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大学生科学培育的作用

本文作者:肖倩张晓媛张文良唐杰工作单位:河北金融学院基础部

一直以来传统数学课程的教学内容、教学方法和教学手段变化微乎其微,没有体现出这门科学在科技领域和现实生活中所起到的重要作用,更没有充分利用先进的计算机多媒体技术来改进教学过程。这就出现了中科院院士李大潜先生曾经指出的:“一方面数学很有用;另一方面,学生学了数学以后却不会用。”首先,数学实验这门课程改变了数学教学由教师单向传输知识的这一传统模式,并且加强了学生在教学过程中的参与。一方面,学生的主观能动性在做实验的过程中得到了充分的体现和发挥;另一方面,有趣的实验能够调动学生学习数学的积极性,引导他们主动地利用数学知识去解决相关的实际问题。在实验过程中,不但可以培养学生们踏实、严谨的科学态度,学习科学研究的一般方法,还可以培养学生不畏艰难、勇于探索的科学精神,让他们在和同学们的团结协作中,感受成功的快乐。因此,数学实验有助于培养大学生的合作交流能力和创新意识。其次,数学实验能够使学生切实经历应用数学知识和数学方法解决相关实际问题的全过程。通过使用计算机,借助数学软件进行模拟实验,实验的结果不仅仅是套用公式定理和亲手计算的结论,还体现出学生对数学原理、数学方法、数学建模、计算机操作和软件运用等多方面内容的掌握程度和应用能力。因此,数学实验有助于提高大学生在实际工作中的综合应用能力。再次,数学实验必须借助计算机操作和数学软件的使用,将先进的技术工具引入教学过程中,不仅起到辅助教学的作用,而且是解决实验中问题的主要途径。因此,数学实验有助于培养大学生掌握先进的数学工具,能够促进数学教学手段现代化。

大学生的科学意识和科学精神,是在对科学及科学发展过程了解的基础上形成的。通过数学史的教学,可以使学生理解并掌握数学思维的方法和艺术。数学是通过严密的逻辑推理来证明对象内部的规律,用严谨的数学语言来准确对其进行描述的一门自然科学。数学的这一学科特点能使学生在学习过程中逐渐学会对抽象问题进行分析、概括、归纳、类比、总结的思维方法,并在这一过程中培养勤奋学习、刻苦钻研、求实创新等严谨的科学态度和科学精神。科学史中无数鲜活的事例雄辩地证明了这一点。比如,海王星的发现。它是在某些已知的,但还不完全清楚的物理数据的基础上,根据纯数学的方法,经过演算猜想出来的,这是数学想像力理论飞跃的结果,并且通过以后的实验所证实。1781年,英国著名的天文学家赫歇耳,利用天文望远镜发现了天王星。19世纪,人们在观测时发现天王星的运行总是偏离预先计算好的轨道。这是为什么呢?数学家贝塞尔和一些天文学家大胆猜想,在天王星的外侧还存在一颗行星,由于这颗行星的吸引力,才影响了天王星的正常运行。1843年,英国剑桥大学22岁的学生亚当斯,利用各种数学工具,根据力学原理,通过10个月的细心推算,终于确定了这颗未知行星的具体位置。1846年,法国巴黎天文台青年数学家勒维列计算出了这颗新行星的运行轨道。于是他写信给在柏林天文台工作的拥有详细星图的加勒。加勒接到信,当天晚上就按照勒维列指定的位置观察,果然找到一颗以前从未见过的星。后来经过24小时的连续观察,他发现这颗星在恒星之间移动着,的确是一颗行星。天文学家们经过一段时间的讨论,公认它便是太阳系的第八大行星,并根据希腊的神话故事,把它命名为海王星。这种例子在数学史中屡见不鲜。如爱因斯坦广义相对论的建立,实际上是在实验验证之前完成的,实验结果证实与用数学方法预测的理论完全一致。再比如量子力学的产生,哈雷彗星、电磁波、正电子的发现,也都是先通过数学思维方法,逻辑推理得出结沦,然后才被实验所证实的。可见,数学方法和推理对于科学现象和规律的发现起着至关重要的作用。类似的故事对于培养学生热爱科学、崇尚科学的品质,对于学生科学价值观的形成以及科学精神的培养起着不可低估的作用。提升公民的科学素养不仅能够促进我们国家的经济发展,而且能够培养公民树立科学的价值观和科学思维方法。所以,我们必须重视公民科学素养的培养,通过运用正确的教学方式使更多的大学生热爱科学,崇尚科学,一个崇尚科学的民族才具有竞争力,才会充满生机和活力。

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