一、 指標之現況描述與特色
1.1班制之教育目標與核心能力及其制定情形
本系之教育目標經本系教師反覆討論以後,歸納為三點:
1. 訓練嚴謹思考與推理能力。
2. 奠定理論與應用數學的基礎知識。
3. 具備跨領域學習能力。
對各班各組所對應之專業能力表列如下:
【圖表:各班別教育目標與專業能力】
班別 |
教育目標 |
專業能力 |
學士班 (數學科學組) |
1. 訓練嚴謹思考與推理能力。 2. 奠定理論與應用數學的基礎知識。 3. 具備跨領域學習能力。 |
A.具備基本數學知識及邏輯推理能力。 B.具備學習數學相關領域的預備知識。 C.具備軟體應用與科學計算能力。 |
學士班 (統計科學組) |
A.具備基本數學知識及邏輯推理能力。 B.具備機率、統計及相關領域的知識與應用能力。 C.具備軟體應用與統計計算能力。 |
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碩士班 |
A.具備專業數學知識及邏輯推理能力。 B.具備學習其它學科的能力,以期能邁向跨領域研究。 C.具備獨立思考與解決問題的能力。 |
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統計碩士班 |
A.具備專業機率、統計知識與應用分析能力。 B.具備程式設計與統計計算能力。 C.具備學習其它學科的能力,以期能邁向跨領域研究。 |
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博士班 |
A.具備專業知識及邏輯推理能力。 B.具備學習其它學科的能力,以期能邁向跨領域研究。 C.具備獨立思考與解決問題的能力。 |
其背後的考量是:
1. 一般大一新生對數學的認知還是停留在計算的層次,本系教師感到有需要盡早導正學生們的認知,確立數學的本質。
2. 在起步階段,奠定良好的純數或應用數學的基礎,以利日後之發展。
3. 大部分同學日後從事相關工作,都需要具備軟體與計算能力。
1.2班制之課程規劃及其與教育目標與核心能力之關係
因應設定之目標,在大一課程中做了特殊安排。除了計算機概論與程式設計外,兩學期的微積分共有八個學分,一方面培養學生的計算能力,同時開始介紹實線的性質,讓學生對計算背後的依據有感。另設數學導、分析導論課程,一方面加強學生的邏輯推理能力與基礎數學知識,同時也讓學生體會數學的本質在於抽象思考。最特別的是,有異於其它的數學系,本質比較抽象的線性代數也安排在大一課程。讓學生盡早接觸比較繁複的數學推演及數學架構的建立,同時開始寫簡單的數學證明。
大二的主力課程是上下兩學期,總共八學分的高等微積分。同學在這裡需要學習實線的性質,並檢驗其後果,從而看出微積分背後的理論基礎。習題中包括了許多數學證明。一旦完成大一大二的這些基礎課程,學生除了具有良好的邏輯推理與計算能力外,也對數學的本質有切身的體會。
此外,大二也安排了基礎機率與統計學兩門課,開始向學生介紹數學的應用。雖然本系分為數學科學與統計科學兩組,但同仁相信這樣的接觸,對所有同學都有益處。
大三以上,學生的選項就比較多了。數年前,校方已經把所有課程學程化了,性質相近而又密切關連的幾門課歸為一個學程,目的是引導同學的學習方向,在個別的課題上能有較深入完整的認識。因此,本系也做了詳盡的規劃,訂出許多不同的學程,分別是應數基礎學程,數學科學組核心(一)學程,數學科學組核心(二)學程,統計科學組核心(一)學程,統計科學組核心(二)學程,及統計資料分析,數學,資訊計算,數學科學等四個專業選修學程,詳如佐證資料(1-1):102學年學士班統計科學組課規及佐證資料(1-2):102學年學士班數學科學學組課規。其他學年資料亦參閱本校教務處課規查詢系統。
同學可依自己的興趣與需求,選修不同的科目。各個課程與核心能力的關係分析可檢視附錄。
另外,本系也訂有課程地圖,幫助學生釐清各科的前後關係與修習順序。詳如佐證資料(1-3):學士班數學科學組課程地圖及佐證資料(1-4):學士班統計科學學組課程地圖。
二、問題與困難和改善策略
問題與困難來自幾個方向,其中,大學部與研究所就頗為不同,分述如下。
首先,從大一開始,相當一部分同學適應困難,感到和高中所學的無法銜接。問題嚴重的,還會影響到後續課程,到最後,不但設定的教育目標未達,核心能力沒有建立,甚至造成延畢,對學生未來發展影響甚大。
究其原因,是高中的數學訓練都趨向大量的計算與考試練習,學生學會了如何算一些「難題」,但對背後的原因與其中的邏輯關係,通常一知半解,或甚至從未想過。大一新生關心的通常是「如何去計算一道題目」,而不大理會這些計算的基礎為何。同仁認為,要導正學生的認知頗不容易,只能一步一步來。另外,本系分數學科學組與統計科學組,
兩組學生需求不盡相同,合班上課有時難以兼顧,如數值分析即為一例。
本系具體的應對策略有下面幾點:
1. 在校核心課程開設「普通數學」一課,作為銜接高中課程的橋樑,鼓勵有需要的同學去修。
2. 在大一課程安排了數學導論與分析導論兩門課,有序引介數學的精神與基本概念。
3. 大一的上下兩學期,總共八學分的微積分進一步縮減內容,把向量分析的部分獨立出來,成為另一門課。
4. 同樣是大一上下兩學期的線性代數也分為三學期的課,減輕學生的負擔。
5. 原來的數值方法課,分成數學科學組與統計科學組兩班各自上。
6. 對學習有困難的同學,除了老師與助教的輔導以外,也鼓勵學生到本系的數學小天地向同學請教。
7. 在修習進階課程,如實變函數論,複變函數論,代數或數理統計等課前,鼓勵學生參加會考,檢驗自身是否具備足夠能力修習。
8. 於學士班兩組課規中增加研究所「引導研究」課程,一方面引導學生接觸研究課題,同時對有需要的同學,也可以給予更充分的個別輔導。
9. 此外,在進階學程中,也放進更多的選擇,讓同學依自己的興趣選修。
相對於大學部比較技術性的問題,研究所呈現了另外一個情境。
首先,是全台研究所名額過多,而學生來源逐漸萎縮。本校位處偏鄉,學生有選擇的話,傾向往北部或西部走,因此,報到率每況愈下,到103年度,數學科學組掉到四成,統計科學組掉到低於六成。而且,最後來註冊的大多是後備名額,準備較不足。
這又導致其它問題。人數少,常使得研究所的課人數不足,甚至流課。因此,雖然表面上學生可以有不同的選修,其實,課程的多樣性受到很大的限制。
再來,學生準備不足,上課倍感吃力,老師大多需要調整課程內容,幫助學生銜接。甚至開課重溫大學課程的內容,如研一的分析導論,相當一部份是在處理高等微積分的材料。這些因素又互為因果,使得總體水平下降,更進一步讓後面的學生卻步。
這些問題,相當一部份來自外來因素,並非單純的課程規劃問題,比較不易處理。就本系能力範圍,因應的方式主要是調整授課的內容,讓同學有時間適應,同時老師們也加強個別輔導,鼓勵同學提出疑問討論。
三、總結
在面對大環境的不斷變化,本系堅持固有的教育目標與培養核心能力的初衷,同時針對學生的改變,在課程規劃與授課內容上做出相應的調整,同時許多老師的額外付出,讓大學部運作順暢,學生的反應也大體良好。
相較之下,前景較不確定的是研究所的未來,有待同仁繼續努力,共商適當對策。