大學(xué)生科學(xué)培育的作用

時(shí)間:2022-12-27 11:33:13

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大學(xué)生科學(xué)培育的作用

本文作者:肖倩張曉媛張文良唐杰工作單位:河北金融學(xué)院基礎(chǔ)部

一直以來傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段變化微乎其微,沒有體現(xiàn)出這門科學(xué)在科技領(lǐng)域和現(xiàn)實(shí)生活中所起到的重要作用,更沒有充分利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)來改進(jìn)教學(xué)過程。這就出現(xiàn)了中科院院士李大潛先生曾經(jīng)指出的:“一方面數(shù)學(xué)很有用;另一方面,學(xué)生學(xué)了數(shù)學(xué)以后卻不會(huì)用。”首先,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)這門課程改變了數(shù)學(xué)教學(xué)由教師單向傳輸知識(shí)的這一傳統(tǒng)模式,并且加強(qiáng)了學(xué)生在教學(xué)過程中的參與。一方面,學(xué)生的主觀能動(dòng)性在做實(shí)驗(yàn)的過程中得到了充分的體現(xiàn)和發(fā)揮;另一方面,有趣的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘{(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,引導(dǎo)他們主動(dòng)地利用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決相關(guān)的實(shí)際問題。在實(shí)驗(yàn)過程中,不但可以培養(yǎng)學(xué)生們踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,學(xué)習(xí)科學(xué)研究的一般方法,還可以培養(yǎng)學(xué)生不畏艱難、勇于探索的科學(xué)精神,讓他們?cè)诤屯瑢W(xué)們的團(tuán)結(jié)協(xié)作中,感受成功的快樂。因此,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)大學(xué)生的合作交流能力和創(chuàng)新意識(shí)。其次,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生切實(shí)經(jīng)歷應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法解決相關(guān)實(shí)際問題的全過程。通過使用計(jì)算機(jī),借助數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不僅僅是套用公式定理和親手計(jì)算的結(jié)論,還體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)原理、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)建模、計(jì)算機(jī)操作和軟件運(yùn)用等多方面內(nèi)容的掌握程度和應(yīng)用能力。因此,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于提高大學(xué)生在實(shí)際工作中的綜合應(yīng)用能力。再次,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)必須借助計(jì)算機(jī)操作和數(shù)學(xué)軟件的使用,將先進(jìn)的技術(shù)工具引入教學(xué)過程中,不僅起到輔助教學(xué)的作用,而且是解決實(shí)驗(yàn)中問題的主要途徑。因此,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)大學(xué)生掌握先進(jìn)的數(shù)學(xué)工具,能夠促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)手段現(xiàn)代化。

大學(xué)生的科學(xué)意識(shí)和科學(xué)精神,是在對(duì)科學(xué)及科學(xué)發(fā)展過程了解的基礎(chǔ)上形成的。通過數(shù)學(xué)史的教學(xué),可以使學(xué)生理解并掌握數(shù)學(xué)思維的方法和藝術(shù)。數(shù)學(xué)是通過嚴(yán)密的邏輯推理來證明對(duì)象內(nèi)部的規(guī)律,用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)語言來準(zhǔn)確對(duì)其進(jìn)行描述的一門自然科學(xué)。數(shù)學(xué)的這一學(xué)科特點(diǎn)能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸學(xué)會(huì)對(duì)抽象問題進(jìn)行分析、概括、歸納、類比、總結(jié)的思維方法,并在這一過程中培養(yǎng)勤奮學(xué)習(xí)、刻苦鉆研、求實(shí)創(chuàng)新等嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神??茖W(xué)史中無數(shù)鮮活的事例雄辯地證明了這一點(diǎn)。比如,海王星的發(fā)現(xiàn)。它是在某些已知的,但還不完全清楚的物理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)純數(shù)學(xué)的方法,經(jīng)過演算猜想出來的,這是數(shù)學(xué)想像力理論飛躍的結(jié)果,并且通過以后的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。1781年,英國著名的天文學(xué)家赫歇耳,利用天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了天王星。19世紀(jì),人們?cè)谟^測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)天王星的運(yùn)行總是偏離預(yù)先計(jì)算好的軌道。這是為什么呢?數(shù)學(xué)家貝塞爾和一些天文學(xué)家大膽猜想,在天王星的外側(cè)還存在一顆行星,由于這顆行星的吸引力,才影響了天王星的正常運(yùn)行。1843年,英國劍橋大學(xué)22歲的學(xué)生亞當(dāng)斯,利用各種數(shù)學(xué)工具,根據(jù)力學(xué)原理,通過10個(gè)月的細(xì)心推算,終于確定了這顆未知行星的具體位置。1846年,法國巴黎天文臺(tái)青年數(shù)學(xué)家勒維列計(jì)算出了這顆新行星的運(yùn)行軌道。于是他寫信給在柏林天文臺(tái)工作的擁有詳細(xì)星圖的加勒。加勒接到信,當(dāng)天晚上就按照勒維列指定的位置觀察,果然找到一顆以前從未見過的星。后來經(jīng)過24小時(shí)的連續(xù)觀察,他發(fā)現(xiàn)這顆星在恒星之間移動(dòng)著,的確是一顆行星。天文學(xué)家們經(jīng)過一段時(shí)間的討論,公認(rèn)它便是太陽系的第八大行星,并根據(jù)希臘的神話故事,把它命名為海王星。這種例子在數(shù)學(xué)史中屢見不鮮。如愛因斯坦廣義相對(duì)論的建立,實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之前完成的,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)與用數(shù)學(xué)方法預(yù)測(cè)的理論完全一致。再比如量子力學(xué)的產(chǎn)生,哈雷彗星、電磁波、正電子的發(fā)現(xiàn),也都是先通過數(shù)學(xué)思維方法,邏輯推理得出結(jié)淪,然后才被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的??梢姡瑪?shù)學(xué)方法和推理對(duì)于科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。類似的故事對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)的品質(zhì),對(duì)于學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀的形成以及科學(xué)精神的培養(yǎng)起著不可低估的作用。提升公民的科學(xué)素養(yǎng)不僅能夠促進(jìn)我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而且能夠培養(yǎng)公民樹立科學(xué)的價(jià)值觀和科學(xué)思維方法。所以,我們必須重視公民科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng),通過運(yùn)用正確的教學(xué)方式使更多的大學(xué)生熱愛科學(xué),崇尚科學(xué),一個(gè)崇尚科學(xué)的民族才具有競(jìng)爭(zhēng)力,才會(huì)充滿生機(jī)和活力。