交叉应用型数学优秀人才培养模式的探索与实践
4页1、交叉应用型数学优秀人才培养模式的探索与实践 1 交叉应用型数学优秀人才培养模式的探索与实践 彭济根 (西安交通大学 数学学科,西安 710049) 摘 要:本文通过对交叉应用型数学人才的概念阐述与特点分析,针对我国交叉应用型数 学优秀人才培养的现状, 系统地阐述了西安交通大学数学学科为培养交叉应用型数学优秀 人才所进行的探索与实践。 关键词:交叉应用型;数学人才;培养模式 一、引言 从科学研究的层面上讲,交叉是指跨学科的研究活动。自然世界复杂多样,其本质和内在 规律的揭示单靠一门学科是难以做到的,必须通过跨学科的研究,从多视角,采取交叉思维的 方式才可能形成正确的、完整的认识。科学发展史表明,学科交叉往往就是新科学的生长点, 是重大科学问题得以解决的突破口。当今,科学研究日益打破学科界限,学科交叉已成为科技 发展的显著特征和前沿趋势。在这种大趋势下,数学也不可能置身事外。作为科学知识体系的 重要组成部分,数学与其他学科之间存在着本质的内在联系。一方面,它是一切自然科学乃至 一切重大技术发展的基础;另一方面,它的发展动力也源于外部世界的要求 。事实上,随着 计算机技术的发展,现代科学研究
2、技术与手段(如实验、观测、计算和模拟等)发生了革命性 变化 ,数学作为定量研究的关键基础和有力工具在科学技术研究中的作用日益凸显,同时也 在对其他学科的应用中得到了长足的发展。可以毫不夸张地说,只有当数学与其达到真正的交 叉渗透时,现代科技才能绽放出最美丽的花朵。 那么,如何认识数学与其他学科的交叉。基于数学科学的性质,我们认为,数学与其他学 科的交叉主要体现在两个方面:一是数学作为科学知识体系的基础在其他学科领域中的应用, 二是数学思想与其他学科思想的相互交融。前者反映了数学的可用性,这当中数学往往是被动 的,是配角。而后者是数学新理论与新方法甚至数学新分支或新兴学科的发展之源,这当中数 学是主动的,是主角。这种角色定位有两层含义: (1)现代科学技术的发展不仅需要数学的参 与,而且对数学提出了越来越高的要求,许多科学前沿遇到的瓶颈主要是数学问题。 (2)许多 问题不是“拿来”现存的数学理论与方法就能解决的,需要在与多学科的交叉中创造出新的理 论与方法。正如普林斯顿大学鄂维南教授所说 ,数学的角色不仅仅是一个“助手” ,而是“坐 在驾驶座上” ,起主动作用。这种“助手”与“驾驶员”角
3、色的区分,为“应用”数学人才培 养界定了两种不同的层次:一是以数学为工具服务于其他实际领域或行业的数学人才;二是凭 国家自然科学基金委数理科学部. 数学学科“十一五”学科发展战略和优先资助领域. 2005-03-03. 郭雷. 关于数学与其他学科交叉研究的若干思考EB/OL. 2010年5月. /lguo/guonewpage/article/shuxuejiaocha.html. 鄂维南. “科学的语言” 正进退两难 (在南开大学的演讲) EB/OL. 2007-02-25. 大学数学课程报告论坛论文集 2010 2 借数学的优势,主动与某些学科领域交叉、渗透,并由此发展出数学理论与方法的数学人才。 对于后者,我们用“交叉应用型数学人才”概之。 本文将通过对交叉应用型数学人才的特点分析,针对我国交叉应用型数学人才培养的现 状,系统阐述西安交通大学数学学科在交叉应用型数学优秀人才培养中的一些做法。 二、交叉应用型数学人才的特点与培养现状 从以上概念的界定,我们知道,一位应用数学工作者只有当他(她)真正地融入到实际学 科领域,具备了与相关领域工作者进行实质性交流的能力时,才能领悟实际问题
4、的本质,与相 关领域的工作者一道提炼出其中的数学问题,在解决相关领域问题的同时发展数学理论和方 法, 甚至发展出新兴数学分支和交叉学科, 从而真正能够在与相关学科的交叉中成为 “驾驶员” 。 由此我们认为,一个合格的交叉应用型数学人才应具有宽广坚实的数学基础,同时“扎根”于 某个或某些实际应用领域,且具备以下三个方面的能力:在相关实际领域的前沿系统地进行数 学建模、理论分析以及科学计算等研究工作的能力,对相关实际领域做出创造性贡献的能力, 具有从实际中发展数学理论和方法的能力。 虽然数学与其他学科的交叉越来越受到我国科技界和教育界的关注, 但我国交叉应用型数 学人才培养并未得到足够的重视。应用数学人才的培养大多定位于第一层次,即以数学为工具 服务于实际应用领域或行业的数学人才,且大多集中于那些数学非传统优势学科的学校(这些 学校的数学系(科)大多由基础部发展而来) 。所谓的应用数学大多还停留在“可用的数学” 层面上。这种认识与定位上的偏差,使得许多培养单位在人才培养中过多地偏重于传授“可用 的数学” (比如,选择性地开设数学课程,想当然地增加所谓应用课程) ,缺乏与实际的真正结 合。这
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