高等數學互動式教學與大學生創新能力的培養

張志信

摘 要： 在現代教學環境下，如何建立新的教學理念和研究新的教學方法對于本科教育和學生創新能力的培養具有很重要的理論意義和應用價值。本文主要討論在新的教學形勢下進行高等數學互動式教學的必要性，高校高等數學教學所面臨的問題，以及開展互動式教學的具體措施。根據實際的教學現狀，提供有效的教學方法和手段，提高學生學習興趣，促進其創新能力的提高，為現代化建設培養優秀人才。

關鍵詞： 高等數學 教學模式 創新能力 教學改革

大學高等數學互動式教學是一種新的教學理念，大學高等數學互動式教學從根本上說是現代社會發展對大學高等數學教學提出的一種更高的要求，也是大學高等數學教學自身內在不斷完善和提出更高要求的體現，是對傳統教學的揚棄與創新。為了適應現代社會對人才的創新能力和綜合能力的要求的不斷提高，我們要進行高等數學教學改革以促進學生創新能力的培養，是現在高等數學教學所面臨的重要課題。教育工作者在這方面進行了不斷嘗試和大膽教學改革，為提高現代大學生的數學素質和創新能力的提高作出了重要貢獻。

為了不斷促進現代大學生的數學素養和創新能力的提高，結合現在大學高等數學教學所面臨的問題，本文在教學前輩豐富的研究成果的基礎上，討論了高等數學互動式教學對學生創新能力培養的促進作用，以及如何進行互動式教學，從而促進學生創新能力的提高。

需要指出的是，大學高等數學互動式教學雖然是針對傳統教學的弊端提出來的，但它并不是對傳統高等數學教學的全盤否定，它是在合理吸收傳統教學思想的基礎上發展起來的新的教學思想，是對傳統教學弊端批判基礎上的思想超越。另外，在大學高等數學互動式教學模式下，對教師自身的科學文化素質和駕馭課堂的能力要求較高，要求教師在課堂教學過程中有綜合運用多種教學方法的能力；教師在備課過程中，要準備豐富的相關素材，檢索相關的最新信息，并做好整理歸納。這樣教師在課堂上就可以輕而易舉地完成多種教學方法的轉化。下面將在明確進行大學高等數學互動式教學的必要性的基礎上，針對現代高等數學教學過程中出現的問題和現象，改變教學理念、教學手段和方法，進行高等數學教學改革和創新，促進學生和教師在教學過程中的真正意義上的互動，激發學生的學習興趣，促進學生的創新思維，培養和提高學生的創新能力。

一、高等數學互動式教學的必要性

高等數學互動式教學是想通過營造輕松愉快的互動高等數學教學環境，在教師和學生之間進行平等交流探討的過程中，使學生和教師的不同觀點，不同方法得到交流，從而激發師生雙方對知識的不斷探索和追求，激發學生的學習興趣，優化教學效果的一種教學方式。在教學過程中，我們要明確學生的主體地位，學生是知識的接受者，是學習的主要執行者。如果我們不能清楚認識學生在學習過程中的主體地位，一直將其置于次要地位，那么我們將無法順應現代高等數學的教育目標。而這種學生一直處于附屬地位，處于被動接受狀態，在我國高等數學教學過程中是普遍存在的。從現在高等數學教學的理念上看，我們強調傳授學生高等數學的數學知識，而忽視了對學生主體性與學生學習興趣的培養；從現在高等數學教學過程觀察，教師是教學過程中的主要執行者，幾乎掌控一切，從教學目標的設計，教學模式、方法的選擇，到課內外作業布置，學生學習成績的評價，學生都處于被動接受狀態。這些都導致了學生主體性的自然缺失，沒有真正參與教師的教學活動和接受教師教授的知識。從現在高校的教學效果來看，學生上數學課沒有激情，上課看手機，師生之間缺乏互動和正常交流，從而背離了我們大學高等數學的教育宗旨。高等數學互動式教學重視教師和學生的互動，讓學生參與教師的教學過程，建立教師和學生的溝通通道，促進學生主動學習，積極思考，達到學習目標。

大學高等數學互動式教學是對高等數學互動教學模式的不斷探索和總結，不斷進行教學改革和新的嘗試，提高學生的學習主觀能動性，培養學生的數學興趣，提高學生的創新能力，提高學生的可持續發展能力。

二、高等數學教學的現狀和存在問題

1.傳統的教學觀念在大學高等數學教學理念中占據主導地位。傳統的教學觀念把老師贊譽為“人類靈魂的工程師”。其中既有對老師這個崇高職業的贊美，又把老師比喻為產品的設計者并兼做生產者，學生則是一種產品，得按照預定設計的“圖紙”進行標準化的“定制生產”，這種帶有強烈的“集中統一”的教學觀念，體現在教學及其管理的方方面面，無論是高等數學的教學大綱的制定和對各個學科專業的教學內容的設置，還是文、理科的高等數學的教學要求一直沿用以前的版本，雖然根據現狀有所調整，但是變化不大。高等數學作為其他學科的基礎課程，根據不同學科的知識體系，對于高等數學教學內容應該有不同的要求，而目前，高等數學多數情況下基本分成文、理科兩個分類進行編寫教材和教學大綱，沒有突出各科對高等數學的不同要求。在教學過程中，教師一直是處于主導地位，教師講什么，學生學什么，否定了學生的主體地位，抹殺了學生的學習主動性，讓學生參與教學的觀念不強。師生互動和交流很少。評價體系單一，期末成績是評價學生學習情況的唯一標準，雖然目前引入了平時分制度，但是在實際執行過程中沒有充分發揮作用，不能全面地對學生的學習情況和對知識的掌握程度做出客觀評價。不能從學生學了什么、能干什么，對實際問題的分析、思考和解決的能力的角度出發，為評價學生的綜合能力，制定合理考核制度和評價體制。更重要的是隨著大班教學的進行和教學課時的壓縮，教師只能按照教學大綱按時按量完成教學任務，沒有時間和精力使用有趣的科學實驗和豐富的數學史料激發學生的學習興趣和對數學科學的探索，缺乏對學生的創新思維和創新能力的訓練。

2.教學方法改革形式大于內容。在高等學校，關于高等數學的教學改革一直是教師和學生關注的重要話題，大到國家的教研項目，小到學校的教學改革課題，從事高等數學教學的教育工作者都在為提高高等數學教學質量而孜孜不倦地努力。然而受到現在的高?，F狀和教學環境的影響，高等數學教學改革進展緩慢?，F在大部分高校采取大班教學，高等數學教師資源不足，設備條件不夠，雖然有好的教學模式和教學方法，實現真正意義上的教學改革有一定的困難。現在高校雖然認識到高等數學教學改革的重要性，但由于資源限制和制度的約束，進行參與式和互動式的教學改革力度不大，只是從形式上給予支撐，真正落到實處的極為有限，從整體看高等數學教學模式的改革并沒有實質性的突破。對于現代高等數學教學改革將是一個不斷探索，不斷總結規律，不斷實驗的漫長過程。

3.師生關系不容樂觀，缺乏師生互動。長期以來，受到傳統教育觀念的影響，教師和學生一直被賦予對與錯、命令與服從的對立關系，天生處于對立狀態，致使學生和教師不能平等對話和交流，關系僵化。現在高校教師和學生的關系緊張，教師在教學過程中總是以“嚴師”的面孔出現，加上平時師生交流少，使得和諧愉快的氛圍被打破，正常的交流通道被隔絕，以至于師生關系不和諧。高等數學教師對于學生來說大部分都是外系老師，沒有同院系的親切感，除了正常教學時間以外，根本沒有時間和學生進行交流和溝通，加上高等數學教師本身教學任務重、作業量大，學生很容易產生對立情緒。另外，高等數學大部分情況下都是大班上課，教師不能對每個學生的學習和生活情況都詳細了解，缺乏交流，缺少溝通，也會促使師生關系對立。所以高等數學教師如何利用合理時間和學生進行溝通，培養感情，營造快樂愉悅的課堂氣氛，建立良好的師生關系顯得尤為重要。在此基礎上，教師才能讓學生從“要我學”變成“我要學”，才能引導學生學習，培養學習興趣，與學生進行互動教學，發掘學生潛能，從而創造輕松活潑的課堂教學環境。

三、開展大學高等數學互動式教學的具體措施

1.不斷深入以學生為本的教育理念。以學生為本的高等數學教學理念的建立是學生學好高等數學的前提。高等數學的教學要以學生為中心，一切為了學生，學生是一切。然而受到傳統教學思想的影響，目前以學生為主體的教學理念沒有得到根本確立。在大學學習過程中，高等數學的學習是敲門磚，是其他專業課程的基礎，對于學生自身專業學習有深遠的影響。高等數學教學大綱的設置，教學內容的選取，課程學時的設置等方面都要從學生學習的角度考慮，將學生置于教和學的中心位置，只有這樣高等數學的教學環境和學習氛圍才能得到根本改變。雖然現在高校都確立了以學生為本的教育思想，為學生服務，為教師教學服務，但在學校實際環境和資源的約束下，很少能真正落實和實踐。高等數學教學改革要確立以學生為本的教學思想，在教和學的過程中處處以學生為學習的主體，將學生從被動接受者轉變為主動學習者。教師是學生的引領者，要服務學生，引導學生，增強師生互動和交流，培養學生自主學習能力和創新思維，不斷激發和挖掘學生的潛能，從而提高學生的創新能力和綜合素質。

2.結合現代教學手段，開展互動式的教學模式。隨著現代科學技術的不斷進步和發展，現代教學軟件和設備得到了飛速發展。教師應該學習和使用現代教學設備和軟件，改變傳統的授課方式，強化課堂教學效果。我們要充分利用現代教學設備給教學帶來的優勢，在短時間內給學生展示豐富的教學素材，這在若干年前是不可想象的。教師除了粉筆就是教材的日子已經結束，我們應該適應現代教學手段變革的趨勢，結合自身課程的特點，改變現有的教學模式，利用現代教學手段和學生進行互動，進行科學有效的互動式教學改革。

現代多媒體教學設備在使用過程中用豐富的聲音、色彩、圖形和動畫等形式傳達知識和信息，極大地調動了學生和教師的感官，增強了學習的趣味性。對于相對于其他課程相對枯燥和難懂的高等數學來說，現代多媒體教學設備的合理高效利用是高等數學教學的福音。高等數學對于剛進入高等學府的學子來說是一門科學性、邏輯性和理論性很強的課程。學生在學習過程中會因為抽象的數學概念而苦惱，因為復雜的三維圖像而沮喪，因為邏輯性強的理論證明而不知所措，因為高等數學的難學而望而卻步，有的同學甚至會因此放棄這門課程的學習。合理有效地利用現代教學設備可以解決這些學生在學習過程中的難題，讓高等數學的學習變得簡單、輕松、有趣。通過多媒體和現代教學軟件，教師可以使用有趣的故事或者過程展示引入和解釋難懂的數學概念，可以使用數學軟件展示更復雜的三維圖形，使得學生對數學問題有直觀了解。教師可以利用動畫和分步實現的方法解釋復雜理論的推導過程，使得推導過程直觀易懂。并且由于是電子信息，學生可以利用業余時間重復學習，便于在發現問題時給教師反饋，與教師進行交流。多媒體教學最大的優點是可以快速展示內容，改變了教師在黑板上一筆一畫書寫的過程，為教師節約了課堂時間，為與學生進行交流提供了良好的條件。同時，多媒體的使用可以增加課程相關知識的信息量，通過屏幕提供豐富的教學資源，這在以前是很難做到的，這為學生的自主學習提供了可能?？梢酝ㄟ^多媒體給學生展示問題，與學生一起分析、討論問題，最后解決問題。教師在教學過程中充分地和學生進行互動，讓學生參與教學過程，實現互動式教學。

3.加強網絡平臺建設，加強師生交流。網絡技術的發展改變了我們的生活，也改變了我們的教學模式?，F代網絡在為教師提供豐富的教學資源和教學經驗的同時，也為教師和學生之間建立了一座無形的溝通的橋梁。現在高校都在進行網絡教學平臺建設，通過網絡可以提供學習資源，建立師生互動平臺，這為教師和學生的交流提供了很好的物質基礎，為學生和教師交互式的交流提供了可能。教師可以借助網絡軟件和學生建立交流渠道，可以在線聊天，答疑和討論問題，為教師和學生節省了時間和經濟成本。至于這種交流方式所帶來的時間成本應該是學校應該考慮的問題，高?？梢钥紤]建立教師在線答疑制度或者其他方法，同時建立一套合理規范的工作量的認定，這樣對于學校、教師和學生都是有利的。高校要加強師生網絡交流平臺的建設，增進師生交流，建立良好的師生關系和友誼，只有這樣師生才能相互理解、相互信任，才能在輕松快樂的氛圍中搞好學習，共同進步，共同提高。

4.開展數學實驗，注重學生實踐能力和創新能力培養。學生創新能力的培養離不開科學合理的學習訓練，學生在不斷思考、實驗、實踐的過程中會提高自身的綜合素質和創新能力。在高等數學教學過程中，教師不僅要傳授課本知識，還要注重學生實踐能力和創新能力的提高。高等數學除了豐富的課本知識以外，還有豐富無限的和各個學科相關的數學問題，教師可以結合各學科特點讓學生開展數學實驗，從數學問題的提出到數學模型的建立，從數學問題的分析、解答到實驗結果在實踐中的具體應用。教師和學生討論問題、分析問題、解決問題，加強合作和交流，進行互動式的教與學。通過數學實驗的訓練和學習，學生會對于高等數學有更深層次的認識和理解。通過開展數學實驗，學生會針對某些數學問題提出創新想法，并賦予數學軟件來實現，在實驗過程中和教師、同學一起分析和探討問題，在成功中分享喜悅，在失敗中總結經驗教訓，從而完成學生從被動式接受知識到主動參與教學的轉變。

5.建立合理的科學評價體系?？茖W合理的考核評價體系是高等數學教學改革的關鍵。高效的考核評價方法對高等數學的教學具有指導作用?，F代高校要建立科學合理的高等數學的考核方法，改變傳統的考核機制，轉變以考試成績定終身的觀念，針對傳統的考核機制進行改革和創新，既要重視學生基礎知識的學習和理解，又要加強學生數學實踐，促進學生創新能力的提高。

科學合理的考核評價方法是激發學生的學習熱情和學習能動性的前提。傳統考核方式單一，試卷題型固定，考試內容缺乏新意，主要根據考試卷面成績評價學生的學習情況，已經不能適應現代高等數學教學要求。高等數學要根據實際情況和現在的教學特點，適當調整期末卷面成績和學生平時分的比例，建立動態的成績考核方法。雖然現在部分高校已經施行平時成績加期末成績的考核方案，但是在平時分的考核上還是有不少問題。高等數學要重視學生平時學習過程的監督和管理，建立完善的平時考核制度，使得考核方式多樣化，如可以使用加分題等方法。在考試內容上要改變現有的統一試卷的方法，引入新的題型和內容，強調各個學科的高等數學試卷與各個專業的專業特點相結合，如生物學的學生可以在試卷上出現簡單的人口模型的求解，細菌傳染的模型分析等，體現學以致用?？荚囍皇鞘侄危皇悄康模瑢W生學了什么，能用高等數學解決問題的能力才是高等數學的教學的最終目的。

教學是教和學的統一，只有教，沒有學是不科學的。如何在現在復雜多樣的高等數學教育環境下，開展互動式教學，進行科學、高效的高等數學課堂教學，提高學生的能動性，促使學生和教師互動，是高等數學教育工作者共同面臨的教育改革課題。只有不斷深入以學生為本的教育理念，不斷革新現有教育模式，進一步改善師生關系，建立科學合理的評價體系，我們才能適應現代社會對高等數學的教學要求，才能培養社會需要的有思想、有才華、有創新能力的復合型人才。

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教學基金：安徽大學教學改革研究項目（xjjyxm14023）