]張曉紅,陳昌意.高校科研經費的內部控制探討.工業審計與會計.2010(2).
文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2016)05-270-02
科學技術是第一生產力。當今世界,再沒有什么力量比科學技術更能對生產力的發展起到如此之大的推動作用。歸根到底,科技創新是企業生存與發展的生命線。科技創新是一項復雜的系統工程,表面上它體現在產品的實用功能和裝飾功能上,實質上直接關聯著企業的生產、市場、生存、發展,間接關聯著企業所在地區社會穩定和社會發展,以及所在行業的市場平衡。經濟支持科技創新,科技出成果、出效益豐富經濟,科技與經濟的相互融合及相互支持,是社會快速進步的必須也是必然。因此,企業必須牢牢掌握科技創新的主動權,才能立足行業,走向市場,謀求生存和發展。
一、科技創新的內涵
科技創新概念目前在國內引用頻率極高,但對于科技創新的內涵大多沒給出充分闡述,這就有必要從指導實踐出發,多層次、多角度對“科技創新”的內涵進行界定。否則,容易導致“科技創新”的“泛化”,使本來就十分有限的創新資源趨于分散,導致真正的科技創新得不到有效的集中支持。
總的來看,我國學者對科技創新的內涵說法不一,既有共同點,又有不同之處。相同點是:普遍認為科技創新最核心的特性是科技創新者擁有科技知識產權;科技創新者在創新過程中起主導作用。不同之處:(1)對科技創新的定位認知有差異。(2)對科技創新的主體認知有差異。(3)對科技創新的外延認知有差異。(4)對科技創新中“科技”的認識有差異。
筆者認為,科技創新在學術研究領域是一個不斷發展的概念,其內涵與外延與某一國家在一定時期的經濟和社會發展背景密切相關,理解科技創新的內涵首先要正確理解科技創新概念提出的時代背景。其次要考慮我國基本國情、技術發展水平現狀和戰略目標。再次要把握不同層級政府的職責定位、產業特點和企業規模及企業現有創新能力的不同。理解科技創新內涵,還要將科技創新與政府、企業各自的職能相聯系。企業作為市場經濟的主體,衡量企業科技創新成功與否的最根本標準是取得市場的認可,為企業帶來利潤。從政府層面或從國家層面看,科技創新最根本任務是國家競爭力的加強,其實質是整合國內外科技資源為國家利益服務的能力。無論是本國哪個企業科技創新取得成功,只要這種創新增強了國家競爭力,就應當予以鼓勵支持。
二、企業進行技術創新的必要性
1.企業的內在動力要求企業進行科技創新。企業的最終目的是追求利益,科技創新往往會增強其市場競爭力,給企業帶來極大的利潤。因此,利益驅使企業進行科技創新,成為企業進行科技創新最主要的內在動力。此外,大多數企業的管理者都具有企業家精神,他們內心渴望追求新事物,進行革新。這些企業內部往往形成一種對創新不懈追求的企業文化,成為企業進行技術創新的動力。
2.經濟的不斷發展要求企業進行科技創新。經濟的不斷發展提高了人們的生活質量,人們的生活習慣和消費習慣也會不斷變化,消費者會更多的追求新產品、新功能和新服務。這就促使企業為了不斷滿足消費者的需求,對企業進行科技創新,發展企業的生產力。
3.科學技術的進步要求企業進行科技創新。企業在國民經濟中占據著重要地位,對社會的發展和進步有著引導作用,有責任通過科技創新來加速科學技術的進步。此外,科技的進步使產品的生命周期不斷縮短,對勞動密集型企業來說更是一個挑戰,這些都對企業提出了更高的要求,促使管理者重視科技創新,應對挑戰。
4.自然資源及環境因素的變化要求企業進行科技創新。經濟的發展造成自然資源的匱乏,加上原材料的運輸成本不斷上升,人們的環境意識不斷加強,這些都對企業造成極大的壓力,促使企業進行技術及管理創新。
三、我國企業科技創新存在的問題
市場經濟的不斷發展,使企業及政府逐漸認識到科技創新的重要性。經過幾十年的發展,企業的科技創新已經取得了較大的發展,但仍存在著許多不足之處,主要表現在以下方面:
1.自主創新不足,技術轉移多于技術創新,二次開發多于原始創新。由于我國企業總體來說在規模技術基礎和力量上都相對薄弱,而且原始創新開發存在投入大、周期長、技術難度大、市場難預測等因素,所以,企業在進行原始創新往往會遇到很大的困難,以至于一些已經投入很大資金和精力的項目最終流產。因此相當多的企業都是采用二次開發的形式而不是原始創新,先由高校、科研院所提供小試技術或成果,再由企業建立中試裝置進行二次開發進行中試放大或消化吸收,最終運用到企業的大生產中從而將風險控制到最小。
2.自主創新質量不高產品創新多于工藝創新。企業技術創新包括新產品的創新和工藝流程的創新。在我國企業的創新類型中,產品創新多于工藝創新這在經濟快速發展、由封閉型向開放型轉變過程中的中國來說是正常的,特別是在體制改革中涌現出了大量的非國有企業,這些企業為了回避與實力相對雄厚的國有企業在傳統產品市場的無效競爭和不必要的無序競爭,這些非國有企業的戰略重點一般是在新產品新市場的開發上。但是這些工業企業在注重產品創新時,過分忽略了工藝創新,而工藝創新的嚴重滯后將會影響到企業整體創新能力的提高和產品創新質量的保證,長期下去,可能不但會使得產業內的技術水平提高不多,而且還會使現有新產品也將失去競爭力,最后產品創新效益也將被工藝創新效益抵消,造成效益下滑。所以與產品創新相聯的工藝創新也很重要,它能保證企業在行業的領先地位。
3.研發機構作用發揮不夠,聯合創新多于企業自主創新。獨立進行自主開發應是企業技術創新的主要方式,我國企業技術創新研發機構的建立,標志著企業技術創新需求的經常化和持續化。
4.企業自主創新投入不足,和發達國家相比有較大差距。投入強度是衡量產業技術密集度和技術先進性的重要指標。我國企業的技術投入少,只有四分之一大中型企業科技支出費用占主營業務收入的比重較低,遠遠低于國際先進企業的水平。
5.高新技術產業發展較快,卻不擁有高新技術。我國高新技術產業近年來迅猛發展,在國內生產總值的比重逐漸增長。但實際情況是只有高技術產業而無高新技術。盡管有些企業能夠生產高科技產品,甚至掌握高新技術,但很多都是沒有取得知識產權和核心技術,這樣就處于比較被動的位置,沒法取得高新技術產業的主導地位和控制權。
四、提高企業科技創新能力的對策建議
企業要不斷發展,進行持續經營,必須不斷進行自我更新。只有永不滿足,銳意進取才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。企業與企業之間的競爭,歸根結底是科學技術力量的競爭。因此,企業應該重視科技進步,通過實施科技興企戰略,開創企業發展的新局面。
1.重視科技人才隊伍建設。樹立百年樹人,培訓為本的思想。企業需要人才。正如基普所言:“雇員的發展不是一種選擇,而是一種必需”。然而,如何造就人才卻不能僅看管理者的個人意愿,而應看企業的需要。國外發達企業在選人用人之前,都要作詳細的需求分析,加強人才培養,構建人員培訓系統工程,立體、多維地開發人力資源。企業渴求人才,決不能寄希望于偶然的“慧眼識英雄”,而要建立自己嚴整、完備、有序的人才培訓體系,確立既定的人才標準,對人員分檔次、分階段、有計劃地選拔、培訓、改造和提高,逐漸形成自己風格獨特的人才隊伍。
2.塑造有利于創新的企業文化。企業文化是企業員工在長期實踐過程中所形成的并被所有人都認可與遵守的共同價值觀、經營準則、企業精神、道德規范等因素的綜合。創新的企業文化即在企業文化融合創新的思想,將創新貫穿到企業家、科技人員等所有員工的思想中,使企業所有員工主動地去運用創新的方式來進行自己的任務,以此加強企業創新氛圍。但是企業文化的形成并不是一蹴而就的,需要幾年甚至是幾十年的努力積累,所以企業必須將根據企業自身的宗旨、任務和發展方向,將開放、用于冒險、不怕失敗的創新態度融合到所有員工和領導的思想中,經過長時間的精心培育形成的開放價值觀。
3.遵守企業科技創新的內在規律。企業創新是一個漫長而高投入的過程,它在專門的人才培養、人才儲備、實驗室實驗材料和開發裝備等方面,需要大量的人力和財力的投入,其中還要經過多次的實驗,結果也有不可預知性,面臨很大的失敗風險。所以,自主創新是一個客觀的過程,企業要正視其發展過程,不可盲目跟從。
4.加大企業科研資金的投入。由于目前,中國企業大多數存在規模小、資金有限、無力研究大型項目等特點,政府應該鼓勵企業之間的合作交流和兼并,不斷提高企業科研項目的發展規模。首先,要積極組織高校科研結構等以技術入股的方式與企業進行技術合作,加強科研技術人員的培訓與交流,充分發揮各自的優勢以實現科研項目的共同開發和利用。其次,積極鼓勵和組織同行企業間多種形式的科研技術創新。
關鍵詞:完善管理;創新體系;能力培養
黨的十報告中提出,“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐”,當代學生教育要注重“培養學生社會責任感、創新精神與實踐能力”的新方向。通過對思想方法和創新意識的全面分析,本文從當代高校創新工作開展情況的現狀、培養當代高校師生創新能力的必要性與如何提高創新能力三方面展開討論,探索培養高校師生創新能力的有效途徑,以期為我國社會主義現代化事業的不斷進步作出重要貢獻。
一、當代高校創新工作開展的現狀
1.創新科研水平較低,創新意識不足
目前,我國大部分高校還停留在過于注重知識性教育與學術性研究的“守舊”階段,從師資力量到課程設置,再從思想認知到實際操作,都未將“科研創新”與“科技創新”提高到學校的戰略發展層面,將大學生的創新活動與創新項目看作課外活動,部分高校甚至在成立“大學生科技協會”等技能型社團時都要三思而后行,認為其不會為學校的文化建設與教學任務帶來實質性幫助,是名副其實的“空殼組織”,可見創新意識之淡薄。
2.經費保障不足,宏觀重視程度不高
與此同時,還有部分高校僅在思想層面上認識到了創新科研的重要性,但并未將行動落到實處,導致學生進行科研活動的條件受到諸多限制。場地規劃不足、項目設備不均、經費保障缺失、創新與科研制度不健全等因素都成為制約師生參與項目積極性的重要因素,在一定程度上挫傷了師生協同發展創新科研事業的熱情,往往將大批的“想為者”拖慢到“無為者”。
二、培養當代高校師生創新能力的必要性
1.提升高校及師生自身社會競爭力
隨著十三五規劃與“在創新管理中加強社會建設”要求的全面開啟,對社會資源占有度的競爭也越發激烈,當代高校師生更肩負起越發重要的社會責任。唯有自身素質過硬,才能經得起市場打磨,也唯有具備不斷創新的精神和實踐能力,高校師生才會對自己擁有的資源進行有效整合,實現從“融合創意”到“創新制作”的轉變,全面提高自身社會競爭力。
2.符合“大眾創業、萬眾創新”的“創客中國”時代精神
根據國家工業和信息化部信息中心的戰略部署,創新是各項工作不斷進步的動力,更是社會與國家保持不斷進步的不二法門。此種時代背景下,“大眾創業、萬眾創新”就顯得極具時代前瞻性與戰略性,當代高校師生更應把握重大機遇,為自身制訂明確、具體、可操作性強的“創”字綱要,不斷培養自身的探究能力與創造思維,為自身學術、技能與就業等多方面素質提升提供強勁動力,更為國家與社會的不斷進步提供創新支持。
三、提高高校學生創新能力的有效途徑
1.加強教學引導,創設支撐平臺
高校在日常的制度建設與教學工作中,要健全體制機制,理性思考,探尋和創設專門的科研制度體系,通過對思想方法和創新意識的全面分析,從當代高校創新工作開展情況的現狀出發,探索培養高校師生創新能力的有效途徑,將大學生科研創新實踐項目納入日常教學管理工作中,建設良好的科研實驗平臺,配備更具專業水準的硬件實驗設施,并設立專門的組織機構,在日常教學工作中對學生的創新思維與研發意識進行啟發性引導,積極調動師生熱情。同時,充分對接市場需求,培養大學生的專業化創新能力,與社會共同營造良好的就業氛圍,為國家輸送大批創新智能型人才,為我國社會主義現代化事業的不斷進步作出貢獻,讓創新成為中國經濟未來增長的不熄引擎。
2.構建科研保障體系,完善經費保障機制
與此同時,高校還應努力爭取國家用于扶持高校在讀學生進行科研創新的資助經費,并積極開展“校企合作”新模式,多種渠道拓寬科研經費來源,用局部的發展推動整體的發展,為致力于科研創新事業,打造技術含量高、可行性高項目的師生提供強大資金保障,幫助更多“想為”之人,變為“敢為”之人,最大限度地發揮學生在科研創新過程中的主體性和主動性。
在更好地服務社會的過程中,學校要充分相信學生、信任學生,牢記“科教興國”戰略的出發點,在教學實踐的主體進程中,牢記科技創新在人類歷史中起到的重要作用,努力培養廣大高校學生的創新意識和創業能力,更好、更快、更廣泛地實現創新,迎接來自新規則、新技能、新發展、新時代的挑戰,引導和啟發學生自發地發現問題、思考問題并解決問題,使創新永無止境,實踐永無止境,進步永無止境。
參考文獻:
[1]陳雙玲.淺談當代大學生創新能力培養途徑[J].當代教育實踐與教學研究,2015,12(5):227.
關鍵詞:數學建模;創新能力;數學實驗;建模競賽
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)32-0135-02
創新能力是國家競爭力的核心,科技創新人才的培養直接影響國家未來的整體創新水平和國家的創新競爭力。高等學校和科研院所培養的研究生是科技創新人才的后備軍,應當以培養研究生創新能力為根本目標,將科技創新能力的培養滲透到研究生教育的整個過程。教育部于2003年公布的“研究生教育創新計劃”指出,為全面建設小康社會,國家對高層次創新人才的需求不斷擴大,研究生教育必須加快改革步伐,不僅要培養大批人才,更要把工作重心轉移到提高培養質量,特別是提高研究生的創新意識和創新能力方面上來,積極主動適應國家對創新型人才的需要,實現從研究生教育大國向研究生教育強國的轉變。
一、數學建模教育與創新能力培養之間的關系
創新能力就是利用已有的知識和技能,根據客觀情況的變化而認識問題、解決問題,獲得創新成果的能力,主要表現為敏銳的觀察力、聚精會神的注意力、良好的記憶力、較強的操作力、豐富的想象力、有創造的思維力和思維方式、靈感和頓悟以及信息檢索能力,能夠得出有獨出心裁的見解和方法。嚴謹的邏輯思維和定量思維是衡量一個人文化素質是否全面發展的一個重要標志。德國著名數學家Grassmann曾說過:“數學除了鍛煉敏銳的理解力、發現真理以外,還有另一個功能,就是訓練全面考慮科學系統的頭腦的開發”。James指出:“數學的思考方式具有根本的重要性,數學為組織和構造知識提供了方法,以至于當用于技術時就能使科學家和工程師們生產出系統的、能復制的,并且是可以傳播的知識。分析、設計、建模、模擬(仿真)及其具體實施就可能變成高效加結構良好的活動”。伽利略曾說過:“自然界最偉大的書是用數學語言書寫的”。數學是推動科技創新的主要力量,深厚的數學理論基礎、用數學處理實際問題的能力是衡量研究者能否進行科技創新的關鍵因素。數學建模就是建立數學模型的過程,對于一個實際問題,用數學的語言、公式、符號、圖表等進行刻畫和描述,然后經過數學的處理即計算、迭代等得到定量的結果,利用得到的結果再返回到實際問題,用于人們的分析、預報、決策和控制。面對各種各樣的實際問題,如何抓住主要矛盾,進行合理的假設,逐步引入數學的思想,利用數學的理論和方法得到數學上的求解,最后翻譯到實際問題,這實際上是科技工作者綜合創新能力的體現。
二、工科研究生學習現狀分析
中國石油大學(華東)工科研究生在三年的研究生學習階段,只有一年的課程理論學習,取得相應的學位課學分后,從第二年就轉入導師布置的論文階段,至此課程學習全部結束。筆者講授研究生“數值分析”課程數十年,面授對象大都是石油主干專業的碩士研究生,這些學生經過了大學階段的學習后,學習能力和知識有了很大的提高。數值分析、應用統計方法、矩陣理論及計算是我校工科研究生大面積選修的學位課程,在有限的課時學完這些課程后,研究生學到了必要的數學理論及知識,但在以后的科研階段碰到實際問題后,如何去應用數學、如何轉化為數學問題,還會碰到很多的困難。有些石油學科中的主干課程,像流體力學、滲流力學、固體力學、傳熱學等,在大學階段就開始學習這些相關的課程,到了研究生階段,還要繼續學習這些課程。數學模型的來龍去脈、實際問題的簡化、數學模型的建立推導以及求解方法、如何反映實際問題,這些更重要的知識并沒有真正掌握,以至于在后續的科研階段,碰到新的問題無從下手,究其原因,還是在學習的過程中,缺乏深厚的數學理論和專業知識基礎,缺乏數學建模的能力,導致研究成果缺乏創新性。由于實際問題復雜和多樣性,建立真實反映實際問題的數學模型也越來越復雜,精確求解數學問題變得不可能,只能借助于計算機近似求解。現在人們普遍把科學實驗、理論研究、科學計算并列為科學研究的三種基本方法。隨著計算機、數值計算方法和應用軟件的發展,科學計算作為科學研究方法之一顯得尤為重要。近年來,計算流體力學、油藏數值模擬、計算傳熱學等學科發展很快,通過大量的科學計算,可以發現傳統理論研究和科學實驗發現不到的一些規律和現象。近年來,我校越來越重視工科類研究生創新能力的培養,但很多研究生往往把數學看成服務性的課程,僅學習一些膚淺的數學知識和數學計算,對一些影響深遠、應用價值大的數學思想和數學方法很少涉及,學生數學建模能力不足。因而,許多具有碩士學位的科技人員面對涉及較深的數學知識的科技創新時,也就顯得力不從心了。
三、加強數學建模教育,提高創新能力的措施
1.在數學理論學位課的教學中滲入數學建模的思想。在研究生的數學理論課程教學中,除了講解數學理論、數學方法外,針對數學模型的背景,應該講授給學生數學模型本質的知識,不但要讓學生知其然,還要知其所以然。比如在講授三次樣條插值時,首先給出三次樣條插值的定義、理論模型及求解方法,要保證方程組的封閉性,還需要給出相應的邊界條件,在三類邊界條件中,每一類邊界條件對應的含義,在邊界上一階導數、二階導數及周期邊界分別為已知的情況下所對應的實際問題的要求要解釋清楚。對于不同的實際問題,可以根據實際需要給出對應的邊界條件。我們知道,越是抽象的理論、模型、方法,其應用范圍越是廣泛。很多不同領域的實際問題,其對應的數學模型有可能完全相同,學完一類數學模型后,要求學生針對各自專業中所涉及到的專業知識,能夠解釋它們對應的實際問題,這樣既激發了研究生的學習興趣,又培養了他們善于歸納、把數學模型分門別類處理、碰到類似實際問題的數學建模能力,提高了他們利用數學建模進行創新的能力。
2.開設研究生數學建模和實驗課程,能夠提高研究生數學應用能力。在研究生學習完相應的數學理論課程后,第一學年第二學期增設研究生數學建模和數學實驗課程,這是銜接數學和后面的科研工作階段的一個重要環節。通過數學建模和數學實驗的學習,研究生可以提高“用數學”的能力,在各自的專業領域里,碰到實際問題,知道如何利用數學的理論、方法建立數學模型,借助于計算機軟件進行科學的計算,達到定量解釋結果,這樣有助于發現新現象、新規律,有助于得到創新成果。
3.積極組織研究生參加全國研究生數學建模競賽等科技活動。為提高研究生數學應用能力的新要求,從2004年起,研究生數學建模競賽開始舉辦。我校自2005年開始,研究生組隊開始參加研究生數學建模競賽,從開始零散的幾個隊參加到現在每年約50個參賽團隊的規模,多次獲得全國一等獎、二等獎。參加數學建模競賽的研究生普遍反映這個科技活動使他們受益很大,具體體現在以下幾個方面:①培養了研究生對資料檢索的能力,研究生數學建模競賽題目涉及到的范圍很廣,要想完整完成建模論文的提交,需要參賽學生既要具備廣泛的知識面,還要具備快速收集有關科技文獻、正確理解實際問題背景的能力。因此,數學建模競賽可以加強研究生對資料檢索和使用資料能力的培養。②培養大學生文字表達能力和創新意識,研究生數學建模競賽要求參賽學生盡快熟悉實際問題的背景,然后在合理的假設下,引入數學的概念及知識建立數學模型。在此基礎上,使用有關軟件或自我設計程序,借助于計算機進行求解,最后形成論文。論文要求模型合理,文字清晰,表達嚴謹,重點突出,因此這些要求有利于培養學生的文字表達能力和創新意識。③培養學生團隊意識和合作精神,數學建模競賽要求三個人組成一個隊進行參賽,組隊的原則是:使每個人的特長得到最大發揮,達到群體合作的最佳效果,實現知識能力的最優組合,獲取競賽的優異成績。每個隊的三個人相互協調,密切配合,相互取長補短,學會傾聽別人的意見,善于從不同爭論中綜合出最佳方案,最后取得好成績。數學建模競賽的整個過程有助于培養研究生團隊意識和合作精神。
四、結論與認識
數學建模教育對于研究生的創新能力和綜合素質的培養至關重要,在研究生數學理論課程的教學中,逐步引入數學建模的思想和方法,開展數學建模和數學實驗教育,對于后續的科研工作直至將來走向工作崗位會使研究生終生受益,為未來各個行業的創新人才的培養奠定了堅實的基礎。
參考文獻:
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