数学建模模型总结范文

时间:2023-12-19 17:47:24

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数学建模模型总结

篇1

摘 要:高职院校试点本科专业是职业教育对社会经济发展的变革,是高职教育健康发展的追求,是对学生接受更高层次人才培养计划的响应。在高职院校本科试点建设过程中,由于生源质量的变化,在高等数学等基础课教学上仍需对目前高职本科的教学现状进行分析,进行相应的改革,对教学方法作出合理的调整。

关键词 :高职本科 教学现状 教法

基金项目:河北省高等学校科学技术研究项,编号为QN20131159,承德市软科学研究计划项目(承德市公交线路的发展现状与优化分析):201422123。

高职院校试点本科专业是职业教育对社会经济发展的变革,是高职教育健康发展的追求,是对学生接受更高层次人才培养计划的响应。近年我国的高职本科教育有些探索和发展,为企业一线输送了大批应用复合型人才。在高职院校本科试点建设过程中,由于生源质量的变化,应及时调整教法,因材施教。高等数学作为公共基础课,高职教育的必修课程应在高职本科教育中给予很高的重视!本文结合本人高职本科的教学实践,初步分析高职高等数学的教学现状,并对相应的教学方法总结。

1、高职院校试点本科专业现状分析

1.1 高职高等数学设置课时不足,未给予重视

为了提高高职院系的就业率,高职院校往往重视各专业职业技能培养,尤其是机械、电工、热能、化工、汽车制造等工科专业,把教学时间尽多的放在专业课建设和手工技能训练上,高等数学的课时一减再减!使得数学教师上课要赶进度,往往概念衔接,练习等时间被压缩,影响教学质量。教学内容多,数学课时少,使原本抽象的课程更加给学生带来了理解和应用上的困难。

1.2 学生数学基础参差不齐,部分学生初等数学没学好

基础较薄弱是高职生主要特点,高职院教的学生入学分数属于三本以下,普遍存在着数学基础差,学习能力匮乏等问题,部分同学甚至厌学。如何因材施教,在有限的学时里兼顾到每个学生的难点,教师和学生都感到困惑。

1.3 教师教学方法单调,手段简单,与专业知识结合不多

用一本教材,一个教案,一支粉笔满堂灌的讲课方法也依然存在。缺乏现代化教学手段,多媒体技术没有充分利用!高职院校本科专业以就业为导向,使得大多从事数学基础理论课教学的老师缺乏相关专业的知识,授课时很难真正的与其专业需要相结合,数学建模知识也未能涵盖各专业的知识,高等数学知识变为理论知识和做题。

2、高职本科教学方法总结

在分析高职本科实际情况的基础上,在有限的学时内需做出以下调整,笔者对自己尝试过的教学方法给出总结:

1.1 精讲概念,略理论,重应用

目前各地中学的教学以及高考的内容已经涉及到微积分的初步概念。但中学数学研究的主要是有限的问题,而微积分主要研究无限的问题,要让学生了解并习惯应用它们的严格数学定义。在做专业调研的基础上,适当的加入物理背景或专业概念,可利用软件解决,或加入数学建模模型

1.2 引数学史,使用多媒体教学演示并提高教学效率

对于一些知识的物理背景或是数学发展史、数学家的资料,可选择使用多媒体,引起学生的兴趣和热爱,并节省课时。对于广义积分、空间解析几何,多重积分、曲线积分以及曲面积分等难点内容适时使用多媒体,注意数形结合,不但直观立体,能讲解清晰,更加深同学们对知识的领悟。

1.3 引导学生自主学习,培养良好学习习惯

除要求学生逐渐培养记笔记能力外,在高等数学中,对每节主要内容进行小结,每章、相似的概念之间都应注意针对性小结,比如对一元多元微分,定积分,广义积分,重积分的求法加以进行对比性总结。在每章结束及在学期末或某门数学课程结束时注意进行阶段性总结,如在导数以及偏导数、定积分以及广义积分、多重积分、曲线积分以及曲面积分等课程对分别。有一定学习能力后,可安排自学问题和题目,引导同学预习。

1.4 与实际问题,建模模型,专业知识相结合

数学历来源于实际,用于实际。微积分发展历史中的一些经典问题,如瞬时速度、最值问题、求面积体积、质量、转动惯量、引力等等,它们既是微积分的精髓,也是微积分的实际应用,教学中应注意将其转化为数学问题,引出概念,在高等数学教学过程中,对每一概念的引入都应该注意联系它们的背景和历史,更要结合概念在相关专业上的应用,如在机械、电力、经济学、保险、计算机、生物统计等所有领域的实践应用。

1.5 开设数学实验,引入并加强数学软件的教学

对于运算步骤比较繁琐的题目,或是比较难给出的函数图形,可考虑使用数学软件解决。现在讲解比较多的软件有mathematic,matlab等,并且开设数学实验,培养学生应用数学解决实际问题的能力。

3、教学改革效果

高职高数的教学由于生源的变化、学时的变化、就业压力的增加,出现了许多的连锁问题,我们必须对高职本科高等的教学现状进行多方面的分析。在此基础上进行教学改革,提出解决所遇问题的更多方案。使高职本科高等数学课程变得生动有趣,使学生学好这门基础课程,并不断提高学生应用高等数学解决实际问题的能力,达到更好的实现高职教育素质教育的目的。

参考文献:

[1]贺静婧,高职高数教学的现状分析与对策,延安职业技术学院学报,2011.12(97-99).

[2]刘林,申家峰,华浩波.数学思想与大学数学素质教育, 郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),122.

[3]张丽玲 高职数学课程教学探讨,高教论坛,122.

[4]战黎荣,赵田夫,吴宗宅. 数学思想方法在高等数学教育中的作用,大学数学,122.

[5]王悦,如何在五年制师范生的数学教学中渗透数学思想方法,佳木斯教育学院学报.123.

[6]陈克东,论数学思想方法在教学中的地位与作用,高教论坛,1224,( 3).

[7]王东红,唐月红,浅谈数学思想方法与大学数学教育,科技创新导报,1232,(36).

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篇2

一、数学基本活动经验应用的现状

1. 学生总体测试成绩较低

一方面是学生在遇到不熟悉的问题时,从特殊情况考虑一般规律的意识比较差,从特殊入手探索规律、用一般的数学关系表述数学思维的能力还没有建立。另一方面是教师在日常教学中没有自觉地指导或者引导学生建立有效的数学思维过程,忽略学生的原始直观,没有从学生的思维实际出发去经历探索规律和结论的全过程、积累数学基本思维经验。

2.学生的数学基本活动经验存在较大差异

目前一线的数学教学中,从学生自身认知水平出发,展开数学学习的教学设计和教学行为还有欠缺。在这种情况下,学生往往不会主动提出问题,数学思考在统一规范的固定模式下进行,最后得到的数学事实也是被动接受的,学生缺乏对过程和结果进行挑战和质疑的精神。这些都限制了学生数学基本活动经验的有效积累,使学生之间数学基本活动经验存在明显差异。

3.学生有效应用数学基本活动经验的整体水平较低

这主要与学生平时的数学学习方式有较大关联。有的学生觉得测试题目设置非常好,开阔了眼界,超出了惯有的思维,也有学生反应太难、不懂等。这些说明我们日常数学教学中忽视了学生经历动手实践、设计规划 “做数学”的过程,欠缺让学生真正经历观察联想、归纳猜想、数学表达、验证证明四个维度的数学基本活动经验积累和应用的过程。

二、数学基本活动经验应用的提升策略

小学生数学基本活动经验有效应用领域主要在日常课堂教学中,需要数学教师能够准确把握、合理激发、有效引导、提炼建构,帮助学生形成一些具有科学性和概括性的应用策略。

1.合理运用“迁移”策略,实现应用效益最大化

(1)有效激活学生的“前经验”。学生数学学习的起点就是自己的“前经验”。学生的“前经验”不仅包括数学“结构性知识”,更包括大量的“非数学经验背景”。因此,在日常数学教学中不仅要准确地分析学生的结构性数学知识,找到“迁移”的基点,同时还要分析学生非数学经验背景,去伪存真,调动学生“迁移”的积极因素,形成合力,达成教学设计的目标。例如苏教版《数学》四年级下册“三角形三边关系”一课中,我们除了要认真分析学生已有的关于三角形表征的知识外,还要了解学生是否会用小棒动手围一个三角形,在围三角形的过程中有哪些需要注意的事项,小棒的长短、粗细对于围一个三角形会存在哪些影响等,这些“前经验”都需要我们在课前进行细致的调查了解,顺应学生学习的需要,杜绝“负迁移”,实现教学设计的系统化、精细化和高效化。

(2)准确定位学生的“经验层次”。学生的数学基本经验被激活后,我们应该对学生的“经验层次”进行准确定位。数学教学中我们不难发现学生迁移学习存在困难或者差异的根本原因就是教师对于学生已有的“经验层次”定位不准。哪些学生的经验层次可以进入“专家”的行列,哪些学生的经验层次可以称为“新手”,这些教师都应该做到心中有数。因为“专家”比“新手”拥有的知识结构更有序,基本活动经验更丰富,更重要的是“专家”比“新手”采用的学习策略更为多样、有效。学生如果普遍处于“新手”状态,我们的教学就要适时地调整,降低门槛,如果学生普遍处于“专家”的状态,我们的迁移学习就要充分放手,自主尝试。比如苏教版《数学》四年级下册“三角形的三边关系”一课,我们在教学“任意两边之和大于第三边”时,学生已有的基本活动经验普遍处于“新手”状态,特别是对于“任意”一词的理解更是模模糊糊。为了让学生能够更准确地认知这一规律,在教学时让学生从三条线段(分别是4、5、6厘米)能否围成一个三角形入手,先把其中最长的一条线段变长(7、8、9、10厘米),让学生动手围一围,发现两条短边的和不能等于或者小于第三边(变成9、10厘米时),接着把最长的一条线段变短(5、4、3、2、1厘米),让学生动手围一围,再次验证了上面的规律,这时引导学生总结:任意两边之和大于第三边。

(3)帮助学生建构“新经验”。迁移学习中学生产生“新经验”必须经过同化和顺应两种过程。学生通过对新经验的同化和顺应,丰富充实了原有的基本活动经验,促进了迁移学习的发生和发展。比如苏教版《数学》四年级下册“异分母分数加减法”一课,学生原有的数学基本活动经验是同分母分数加减法和通分,在尝试进行“+”的算式计算时,很多学生发现了同分母分数加减法的计算方法对于这道算式不适用,原因是分母不相同,也就是分数单位不同,那该怎么办呢?这是学生同化“新经验”的过程。这时学生原有的“通分”经验就和“同分母分数加减法”的经验进行了恰当的融合,扩大了原有的关于分数加减法的经验范畴,产生了新的经验,这就是顺应。因此,在数学教学中要恰当引导学生改变或者扩大原有的数学基本活动经验,打破旧框架,建立新经验,从而促进学生迁移学习的高效实施,提升学生的数学素养。

2.有效经历“建模”过程,促进应用意识常态化

(1)从现实问题到直观模型,重视“观察经验”。在这个阶段中,要求学生能够有意识地透过现实模型,抽象出它的数学意义,用数学的眼光去观察现实的事物和问题。这里有两个重要的方面:“异中求同”和“同中求异”,让学生有意识地对数和形的特点以及相互关系进行感知,从实际事物中发现蕴含其中的数量关系或者空间形式。例如,低年级学生解决实际问题:同学们排成一列纵队,从前往后数,兰兰是第10个,从后往前数,兰兰是第6个。一共有多少个同学?此题很多学生在解决过程中把同学们用“”表示,兰兰用“”表示,根据题目的情境画出了直观图“”,较好地解决了问题。其实本题解题的关键是在读题的过程中引导学生进行细致的数学观察,清晰地看出“第10”和“第6”都包含了兰兰在内。

(2)从直观模型到抽象模型,经历“归纳经验”。这是数学建模的核心阶段,因此它需要学生能够在直观模型的基础上,通过归纳推理得出抽象模型。这个过程中学生已有的直观经验会被学生主动运用,经过进一步分析、反思、推理后,形成了高度凝炼、概括的抽象认识,并且推广成一般的解决问题的方法和策略。比如苏教版《数学》四年级下册“加法运算律”一课,学生在解决具体问题的情境中发现了加法算式中交换两个加数的位置和不变这一直观模型,接着让学生大胆做出猜想,是不是不所有的加法算式都有这样的特点呢?然后让学生举例验证自己的猜想,最后对自己的猜想进行归纳,用字母a、b分别表示两个加数,把自己通过归纳验证推理出的规律进行抽象,得出了加法交换律的关系式a+b=b+a。接下来,在加法结合律的探究过程中就直接让学生运用刚才的研究方法,自己在小组内进行猜想验证以及推理抽象。这样,学生在经历归纳推理的过程中积累了丰富的思维经验,对于加法交换律和结合律的理解就更加深刻了,便于运算律在解决问题及简便运算中的应用。

(3)从抽象模型到问题解决,需要“优化经验”。对于数学建模来说,抽象模型的建立标志着本次数学学习活动的基本完成,但并不能说明数学建模的成功。因为抽象模型还需要用一些实际问题来检验它的成效,同时解决问题往往有不同的途径,需要解决者对自己以往的数学基本活动经验和抽象模型进行对比分析,挑选出可能性最大的一种或者几种加以验证,找到解决问题的最佳途径。最后将解决这个问题的数学基本活动经验加以归纳,融入自己的认知结构,用以解决同类的或者新的问题。比如“加法运算律”一课中,学生在抽象归纳出加法结合律的模型后,让他们通过一些有层次的练习验证加法结合律,加深对于加法结合律的认知和理解。教师适时抛出一个问题:“四年级(3)班有学生48人,参加跳绳比赛的有13人,参加踢键比赛的有27人,还有多少人没有参加比赛?”引导学生列式计算,发现了48-13-27=48-(13+27),继续让学生对这个模型进行猜想验证,最后总结出一个连减运算中的规律:从一个数里连续减去两个数,可以从这个数里减去这两个数的和。这样就把加法结合律的模型进一步扩展到连减运算中,学生对先前积累的数学活动经验也进行了优化、扩展,为以后简便运算的学飞奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2011.

[2] 朱贵玺. 小学生数学基本活动经验的有效建构[J].教学与管理.2014(33).

[3] 朱贵玺. 小学生数学基本活动经验的积累[J].教学与管理.2015(26)

篇3

关键词:智能信息处理技术;量子计算智能导论;教学实践

人类正被数据淹没,却饥渴于知识。面临浩瀚无际而被污染的数据,人们呼唤从数据中来一个去粗取精、去伪存真的技术。而数据挖掘就是从大量数据中识别出有效的、新颖的、潜在有用的,以及最终可理解的知识和模式的高级操作过程,所以数据挖掘也可以说是一个模式识别的过程,因此模式识别领域的许多技术经过一定的改进便可以在数据挖掘中起重要的作用。计算智能(Computational Intelligence-CI)方法是传统人工智能(Artificial Intelligence,AI)的扩展,它是模式识别技术发展的新阶段[1]。

科学家预言:“21世纪,人类将从经典信息时代跨越到量子信息时代”。创立了一个世纪的量子力学随着20世纪90年代与信息科学交叉融合诞生的量子信息学,已成为量子信息时代来临的重要标志[2]。量子计算智能导论作为信息科学、计算机科学、智能信息处理、人工智能等相关专业的研究生专业课程,已经在越来越多的高等学校开设。

由于量子计算智能是一门跨越包括物理学、数学、计算机科学、电子机械、通讯、生理学、进化理论和心理学等学科在内的深奥科学,因此量子计算智能导论的教学内容和侧重点的安排目前仍处在探索阶段,尤其作为研究生课程如何使得学生在掌握深奥理论的基础上结合实际应用,将理论转化为技术与工具,从而提高动手能力,这是每个研究生专业课任课老师的核心探索所在,因此就要求老师在授业解惑的同时关注前沿,以该学科的前沿领域为教学指引,进而更好的培养研究生主动探索知识的能力。

1教材选择

一本好的教材为教学起到了画龙点睛的作用,因此教材的选择即是老师对教学内容,教学目标和教学方法的选择。我们选择教材,期望该教材由浅入深、深入浅出、可读性好,具有系统性、交叉性、前沿性等特点。由于量子计算智能导论为全校研究生的专业课程,而量子计算智能是一门多学科交叉的综合型学科,因此我们要考虑到来自学校不同专业背景,以及在物理,数学,工程优化和进化理论基础有限的两难困境,所以首先选择了一本关于量子计算的英文原版书作为教材之一,Michael Nielsen等人所著的《Quantum Computation and Quantum Information》[3],2003年高等教育出版社出版,该书全面介绍了量子计算与量子信息学领域的主要思想与技术。到目前为止,该领域的高速进展与学科交叉的特性使得初学者感到困惑而不易对其主要技术与结论有综合性的认识,而该书特色在于对量子机制和计算机科学给予了指导性介绍,使得那些没有物理学或计算机科学背景的学生对此也易于接受,为学生提供了详实的关于量子计算的物理原理和基本概念;另外考虑到这门课程面向研究生,无论将来他们是直接就业还是继续深造,都要注重实践动手能力的培养,要能够将自己所学的书本知识转化为技术和工具,去解决实际的工程和科研问题,因此我们还选择了另外一门书,由李士勇教授所著的《量子计算与量子优化算法》[4],哈尔滨工业大学出版社于2009年出版,该书着重讲解了量子优化算法,为实际工程应用提供了新的思路,并启发大家在量子计算机没有走出实验室的今天,如何利用现有的数字式计算机构造具有量子特性的快速算法。当然考虑到全校研究生的专业知识背景不同,我们也推荐了中南大学蔡自兴教授等编著,2004年由清华大学出版社出版的《人工智能及其应用:研究生用书(第三版)》[5],该书是蔡自兴为主讲教授的国家精品课程人工智能的配套教材,该本书中系统全面的讲解了高级知识推理、分布式人工智能与艾真体、计算智能、进化计算、群智能优化、自然计算、免疫计算以及知识发现和数据挖掘等近年的热点智能方法,从而辅助学生了解人工智能,以及人工智能如何发展到计算智能,使得学生全面认识学科的发展和传承性,为今后学习量子计算智能打下坚实的理论基础。

2教学内容

本课程从量子计算的基本概念和原理出发,重点讲解量子计算基础和基本的量子算法;并从量子优化算法拓展开来。该门课程我们安排了46学时,具体安排如下:第1章,量子力学基础(2学时);第2章,量子计算基础(4学时);第3章,基本量子算法(4学时);第4章,Grover量子搜索算法的改进(4学时);第5章,量子遗传算法(8学时);第6章,量子群智能优化算法(8学时);第7章,量子神经网络模型与算法(8学时);第8章,量子遗传算法在模糊神经控制中的应用(8学时)。

3教学方法

3.1理论与实践相结合的教学方法

量子计算智能导论是一门多学科交叉的综合型学科。选课的同学来自全校,各个的专业背景不同,但是大家的共同需求是一样的,就是从课程中掌握一种用于解决实际问题的工程技术,但是工程技术的掌握也需要理论的支撑,因此我们在教学实践中总结出了一套方法,具体做法是将教学内容划分为:理论型和实践型。

理论型教学指的是发展完善的量子计算基本原理和方法。其内容包括:量子位、量子线路、量子Fourier 变换、量子搜索算法和量子计算机的物理实现等。而其中量子位、量子线路以及量子算法都是以量子相对论为基础的,这也是量子计算的本质原理,而较之我们熟悉的数字式计算机和计算方式有着本质的区别。我们在教学中由浅入深,通过PPT授课,采取理论与实例相结合的讲授方式。下面给出了一个我们在教学中的实例:将量子计算问题形象化。具体内容如下。

让我们想象一下下面这个问题。我们要找一条穿过复杂迷宫的路。每次我们沿着一条路走,很快就会碰到新的岔路。即使知道出去的路,还是容易迷路。换句话说,有一个著名的走迷宫算法就是右手法则――顺着右手边的墙走,直到出去(包括绕过绝路)。这条路也许并不很短,但是至少您不会反复走相同的过道。以计算机术语表述,这条规则也可以称作递归树下行。现在让我们想象另外一种解决方案。站在迷宫入口,释放足够数量的着色气体,以同时充满迷宫的每条过道。让一位合作者站在出口处。当她看到一缕着色气体出来时,就向那些气体粒子询问它们走过的路径。她询问的第一个粒子走过的路径最有可能是穿过迷宫的所有可能路径中最短的一条。当然,气体颗粒绝不会给我们讲述它们的旅行。但是 量子算法以一种同我们的方案非常类似的方式运作。即,量子算法先把整个问题空间填满,然后只需费心去问问正确的解决方案(把所有的绝路排除在答案空间以外)。这样以来,一个枯燥晦涩的量子算法就被很形象的解释,因此增强了学生的记忆也加深了理解,从而提高了学生的学习兴趣。

实践型教学指的是正在发展中的量子计算智能方法的热点问题。其内容包括:量子遗传算法,混沌量子免疫算法,量子蚁群算法,量子粒子群算法,量子神经网络模型与算法,和这些算法在实际工程优化中的应用。这部分内容属于本学科的前沿,但也是热点问题,因此这部分我们在教学中忽略理论推导,重点强调实际操作,在PPT课件中增加仿真实例的讲解;并在课下布置相应的上机操作习题,配合上机实践课程,锻炼学生的动手能力,同时也引导学生去关注这些前沿,从而培养他们的科研素养。

为了体现该门课的教学特点,我们在考核方式上,采取考试与报告相结合的方式,其中理论部分我们采取闭卷考试,占总考评分数的40%;实践部分采取上机技术报告考核,内容为上机实践课程布置的大作业,给出详实的算法流程图和仿真结果与分析,占总考评分数的40%;出勤率占总考评分数的20%。

3.2科研素养的培养与实践能力的提高

科研素养的最核心部分,就是一个人对待科研情感态度和价值观,科研素养的培养不仅使学生获得知识和技能,更重要的是使其获得科学思想、科学精神和科学方法的熏陶和培养。正如温总理说的那样:“教是为了不教,学是为了会学”,当学生将课本内容遗忘后,遗留下来的东西即是他们所具备的科研素养。因此,在教学中,我们的宗旨也是提高学生的科研素养,量子计算智能导论是一门理论和实践紧密结合的学科,该学科的发展日新月异,在信息处理领域的关注度也越来越高。在教学实践中,我们采用了上机实践和技术报告相结合的教学方式。掌握各种量子计算智能方法的原理和流程是这门课程教学的首要任务,因此学生结合各自研究方向实现量子智能算法在实际科研任务中的优化问题求解。在上机实践中,学生不仅要掌握该智能算法的流程而且重点关注学生对

自己科研任务的建模,学会系统分析问题,建立合理的数学模型,并给出理论分析。上机实践验收中,我们不但考察其结果展示,更增加了上机实践的技术报告,用来分析模型建立的合理性,从而培养学生对待科研问题的分析素养和建模素养。在技术报告中,我们要求学生给出几种可供参考的建模模型,并分析各自的优势,和选择这一解决方案的依据。由于量子计算智能导论是面向研究生开设的课程,在教学中,我们更佳关注其分析问题的能力,和解决问题的合理性的思考能力,从而培养学生的科研素养。

4结语

把教学当做一门艺术,是我们作为高校老师毕生追求的目标,如何做到重点讲透,难点讲通,要点讲清,这也是我们多年教学中一直关注的关键点。我们在教学中反对“灌输式”,强调“启发式”,以实际应用先导教学是非常可取的,也收到了良好的效果。量子计算智能导论是一门综合型交叉学科,且面向研究生开设,因此在教学实践中,我们十分重视学生科研素养的培养。通过上机实践和技术报告的形式引导学生积极动手,积极思考。希望这些教学中的点滴供同行们交流探讨。

参考文献:

[1] 焦李成,刘芳,缑水平,等. 智能数据挖掘与知识发现[M]. 西安:西安电子科技大学出版社,2006.

[2] 田新华. 跟踪国际学术前沿迎接量子信息时代:《量子计算与量子优化算法》评介[J]. 科技导报,2010,28(6):122.

[3]Michael A. Nielsen ,Isaac L. Chuang. Quantum Computation and Quantum Information [M]. 北京:高等教育出版社,2003.

[4] 李士勇,李盼池. 量子计算与量子优化算法[M]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009.

[5] 蔡自兴,徐光v. 人工智能及其应用:研究生用书[M]. 3版. 北京:清华大学出版社,2004.

Exploration on Introduction to Quantum Computational Intelligence

LI Yangyang, SHANG Ronghua, JIAO Licheng

(School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China)

篇4

关键词:农业经济学;培养模式;德国

农业经济学是以农业生产、农村经济发展以及农民经济行为为研究对象的应用社会学科。虽然古代中国和欧洲都出现过一些农业经济思想,但作为一个专门的学科,则是伴随着农业中资本主义的发展而逐步形成。随着经济社会的发展演变,农业经济学的研究对象也在不断调整,与此同时,农业经济学科的培养目标也在发生相应变化。早期农业经济学主要关注农业生产状况、生产要素的合理配置、农业生产的区位配置等问题,从20世纪早期开始,农业经济学开始关注农场经营管理如农场主如何调整生产方式以获得最大利润问题,这个阶段农业经济学的培养目标是培养大量优秀的、懂得农场经营管理的农场主。在经济起飞阶段,农业在国民经济中承担的主要功能是为城市产业工人提供便宜的食物,而农业经济学的研究对象也转变到以农业政策为核心,即研究政府如何制定政策抑制食物价格上涨,通过榨取农业资本以促进非农产业扩张(于晓华、郭佩,2015)。在“食物问题”解决之后,农业又面临城乡收入扩大的“贫困问题”。解决这些问题需要农业经济学科培养出大量农业政策研究人才。进一步,当城市化、工业化结束之后,如何减少农业政策对市场扭曲,同时调整农业经营方式,拓展农业环境生态、文化传承、教育等功能成为政府面临的新问题,即“农业调整问题”(YuandZhao,2009)。在这一阶段,市场对农业政策研究人才的需求下降,但涉农企业对农业经营管理人才的需求不断上升,农业经济学科的培养目标开始向农业企业经营管理人才倾斜(周应恒、卢凌霄,2009)。当前中国正处在通过各种政策补贴解决农民收入过低的“贫困问题”阶段,但随着城市化、工业化的进一步推进,未来农业占国民经济的比重会持续下降;随着城乡劳动力市场的不断完善,农村贫困问题逐步解决,如何调整农业生产功能,缓解政策对市场的扭曲,减少政府财政支农负担必将成为农业经济学科新的研究重点。研究对象和重点的改变要求学科的培养方案进行相应调整,否则必然无法适应市场的需求而趋于萎缩。当前中国的农经学科正面临关键的历史转折点,而欧洲的农业已经进入最后的产业调整阶段,农经学科也经历了大量的调整重组过程,通过研究他们农经学科的培养,有助于帮助我们设定农经学科的改革方向,缓解学科发展与市场需求的脱节,提高学生的就业情况。有鉴于此,本文首先总结当前我国农经学科的特点与挑战,之后以德国几所开设农经学科点的大学为例,简要介绍德国农经学科专业与课程设置以及硕士生和博士生的培养方案,希望能够为我国的农经学科改革提供借鉴。

一、当前我国农经学科培养模式与挑战

当前我国大部分高校农业经济学学科培养模式依然以为政府相关部分以及高校等科研机构输送政策分析执行人才为目标,培养内容与方法也注重宏观政策问题、忽视具体农业经营、农产品市场营销、农产品物流与供应链管理、农业信息化等市场亟需人才,导致培养出来的学生往往熟悉体制和政策等宏观问题,但管理实务和操作技能极为缺乏(毛迎春、黄祖辉,2006)。相应的,科研工作者也大多关注劳动力、土地制度、粮食安全等宏观问题,而对农场经营、农产品营销、食品消费等具体现实问题不太关心(冯开文等,2014)。受培养模式的限制,当前我国农经学科面临日益严重的挑战,主要体现在两个方面:第一,伴随着工业化城市化的进程,农业占国民经济比重不断萎缩,市场对以擅长农业政策分析的农业经济学毕业生需求不断下滑,相关专业学生就业形势日趋严峻,由此导致农经专业对学生的吸引力不断下降(于晓华、郭佩,2015)。其次,传统农业经济学研究对象正不断被经济学、管理学、环境科学等显学挤压(张露等,2016),而这些学科拥有更完善的培养模式和更广的就业市场,农经学科缺乏特色,丧失竞争力。

二、市场导向的专业与课程设置

德国是一个高度市场化工业化的国家,农业GDP占GDP总量不足1%(国家统计局,2016)。由于农业在经济中比重太小,传统以政策研究为中心的学科设置难以满足市场需求,因此相关大学以市场为导向,不断调整专业与课程设置。例如,随着收入的增长,居民对奶制品的需求不断提高,基尔大学据此设置了牛奶生产专业,开设奶制品生产、销售以及产业链管理等相关课程;欧洲居民对养马以及赛马运动尤为热衷,针对这一需求,哥廷根大学在农学院下面设置了马学,除了教授马匹饲养之外,还开设赛马运动以及体育经济等相关课程。此外,狭义农业虽然不断萎缩,但与之相关的食品加工、销售、餐饮产业、农业资源管理、棉纺木材加工利用等生物经济产业则蓬勃发展。部分大学针对这些新兴产业开设了食品经济、农业可持续发展、生物经济等新兴专业与课程。从课程设置角度来看,德国农业学科课程设置安排非常广泛,不仅有农业经济、国民经济、食品经济等专业课程,还需要了解企业管理、社会学、法律等相关课程。由于德国实行学分制,学生可以根据市场需求和个人兴趣自主选择各种课程。

三、德国农业经济学硕士学位培养方案

德国授予农业经济学硕士学位的学校较少,最为知名的是以农业科学为主的霍恩海姆大学(Universit覿tHohenheim),接下来我们以该大学的农业经济学硕士学位培养方案为例来了解德国的情况。霍恩海姆大学的农业经济学硕士(agriculturaleconomics)是全英文授课的硕士项目,学习时间4个学期,合格之后授予理学硕士学位(MasterofScience)。该项目分成两个阶段,第一年主要是必修课程(compulsorymodules)与半选修课程(semi-electivemodule)的学习,第二年主要是研究方向选修课程(electivemodules)与论文写作。必修课程包括农业与食品政策(AgriculturalandFoodPoli-cy)、应用计量经济学(AppliedEconometrics)、环境与资源经济学(EnvironmentalandResourceEconomics)、农场系统建模(FarmSystemModeling)、微观经济学(Microeconomics)等五门课程;另外,学生还可以从农业发展(AgriculturalDevelopment)、国际农业贸易(In-ternationalAgriculturalTrade)、粮食安全(FoodSecurity)等半选修课程里面选择一些课程。除了课堂学习外,学生还要求参与上机操作、小组讨论、学术研讨会以及案例分析等训练。第二个学年学生依然要从一系列课程中选修10门与自己研究方向相关的课程,这些课程的目的是为了强化学生农业经济学教育,并保证学生能够获得与意向工作相关的训练。硕士导师会对学生的选课和研究方向提供建议。根据每个学生的研究方向,第二学年还必须完成硕士论文的写作。该硕士项目的培养目标是培养学生的自然科学和社会科学双重视角、跨学科分析复杂系统、交流、谈判、促进以及团队合作能力。学生就业领域包括政府部门、NGO、国际组织、以及私人企业,具体目标职位包括农业产业的上下游、食品产业链管理、政府和非政府涉农部门、国家与国际涉农组织、研究与教学机构。

四、德国农业经济学博士的培养方案

德国能够授予农业经济学博士的学校较少,一共只有十几个,2005年德国开设农业经济学博士学位的几所大学联合成立了农业经济学博士学位项目(Doc-toralCertificatePrograminAgriculturalEconomics,以下简称PAE项目),联合为农业与食品经济学的博士生提供培训。这个项目通过大学联合开设课程,制定统一的学位要求,组织对相关理论与方法的系统学习来提高农经专业博士生的教育质量与效率。此后相关学校陆续加入该项目,截至2016年,一共有柏林洪堡大学、波恩大学、哥廷根大学等13所大学和研究所参与该项目,基本涵盖德国境内以奥地利所有能够授于农业经济学博士学位的大学和研究机构。接下来我们将以PAE项目为代表介绍德国农业经济学博士学位的培养方案。PAE项目的博士培养要求至少修满30个学分,每个学分相当于30个小时的学习。具体学分主要通过三个模块构成:理论方法模块18个学分(Methodologi-cal-theoreticalmodules),软技术模块6个学分(Softskills),学术研讨会模块6个学分(Colloquia)。其中理论方法模块又包括理论(Theory)、实证(Empirics)、专业课程(Focustopics)三个部分,理论与实证至少需要各自修满6个学分。具体每个模块课程的选择由博士生与自己导师商量决定。课程的开设由各大学相关专业教授自行组织,通过统一的选课网站向所有13所大学和研究所农经博士生开放,学生注册登记之后会收到授课老师的邮件通知具体上课时间和地点。由于课程由不同大学开设,所以上课地点分布在13所大学,这给全德国农经专业博士提供了一个共同学习和交流的平台。具体课程的设置根据教授的情况会有所变化,以2016年为例,当前一共开设有家庭行为分析、消费者行为分析、经济数学等9门理论课程,农业与食品经济时间序列分析、生产率与生产效率分析、高级计量经济学等15门实证课程,农业部分技术与创新、高级供应链管理、农业与资源经济学中的建模模型等6门专业课程。软技术模块主要包括农业经济学学术论文写作等相关课程。学术研讨会模块则取决于不同学校,以哥廷根大学为例,农业经济学博士毕业要求至少参加18次学术研讨会,并做3次学术报告。每次学术研讨会都要提供一份证明,由导师签字;学术报告则需要事先向学院提出申请,由学院安排时间地点并公告,届时需要邀请导师之外的其他教授做正式点评。修满30个学分之后方能申请进行博士答辩,答辩论文需首先提交学院,自己负责联系包括导师在内的3个答辩委员会成员,论文会首先由交给三个评审委员评审,评审委员写好意见之后交给学院密封,答辩前一周告知申请博士生,要求按照意见做好答辩准备,答辩时三个委员会以提交的评审意见为基础提出问题,要求博士生现场辩解。整个答辩持续1个半小时左右。答辩结束后答辩委员开闭门会议讨论答辩结果并给出等级,当前的等级包括五个:完美(0分),非常优秀(1—1.5分),优秀(1.6—2.5分),及格(2.6—4分),不及格(4.1—5分)。

五、总结

伴随着城市化和工业化的推进,农业在国民经济中的地位和作用不断发生变化,农业经济学也需要做出相应调整以适应市场需求。本文通过比较分析中国与德国农业经济学学科课程与专业设置以及研究生培养方案,为我国的农经学科改革提供参考。德国经验表明,食品经济、生物经济、农村可持续发展等必将成为农业经济学科未来的发展方向,农经学科的人才培养也应该适应市场需求,培养涉农企业经营管理、食品市场营销、产业链管理等相关的领域人才。

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