論創新人才培育在大學數學教育中的作用與實踐

楊 鵬

(九江職業大學, 江西九江332000)

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論創新人才培育在大學數學教育中的作用與實踐

楊 鵬

(九江職業大學, 江西九江332000)

在大學數學教學中，數學文化是科學文化，也是理性文化，對于人類的生活有重要的價值和功用，數學思想、數學知識中蘊含的理性精神對于人類的思維有深刻的穿透力，隨著數學知識在社會實踐中應用的拓寬，對于學生數學素養的培養，具有深遠的意義；大學生是社會文化重要的承載者和傳播者，提升大學生的創新素養，是時代的需要和呼喚，也是創新人才自身實現的價值需要。

創新人才； 大學數學； 教學； 實踐

在社會科技進步的現代化背景下，建設創新型國家是我國的重大戰略決策和任務，我們要關注大學數學教育與創新人才培育之間的關系，以基礎數學課程為切入點，培養學生的創新精神和創新意識，要以大學數學教育為后續課程學習的知識基礎，充分發揮大學數學課程在創新思維方面的引領作用，提升大學生數學創新思維的發展，以其不可替代的抽象思維性、推理嚴謹性和應用廣泛性，成為創新人才培育的良好平臺，為創新人才培育奠定堅實的基礎。

一、大學數學教育的現狀及趨勢分析

數學教育本身就具備“工具性”功能，它在促進個人的全面發展方面，具有不可替代的重要的育智功能和作用，然而，在長期的大學數學教育中，存在過分重視數學的“工具性”功能，而對數學教育的其他功能有所忽略，它在教育過程中延續了傳統的應試教育模式，將數學教育弱化為純粹的數學教學，存在"重知識而輕應用"的教學觀念，使學生的數學素養片面發展，一方面由于高等數學理論的過于嚴苛而使學生望而卻步;另一方面，又由于數學理論知識無法應用于現實問題而感覺枯燥，鑒于這些現象，高校數學教育對于學生的數學創新思維產生了極大的阻滯作用，社會所需的創新型、高質量人才也無法得以保證。

高校數學教育無論是在課程體系上，還是在教材內容上、教學手段上的研究，都顯現出滯后性，無法滿足現階段高等教育迅速發展的需要，高校數學教育存在一些問題，具體表現如下：

(一) 大學數學教材內容單一

大學數學教材側重于對數學概念、定理、公式的講述，而對大學數學的實際應用性能較少關注，尤其是關于數學史、數學文化、現代數學思想等方面的內容，更是缺乏。

(二)注重數學演繹證明及計算，忽視了創新能力的培養

在高校數學教育中，教師熱衷于對數學定理和公式的演繹、推理和證明，要求學生致力于數學計算運算技巧等，而對于數學思想的培育卻較少關注，對于數學知識應用于實際生活中的案例也較少，對于學生的應用能力、創新思維的培養較少。

(三) 對各專業課程體系的宏觀把握不足

在高校數學教育改革進程中，高等數學的教學時數大幅減少，教學方法和手段還較為單一，師生在數學課堂中的互動性不足，沒有對不同層次的學生進行數學基礎知識的教育，使學生的數學學習效果不佳。

二、大學數學教育中培養創新型人才的作用分析

大學數學教育是后續課程的工具，并以提高學生理性思維能力和審美能力為宗旨，它是培養高層次專門人才的共同基礎，創新型人才的培育在大學數學教育中，顯現出其獨有的地位和作用：其一，大學數學教育是后續課程的重要工具的基礎性課程；其二，大學數學教育可以使學生受到數學之美的熏陶和感染，這對于學生而言，具有潛移默化的影響，并將影響學生的終身，成為學生創新的動力。

數學思想和數學精神可以引導學生從數學的角度看待問題，可以增強對實際問題處理的條理性、思考問題的縝密性，這正是創新能力和創新精神不可缺少的內核，可見，數學教育是提升學生綜合素質的重要環節，尤其是在現代高科技為導向的知識經濟時代下，需要有足夠的創新精神的高素質人才，引領國家走向強盛和繁榮[1]。

三、大學數學教育培養創新人才的實現路徑

(一) 注重大學數學教材的改革

大學數學教學體系和內容需要進一步完善，要調整大學數學教材的內容，這是提高人才素養的前提條件，我國的大部分數學教材內容是為了應試教育而設置的，注重數學習題解答過程中的推理、判斷、論證等，使數學學習成為了一種解題能力的訓練，因而，需要根據現代創新型數學人才培養的要求，對大學數學教材內容進行改革，要充分挖掘大學數學教材中的內涵，對數學教學內容進行重組和優化，在數學教材內容調整的過程中，要遵循相關的原則，即：與生活貼近的原則、典型性原則、科學性和通俗性的原則。

警務指揮系統可以很好地處理在交通中產生的應急情況，得到出現事故路線的交通情況和車輛狀態，從而將信息及時地發布給相關人員，避免交通出現進一步擁堵。公共交通服務系統可以為出行者進行線路的規劃，確定合適的出行方式，從而確保其順利出行。

(二) 引入數學建模，培育創新人才的數學運用能力

1.注重數學概念的演變過程教學

數學概念是源于實踐的高度總結和概括，它可以精準地表達出數學的科學本質，具有普適性，然而，這種數學概念的精練和概括特質，使學生在數學概念和數學運用之間產生了難以逾越的鴻溝，一些學生盡管知道數學概念，卻不明白數學概念的發展過程以及在現實中的原型及應用，因而，要注重對數學概念的演變過程的教學，如：關于數學導數的概念，要讓學生明白，這個數學概念在生活中的原型是自由落體運動在某一時刻如T時的瞬間速度，這樣，在導數概念應用于生活中的問題如：生產效率、邊際時，學生就可以產生知識的遷移性運用，不會覺得數學概念過于抽象而不會運用[2]。

2.數學建模引入大學數學教育的途徑

數學建模思想可以通過兩個途徑進行滲透和融合，具體如下：可以通過現實問題，用通俗而直觀的演示，引出數學概念、定理或公式，并用通俗的語言過渡到結構嚴謹的數學語言，從而把握這類現實問題的數學建模方法，在數學建模過程中所體現的符號美、抽象美與嚴謹美，可以使學生沉浸在數學美的體驗和感悟之中。如：數學教材中的“δ”和“ε-N”語言，就展示出對數學極限概念的精準描述，學生難以理解這種數學符號，如果我們引入數學建模的思想，從劉徽的“割圓術”談起，并引入動態數值的模擬演示課件，學生可以感受到極限定義的形成過程，體味出極限概念的本質。

可以通過數學應用案例，進行數學建模示范，培養學生的應用能力。數學建模的具體教學案例如：在講解Gauss消元法時，向學生介紹計算機層析X射線照相術，數學建模教學步驟為：引出實際問題。計算機層析掃描儀根據病人頭外部測得的X射線，來計算出該病人大腦的圖像， 這種方法可行嗎？

數學模型建構。引導學生采用點線圖的方式，對掃描儀的工作原理進行描述，用點標識人體的某一器官，用線標識X射線，然后，創建相關的線性方程組。

數學模型求解。引導學生運用Gauss消元法，進行求解。

數學模型分析。通過數學建模，解釋計算機層析X射線照相術的可行性和合理性。

在通過上述數學模型建構和求解的過程中，學生感悟到數學知識的神秘和深奧，也由此產生學習線性代數的愉悅感，體會到數學知識和概念在實際問題中的應用價值和意義[3]。

(三) 注重培養學生的數學文化素養

在大學數學教育中，要倡導大學數學的分層教學，這是從數學文化觀的視角來加以分析的，大學數學教學要根據學生的不同層次，進行分層的、有針對性的教學，這是滿足數學人文文化的需求，要將大學數學作為一種文化進行教學，依據學生的不同文化差異，進行數學思想和數學思維的培養，最終的目標是培養大學生深厚的數學文化綜合素養[4]。

同時，大學數學與其他學科有廣泛的內在聯系，如：大學數學與計算機科學之中，計算機編程運算、函數模塊的調用等都需要數學思維和文化內容；大學數學與經濟學之中，導數概念與經濟學中的邊際概念、價格彈性都密不可分；大學數學與藝術學之中，函數的奇偶性與對稱美、極限與抽象美等。在大學數學與其他學科的廣泛關聯之中，可以激發學生對數學知識的興趣，感受到數學思想的廣泛應用性，并體會到數學內在的文化之美。

(四) 推進大學數學教育的線上、線下教學，優化大學數學教學環境

大學數學教學效率的整體提升，還與大學數學教學環境有關，要對大學數學教學環境進行優化，并主要從以下幾個方面著手：

1.創建開放式的數學教學環境

在大學數學教育中，要創設開放式的教學形式，將學生在數學課堂累積起來的數學問題引向課外，讓學生在課外的實踐課堂中進行探索和求解，學校要開放教學地點、實習基地、圖書館、實驗室等，使數學課程知識與其他知識資源相整合，拓寬學生的視野，使學生不再局限于數學課堂上的數學思維，而將視線轉向更為廣闊和深奧的社會、自然之中，體會到開放性的數學思想的再創造和開發[5]。

2.全面構建線上、線下相融合的網絡數學教學環境

大學要創建數學課程主題網站，將豐富的多媒體資源引入數學教學，向學生提供網上教學大綱、教學講義、數學習題解答等，并且設置數學網上操作范例，充分發揮網絡優秀教學資源的優勢，實現交互式的數學教學，并可以利用網絡實現對學生的網上測評，在網絡的支持下，為學生提供個性化的數學教學，實現交互的網絡答疑和測評等，從而提高大學數學教學效率。

3.開展高等數學競賽、數學建模競賽

數學知識在培育創新型人才的過程中，可以借助于數學競賽的有效手段，開闊學生的視野，增強學生的數學實際應用能力，挖掘學生的數學潛能，提升大學生的數學創新能力和運用能力[6]。

四、結語

總而言之，大學數學教育在培育創新人才方面，具有不可替代的基礎性地位和作用，它是后續課程學習的基礎，能夠在完善大學數學課程內容的條件下，為學生創設良好的數學教學氛圍和環境，同時在引入數學實驗教學和建模教學的過程中，調動學生的數學學習積極性，提高創新意識和創新精神，提高數學學習效率。

[1] 陳明學.規范高校人才培養方案評審過程的思考[J].江蘇高教, 2011(1):102-103.

[2] 徐高明,張紅霞.我國一流大學創新人才培養模式的新突破與老問題[J].復旦教育論壇,2010(6):63-68.

[3] 潘玉駒,陳文遠.高校學生評價制度存在的問題與對策[J].教育發展研究,2010(17) :84-88.

[4] 田道敏.教育改革視閾中的學生主體性問題論析[J].中州學刊,2010(3):146-148.

[5] 宋佳聲.基于學生主體認知過程分析的教學方法研究[J].集美大學學報(教育科學版),2010(2) :78-81.

[6] 廖志豪.創新型科技人才的素質培養[J]. 人才開發.2010(1):38-40.

On the Function and Practice of the Cultivation of Creative Talents in College Mathematics Education

Yang Peng

(Jiujiang Vocational University, JiujiangJiangxi332000)

In college mathematics teaching, mathematical culture is not only scientific culture, but also rational culture. It has important value and function for human life. The rational spirit contained in mathematical thought and mathematical knowledge has great penetrating power on human thinking. With the widening of the application of mathematical knowledge in social practice, it has far-reaching significance and function for cultivating students' mathematics accomplishment. College students are playing an important role in bearing and spreading social culture. Cultivation of creative talents in college is the need of the time and the need for innovative talents to achieve their own value.

innovative talents; college mathematics; teaching; practice

2016-09-05

楊鵬(1979-)，女，江西九江人，碩士，講師，研究方向為數學教育，電話：15972384325。

G642.0;Q13

[文章編號]1671-4733(2016)05-0118-04

10.3969/j.issn.1671-4733.2016.05.031