论多功能,创造型科技人才的培养

1、第16卷第3期2000年6月工科数学JOURNALOFMATHEMATICSFORTECHNOLOGY.16,.3VolJun.2000论多功能、创造型科技人才的培养朱瑾(山东省建设银行干部学校,泰安271000)江泽民在庆祝北京大学建校100周年大会上的讲话中指出:“当今世界,科学技术突飞猛进,知识经济已见端倪,国力竞争日益激烈。”因此,即将跨入的21世纪是知识经济时代。知识经济是一种全新的经济形态,它以知识和信息产生、分配、传播和使用为基础,以创造性人力资源为依托,以高科技产业和智力为支柱。在知识经济社会,知识被突现到非常突出的地位,人力资源的开发,特别是人力资源的多功能、创造型科技人才的

2、开发在经济中具有特殊的价值。本文就多功能、创造型科技人才培养的意义、途径、认识进行了论述。1培养多功能、创造型科技人才的现实意义(一)适应现代科学技术综合化的发展趋势新的科学技术的生长点,理论上的重大突破,技术上的重大发明,越来越多地出现在学科之间的空白地区上,出现在学科的渗透和转移之中,而交叉科学的兴起,使得许多学科你中有我,我中有你,这就要求从事科研劳动的人们的知识结构与之相适应。(二)适应人的智力开发使人的创造力得以发挥国外有的心理学家认为,人的大脑有四个功能部位,一是从外部世界接受感觉的感受区;二是把这些感觉收集整理起来的贮存区;三是评价收到新信息的判断区;四是按新的方式把旧信息和新信

3、息结合起来的想象区。一般说,创造能力是建筑在想象力上,而想象力又建筑在广闻博识的基础之上。正如泰勒博士所说:“具有丰富知识和经验的人,比只有一种知识经验的人更容易产生新的联想和独到的见解。”英国动物病理学教授贝弗里奇也曾说过:“在其他条件相同的情况下,我们的知识宝藏越丰富,产生重要设想的可能就越大。此外,如果具有有关学科或者甚至边缘学科的广博知识,那么,独创的见解就更可能产生。”可见,广博知识想象力创造能力构成了一条“串联电路”,沿着这条“电路”,不仅可以培养出大批的,而且必将普遍提高各类人才的创造性。(三)适应社会急速发展、环境多变的潮流现代社会的一个特征是它在日新月异的急剧变化,知识陈旧周

4、期在缩短。一项新的科学技术的兴起,会随之而产生大批前所未有的新产品,如六十年代宇航空间技术的发展,就出现了1200多种新产品和新工艺。同时,一项新的发现和发明,也淘汰许多旧的产品,如大规模集成电路的诞生,使晶体管、集成电路大为逊色,而电子管就寿终正寝了。在这种情况下,知识面过于狭隘的专才就难以适应,而视野宽广的通才却可以大显身手。2培养多功能、创造型科技人才的途径(一)实施多功能培训,培养多功能科技人才当你翻开浩瀚的科学史,你会发现这样一个令人振奋的现象:古今中外许多著名的科学家都是些博收稿日期1999209223© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optic

5、al Disc Co., Ltd. All rights reserved.第3期朱瑾:论多功能、创造型科技人才的培养83学多艺“通才”。北宋的沈括不仅通晓天文、数学、物理、化学,还对水利、军事、文学、音乐、绘画颇有研究;明代的大医学家李时珍不仅精通博物,还擅长文学和史学;十七世纪的欧洲科学家笛卡儿、牛顿、莱布尼兹,无不是集数学、物理、哲学等多家于一身;当今中国伟大的数学家华罗庚,却精通古典诗词。随着科学技术的迅猛发展,知识经济已见端倪且专业分工愈来愈细,实施多功能科技人才培训,培养多功能科技人才,乃当务之急,时代之需。11进行综合性的“通才”教育按照现代大系统观点,世界本来是一个统一的相互作

6、用的整体,人们为了研究的方便才把它们分割开来,从而形成了许许多多的研究对象和不同的学科。现代科学经过了较长时间的发展,许多原来“空白”的地方,正逐渐被新的学科所填补,这些新学科往往占据两个或更多的学科之间的交叉地带,故人们称之为“交叉科学”。我国著名科学家钱学森认为,交叉科学应该是自然科学与社会科学相互交叉的地带生长出来的一系列的新生的学科。而事实证明:在自然科学与社会科学的交接点、结合部,即人们所说的边缘学科上,最能出人才,出成果。因此,综合性的通才教育,越来越引起许多国家的重视。美国开始提倡“百科全书式”的通才教育,大学文科学生要学理科课程,理科的也要学文科的课程。一、二年级是通学,到三年

7、级才分专业。他们认为只有这样培养出来的人才,才能适应现代技术的多变形式。日本教育界改“纵向深入型”为培养“世界通用的日本人”。法国要求培养既有广阔的视野,又对某些新问题、新设想有高深造诣,不受学科界限束缚的人才。西欧其他国家努力扭转学生重文轻理的传统教育,重视他们知识的广泛性和多面性,强调博专结合,以博带专,一专多能。前苏联则提出培养“高瞻式专家”。我国正处于经济改革的“大繁荣”时期,为了适应市场经济的要求和科学技术飞速发展的需要,综合性的“通才”教育,是一个亟待解决的重要课题。高等院校是培养多功能、创造型科技人才的摇篮,是进行综合性通才教育的主战场。因此,高等院校的专业设置不宜分得过专、过细

8、,应培养一些掌握数门学科知识的跨专业、跨科系的多功能、创造型科技人才的综合人才。正如美国里根总统前科学顾问基沃思说:“今天,几乎每个重要的科学与工程领域都处于革命的状态或接近于革命。它们是同时发生的。从比较单一性的学科研究发展为多学科性的综合性研究,这是我们看到的科技领域最为重要的变化。”一般来说,一个科技人员除精通自己的专业知识外,还应掌握电子计算机技术、信息论、系统论、控制论、价值工程、预测技术、线性规划、决策论以及经济管理等方面的广搏的知识。21强调终生教育,把学习和培训延续到每个科技人员的一生联合国教科文组织反复强调:“唯有全面终身教育,才能培养出完善的人。我们再也不能一劳永逸地获取知

9、识了,需要终身学习才能建立一个不断演进的知识体系。”国家科委顾问杨浚同志极力推荐的继续工程教育,就是终身教育的一种。它是对大专毕业后在职技术人员不断进行知识更新和补缺的教育。31要重视在实践中培养多功能、创造型科技人才的人才当今时代,占有的信息越多,形成多功能科技人才的基础就越雄厚,获得开拓型成就的机遇就越多。因此,努力在实践中获得、掌握和处理信息,对于培养多功能、创造型科技人才与开拓型的科技人才就十分重要。实践出真知、实践长才干的格言永远不会过时。41要适应边缘学科、跨学科知识及学科间互相渗透的趋势钱三强认为,当代科学技术发展到本世纪中期,由于科学发展的前锋受到阻碍,因此就产生了许多横断学科

10、、交叉学科、渗透学科,本世纪末应该说是交叉学科兴盛的时代。为此,高等院校必须适应边缘学科、跨学科知识及学科间互相渗透的趋势,定期组织学术交流,开展边缘学科、跨学科方面的学术报告,加强辅修专业的建设,建立和健全双学位制或多学位制,以利于多功能科技人才与开拓型科技人才的培养与形成。51要辩证地看待专业对口问题按多功能科技人才的要求,专业对口不宜绝对化。一些专家、学者进入领导阶层以后,很难从专业对口与否来衡量,如果用跨学科、跨专业的多功能科技人才来看,这样对事业十分有利。因为领导阶层的工作就要求人们具有多功能科技人才的素质,才能在开创现代化建设的新局面中作出更大的贡献。© 1995-200

11、4 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.84工科数学第16卷(二)从创造性思维着手,培养创造型科技人才创造型科技人才是具有较强的创新意识、创新精神和创新能力,并善于将创造能力化为创造性成果和产品的人才。具有敏锐性、进取性、开拓性、独创性和开放性等创造思维活动。而创造性思维固然要在工作中培养,但在学校期间创造性思维能力的训练与培养不可忽视。美国有一项研究表明,在学校接受过创造能力培养和训练的学生,与没有接受这种培养和训练的学生相比,在接受需要创造能力才能完成工作时,前者的成功率比后者高3倍。国外有的心理学家认为

12、,人的大脑有四个功能部位,即感受区、贮存区、判断区和想象区。一般来说,创造能力是建立在想象力的基础上,而想象力又建立在广闻博识的基础之上。只要沿着广博的知识、想象力和创造性思维能力这条“串联电路”,就可以培养出大批的创造型科技人才。所谓创造性思维,是指“在客观需要的推动下以所获得的信息和已贮存的知识为基础,综合地运用各种思维形态或思维方式,克服思维定势,经过对各种信息、知识的匹配、组织或者从中选出解决问题的最优方案,或者系统地加以综合,或者借助类比、直觉、灵感等创造出新办法、新概念、新形象、新观点,从而使认识或实践突破性进展的思维活动。”其本质是具有创新性、突破性、开拓性、综合性等特征,是各种

13、思维的有机组合,它是建立在脑科学、心理学、创造学等科学的基础之上的。(如图)其成分包括形象思维,抽象思维,求异思维,发散思维,直觉思维,批判思维等,是一种动态的多维度多层次的空间结构。研究和运用创造思维,对提高学习兴趣、展示思维个性、培养创造性人才具有重要的意义。11原型启发,教学内容问题化亚里斯多德曾说过:“思维从问题、惊讶开始。”现代教育理论认为,教学的实质是以发展学生新智能(S表示刺激,O表示启动,力为主,课堂教学“以学生为主”,而非“教师为中心”,它的模式为“SOR”“刺激启动反应”的教学内容及心理变化过程。像杜威的“儿童中心论”,布鲁纳的发R表示反应),即现教学论,奥苏伯尔的“意义接

14、受论”都属于“SOR”教学理论。在教学过程中,如果教师将一堂课的教学内容转化为若干个教学问题,师生共同探讨,教师不断给学生思维的时机,处处设疑、激疑、释疑,突出重点、难点,展示思维的层次性、综合性、抽象性、概括性等品质,从而培养学生的创造性思维能力。布鲁姆曾说过:“能把一些思想重新综合为完整思想,产生出新的结构和新的思想即是创造思维能力。”21倡导猜想,集中、发散思维交错化大学生时期,是创造力发展的黄金时期,学生思想活跃,兴趣广泛,求知欲旺盛,如果只提供现成的科学结论,学生往往会感到枯燥乏味。因此,应当掌握时机,有选择地讲述某些科学理论的来龙去脉,介绍某些科学成果的发展过程,使学生由旧见新,由

15、已知推未知,从而获得更多的设想、预见和推测。例如,在讲授了Cauchy2Schwarz不等式后,介绍了历史上几个著名的不等式,让同学们领会到,看起来似乎不相干的不等式,由于符合了内积的定义要求而统一到Cauchy不等式上来。但可进一步探究,若不满足内积定义的要求,是否也有类似的不等式?这里,可以继续向学生介绍说:1980年,在国际不等式会议上,美国Bellnem提出并且证明了,对正定矩阵有:222tr(AB)tr(A2)+tr(B2),tr(AB)tr(A2)+tr(B2),被称为Cauchy不等式在矩阵上的类似.1984年,杭州大学冯慈璜将上述两个不等式推广到Hermite矩阵。1988年华

16、桥大学林永发又把此结果推广到一般的复数矩阵上。通过这样具体的、学生又能理解的例子,让学生去领会科学家的治学方法和思考方法,并依此教育学生不要墨守成规,要敢于联想,突破框框,在科学上敢于标新立异。31大胆质疑,批判思维行为化中国的传统教育大都要求学生服从、忠顺,从幼儿园到大学,基本的要求便是要听老师的话、听家长© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第3期朱瑾:论多功能、创造型科技人才的培养85的话。这样的文化传统使中国青少年在潜意识里形成服从、接受的心理定势。在教学中,学生对教师

17、讲的一般不会怀疑,而是全盘接受,这对学生的思维能力,特别是创造性思维能力的培养是极为不利的。事实上,没有批判就没有创新,在教学中,教师除了培养学生正面和反面批判思维能力,也要让学生动手、查资料进行论证和批驳,培养成自觉的“行为”和动手动脑的能力,尤其教师要适时、适度、适量设计陷阱式问题,创设新情境,做到“使学生欲言而不能,心欲求而不得”,诱使学生“上当”、“中计”,从而在失败中吸取教训,达到“顿悟”之境界。记得著名教育家韦立先生曾举过一例,有位教师的教学很差,因为学生常常发现他的课讲错了,要给该教师指正。但这位教师所教的学生,要比同年级同科的另一位教学口评极好的教师所教的学生成绩好、能力强。当

18、时韦立先生了解情况时,常讲错的教师讲出真相,原来他是故意讲错,目的是培养学生的质疑、批判精神,通过学生找老师的错,加深学生对教学内容的理解,学生的思维及能力得到提高。而学生找老师的错,向权威挑战,本身就有很大的魅力,常常能将学生的注意力牢牢抓住。所以学生考出好的成绩并形成较强的学习能力也就不足为怪了。41分析、比较,探求思维的求同、求异化教师的职责,不仅是传授教材的知识,而是应当采取各种有效的方法,激发学生的学习兴趣,为学生的智力活动创造条件。在教学过程当中,启发学生对问题进行多方位、多手段、多角度进行分析、比较,对互相联系的事物鉴别其异同,提高认识能力。比如,在数学里对二次型标准化讨论过程当

19、中,启发学生将合同变换与正交变换进行分析、比较:合同变换可以使标准形规范化,保留正定性,而正交变换保留特征值。由此可以解释,在讨论多元函数极值的充分条件时,需要讨论Hession矩阵的正定性,对此只需对Hession矩阵作合同变换,来判别正定性;但在解析几何中,讨论二次曲面的分类时,对曲面的二次方程必须进行正交变换,化简后根据特征值的性质,来分析曲面的形状,进行分类。通过这样的训练,发展了学生的求异思维,提高了应变能力。51逆向思维,突破常规思维定势化逆向思维,即“反过来想一想。”人们思考问题时通常只注重于已有的联系,沿着合乎习惯的传统方向正向“顺推”,如果注重换个角度看问题,即“倒过来”思考

20、的逆向思维方式,往往会产生一种新的见解或突破性效果。通过这样反复训练,变换角度,有助于创造思维能力的培养。3几点认识(一)培养多功能、创造型科技人才,应在思想品德上有更高的要求作为社会主义社会的多功能、创造型科技人才,要有为人民造福,为发展生产力,为社会主义事业作出积极贡献的精神;富有创造精神和进取锐气,不安于现状和已取得的成就,敢于革旧换新;能团结同志一道前进,在科学技术迅猛发展的今天,更需要人才的通力协作,才能开拓前进。有主见,能从对客观世界正确认识的基础上,形成自己对问题和事物的正确见解和主张;具有当机立断,雷厉风行的工作作风,力求用最少的时间做更多的事情。(二)培养多功能、创造型科技人

21、才,应把握“双基”与“双能”的关系要培养多功能、创造型科技人才,必须正确处理好以下两种关系:一是“双基”与“双能”的关系。多功)并非臆想,而是建立在一定的知识和技能基础之上,“双能”能能力、创造能力(简称“双能”的培养,更要求加强“双基”教学,不能丢掉“双基”讲“双能”;反之,只有“双基”牢固,才能有更高的更多的“双能”培养。二是传统教学理论与现代教学理论的关系。传统教学理论的教学实质是以传授知识为主,课堂教学以教师为中心;而现代教学理论的教学实质是以发展学生心智能力为主,课堂教学以学生为中心。(三)培养多功能、创造型科技人才,应将两种思维模式有机结合以传授知识为主的教学思想形成了传统的思维模

22、式,这就是演绎法。即从一般抽象的原则出发逐步推演,得到结论,然后又依此为起点,继续推演,又得到新的结论。利用抽象的逻辑论证即收敛思维和知识的积累,最终完整地学完一门学科。就以数学教学来说,其具体程式往往是:教师从定义开始,按“定义性质和定理运算(方法、技巧)应用”的程式进行讲解,学生按这个程式的思路接受。这种思维模© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.86工科数学第16卷式,它突出了数学的抽象性和系统性,逻辑推理严格,传授知识是高效率的,可以使学生少走弯路,它是继承性教育思想的

23、体现,也是我国传统教育的一大特点。相反的,以发展学生心智能力为主的教学思想形成了现代的思维模式,这就是归纳法。即从特殊开始,先抓住现象,然后从这些现象中抽出其中的精神,再用基本的最深刻的原则来验证。以数学教学为例,其具体程式往往是,学生从直觉开始,按“直觉猜想试探(包括出错、思索)证明”的程式进行学习。这种思维模式始于直觉的非逻辑思维,即发散思维终于收敛思维,再现了探求和发现真理的过程。归纳法常常要走弯路,因为是在探索。但是归纳法是通过各种现象的观察、分析和归纳,去发现问题、研究问题,其最大特点是有利于激发学生的兴趣,培养发散思维能力和创新精神。为培养多功能、创造型科技术人才,应该吸取演绎法中的合理成分,