英才计划与中学生培养(一):卡脖子形势下,人才培养方向何在?

标签: 专栏 数值计算

社区小助手 2023-02-27 17:10:03

为切实促进高校优质科技教育资源开发开放,建立高校与中学联合发现和培养青少年科技创新人才的有效方式,中国科协和教育部自2013年开始共同组织实施中学生科技创新后备人才培养计划(简称“英才计划”)。目前,共有15个省市、20所高校等参与培养工作。 

 

在中国数学会2022年学术年会中,中国数学会与英才计划全国管理办公室设置了中学生创新人才培养论坛。参加论坛人员包括英才计划数学学科工作委员会专家,部分“英才计划”高校导师、中学教师、数学学科学生等。

 

北京大学重庆大数据研究院基础软件科学研究中心执行主任、北太振寰创始人卢朓副教授收到中国科协的邀请参加论坛,分享中学生基础学科科技创新后备人才的培养经验与体会。他说他感到非常荣幸。刘东升、陈姝羽等学生取得一系列的成绩,这主要还是他们自己努力的结果。他为他们感到高兴和自豪。

 

卢朓副教授参与了四年的“英才计划”项目,教学相长,对中学生人才的培养工作有了更深的认识,以下是卢朓副教授在论坛上的汇报。

图片1.png


“德、才、学、识”,以德为先

 

结合我自己的科研方向,一方面,我希望能够在“德、才、学、识”四个方面提高学生的综合素质。

 

王梓坤院士的《科学发现纵横谈》是一本很好的科普书,每年我都会推荐给学生。王梓坤院士把治学成才之道归纳成十个字——“理想、勤奋、毅力、方法、机遇”。

 

“德、才、学、识”是对科学工作者的素质的基本要求。德,主要是指政治立场和态度, 指追求真理、热爱真理、严于律己,力求人品高尚。“德、才、学、识”四者不可或缺,而“德”居其首。“才”、“学”、“识”受“德”的制约。

 

我在对学生的培养过程中,把“德”放在首位,让学生了解科技发展的现状以及“卡脖子”问题,让学生立大志,把自己的成长与国家的需要紧密地结合起来。

 

柴静记者对丁仲礼院士的访谈是一段很好的科普节目。在访谈过程中,丁仲礼院士向大家说明,地球平均气温升高2度会导致多少多少物种灭绝是英国的一家科研小组用计算机模拟出来的,并不一定可信。

 

柴静接着说“我们几乎是信仰实验室的所有…”。 可以看到柴静从相信科学已经变成了迷信科学了,实际上科学结论是可以证伪的,并非意味着绝对真理。柴静又进一步说“ ... 得到了主流科学界的认同” 。这说明柴静是迷信西方的科学家权威。

 

丁仲礼院士说:“科学家有主流吗,真理的标准是根据人多人少定的吗?”接着,柴静又说“作为一个科学家不应该从国家利益出发,而应该从整个人类的共同利益出发”。这说明柴静是把西方的利益看成了整个人类的共同利益。

 

实际上,我们如果没有维护占到全球总人数1/5的中国人的利益,就不能说我们维护了全人类的共同利益。在培养学生的过程中,我会建议学生看看这段访谈,告诉他们不要迷信科学、不要迷信权威。

 

西方国家在科技等各个方面卡我们的脖子,破坏全球公平竞争的环境,其目的只是为了他们自己的利益。如果真如他们所愿,我们完全失去了竞争力,最终也会导致他们失去继续努力奋斗的动力,进而影响全人类的科技发展。

 

我们期待的是全人类的团结协作,共同推动科技等各个方面的发展。目前惧怕公平竞争的不是我们,我们没有选择,只能自力更生努力奋斗,争取把核心技术掌握在自己的手里,这样才能使西方看到封锁无效之后,放弃他们使绊子的行动,才能够迎来全人类团结起来为共同利益而努力奋斗的美好局面。

 

培养创新型人才,数学建模至关重要

 

另一方面,我希望能够培养学生的数学建模、数据分析和数值实验的能力。

 

(1)应用数学的价值观的三个方面:理论、交叉和落地

 

对学生的培养主要还是看学生的兴趣,因材施教;另外也结合我自己的专业特点——应用数学方向。早期的数学并没有区分基础数学和应用数学,后来研究方向开始逐步细化,可以分成基础数学和应用数学:基础数学包括代数,几何和分析;应用数学包含概率统计、运筹优化、计算数学、控制论等。

 

应用数学的价值观和基础数学不一样,它具有多元化的价值观。在张平文院士的《数据科学融通应用数学》的报告中给出了三个方面:


首先,应用数学和基础数学一样,也是数学的一部分,也追求简洁与美,我们称之为理论;第二,应用数学和化学、材料等学科交叉,此时应用数学追求的价值观和所交叉的学科的价值观一致;第三,应用数学还有很重要的一个价值观是“落地”,即经济与社会价值。这部分也是非常重要的。

 

现在全世界哪个公司最重要、最厉害?谷歌显然算得其中之一。谷歌起源于PageRank算法。


图片2.png 

扫码查看Page Rank 算法简介视频


我在B站给出的PageRank算法的一个简介,有兴趣的中学生也是能看得懂的。作为谷歌公司的PageRank算法从数学的眼光来说,它不属于原创,从逻辑角度来说却是原创的,即追求经济与社会价值。

 

(2)应用数学的精髓是模型和计算:数学建模的重要性

 

应用数学的精髓是模型和计算。

 

1998年菲尔兹奖得主、英国数学家高尔斯(T.Gowers)认为:数学研究的对象并非真正的现实世界本身,而只是现实世界的数学模型,也就是现实世界的一种虚构和简化的版本。

 

李大潜院士指出:“传统的数学教育往往从基本的概念或定义出发,以简练的方式合乎逻辑地推演出所要求的结论。这固然可以使学生在较短时间内按部就班地学到尽可能多的内容,并体会到一种丝丝入扣、天衣无缝的美感。但是,过分强调这一点,就可能使学生误以为数学这样的完美无缺、无懈可击是与生俱来、天经地义的,反而使思想处于一种僵化状态,在生动活泼的现实世界面前手足无措、一筹莫展,甚至使学生感到学了很多据说非常重要、十分有用的数学知识以后,却不会应用或无法应用,甚至还觉得毫无用处。"

 

数学模型是数学与应用的一个桥梁。李大潜院士还指出“通过数学建模将一个看来与数学无关的现实问题归结为一个合理的数学问题,并利用数学方法成功地予以解决,这是重要的能力与素质。这种能力和素质的培养与提高,对一个合格的数学工作者、特别是应用数学工作者来说,无疑是十分值得重视、应该着重加以培养的。数学建模对培养创新型人才非常重要。” 现在国家已经把数学建模的实践与活动列入全国高级中学的教学计划。

(未完待续)


1621 8 4 收藏 回复

回复

红枣红枣 2023-02-27 #1

以“德”为先,很赞同

judy 2023-02-27 #2

少年强则国强,科技的进步确实要从小抓起。希望在教育这块能有更多的创新,引导青少年多向发展,激发他们对科技学习的兴趣,毕竟兴趣才是最好的老师。也希望我们国家的技术能早日不“卡脖子”

BaddyTimothy 2023-02-27 #3

卢老师分享内容受益匪浅,点赞!

HanqinWu 2023-02-27 #4

数学建模在大学是作为一门专业课进行教学的,很多学校也是专门在建立各种社团和兴趣小组在研究数学建模竞赛。数学建模已经是一个沟通自然科学,人文社科等学科和基础学科之间的桥梁,也是落实课程思政的一个有力体现。在中学就有意识培养学生的数学建模思维有助于这些同学以后在从事跨学科交叉的研究,有灵活的思维和看待问题的思路。数学建模这个学科慢慢会成为一项科研技能走进许多学科的科研领域,极大的鼓舞了中国许多学科的发展,比如运筹学,统计学等学科以及交叉学科的发展,比如生态经济学,生物信息学等。课程思政也是在立德树人,培养学生不死读书,灵活运用数学知识到自己的学科领域,激发学生的创造力。所以,数学建模的发展任重道远。坚定支持数学建模竞赛发展,支持各种数学建模软件的开发和研究,也同时对一直在基础学科领域的工作者说一声,你们辛苦啦。我们一起加油。

北太卢朓 2023-02-27 #5
引用:数学建模在大学是作为一门专业课进行教学的,很多学校也是专门在建立各种社团和兴趣小组在研究数学建模竞赛。数学建模已经是一个沟通自然科学,人文社科等学科和基础学科之间的桥梁,也是落实课程思政的一个有力体现。在中学就有意识培养学生的数学建模思维有助于这些同学以后在从事跨学科交叉的研究,有灵活的思维和看待问题的思路。数学建模这个学科慢慢会成为一项科研技能走进许多学科的科研领域,极大的鼓舞了中国许多学科的发...

让我们携手同行,共同努力!

北太卢朓 2023-02-27 #6
引用:卢老师分享内容受益匪浅,点赞!

谢谢

北太卢朓 2023-02-27 #7
引用:以“德”为先,很赞同

握手

红枣红枣 2023-03-01 #8
引用:数学建模在大学是作为一门专业课进行教学的,很多学校也是专门在建立各种社团和兴趣小组在研究数学建模竞赛。数学建模已经是一个沟通自然科学,人文社科等学科和基础学科之间的桥梁,也是落实课程思政的一个有力体现。在中学就有意识培养学生的数学建模思维有助于这些同学以后在从事跨学科交叉的研究,有灵活的思维和看待问题的思路。数学建模这个学科慢慢会成为一项科研技能走进许多学科的科研领域,极大的鼓舞了中国许多学科的发...

厉害了!

回复

重置 提交