探索創新人才培養與數學實踐教育模式研究

張雷++董志清++雷鳴

摘 要：基于“大眾創業、萬眾創新”的良好氛圍，為了迎合創新驅動發展戰略、深化高校創新教育改革，傳統數學教育模式已經越來越凸現出學生創新意識和創新能力培養方面的局限性，學生學習缺動力，創新欠活力。經過對數學教育進行多年的探索與實踐，逐步形成了以“用數學”為導向的教學理念，構建了多梯度“用數學”課程鏈，打造了驅動學生學習動力和創新活力的多維度數學實踐教育體系，效果顯著。

關鍵詞：創新活力 多維度 課程鏈 教育生態

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0238-03

Research on the Cultivation of Innovative Talents and the Mode of Mathematical Practice Education

Zhang Lei Dong Zhiqing Lei Ming

（College of Mathematics and Statistics， Chongqing Jiaotong University， Chongqing， 400074， China）

Abstract： Based on the “public entrepreneurship， innovation” good atmosphere， in order to cater to the innovation driven development strategy， deepen the reform of high education， the traditional mode of mathematics education has been increasingly highlighted the limitations of cultivating students innovation consciousness and innovation ability， students lack of power， less innovation vitality. After years of exploration and practice of mathematics education， and gradually formed a “mathematical” oriented teaching concept， build a multi gradient “Mathematics” course to create a driving chain， students learning motivation and innovation system of multi dimension mathematical education practice， significant effect.

Key Words： Innovation vitality； Multi dimension； Curriculum chain； Education ecology

當今數學已滲透到各個學科領域，形成了許多交叉學科分支，因此數學在人才培養中愈顯重要。傳統的數學教學中，理論知識的教學與知識實際應用環節相剝離，只顧知識傳授，而忽略能力培養的教學問題已經越來越嚴重，致使不少學生的數學學習“既學不好，又用不好”，導致創新人才的培養得不到很好的發展。隨著經濟全球化時代的到來，一個簡單的共識就是需要大批能正確應用數學并理解數學應用能力的從事各行各業、各個層次的人才[1]。實踐證明，數學教育在創新型人才培養過程中具有其他學科不可替代的重要作用[2]。

經過長期的教學研究與實踐，根據辦學宗旨和人才培養目標，逐步形成了以“用數學”為導向的教學理念，構建了多梯度“用數學”課程鏈，打造了驅動學生學習動力和創新活力的多維度數學實踐教育體系，促進了學生的學習向自主性、研究性、創新性轉變[3]。該體系貫通課程內外，貫穿教學全程，體現系統性和科學性，遵循學生的認知規律。

1 多維度數學實踐教育體系

在教學活動中，打破以往的“以教為主、算數學”的傳統數學教育方式，解放思想，以“用數學”為教學向導，培育學生學習興趣，將壓力學習轉化為動力學習，驅動學生學習動力和創新活力的良性發展。多梯度“用數學”課程鏈由數學基礎教育課程群、創新實踐教育課程群、數學應用實踐群三部分構成。

（1）數學基礎教育課程群，是多梯度“用數學”課程鏈的基礎，針對不同的要求，分為文化基礎層、專業特色層、自主提高層。培養學生創新思維和科學研究的基本素質，提高學生實踐和創新能力。

（2）創新實踐教育課程群，是多梯度“用數學”課程鏈的重心，注重創新能力培養。通過整個過程的學習和實踐，學生的各科知識被綜合調動起來，學生能真正體會到每一門課的知識價值，整合學生創新實踐能力。學生已逐步建立起將壓力學習轉化為動力學習的積極態度。

（3）數學應用實踐群，是多梯度“用數學”課程鏈的核心[4]。通過校級、國內外數學建模競賽、大學生創新創業訓練項目和課外科技活動等訓練，強調學科競賽等形式是培養創新思維人才的有效途徑，是數學基礎教育課程群、創新實踐教育課程群的實踐區、收獲區，是學以致用的試驗基地，真正做到“用數學”。學生的創新能力，實踐能力得到有效提高。

為了打造高等數學教育獨有的教育特性和教學習性，讓數學能積極地服務于實際，形成數學教育的生態環境。首先需要培養具有“用數學”理念的教學團隊，組建多梯度“用數學”課程鏈，尋找到“想學習、要學習”的適合學生群，從而構成驅動學生學習動力和創新活力的多維度數學實踐教育生態。教師、課程鏈、學生是一個有機的整體，既有獨自的特性又必須兼顧彼此之間環環相扣的關系。教學團隊針對不同的教學環境，設計的多種教學模式，形成了“用數學”課程鏈的多梯度，滿足充滿學習動力和創新活力的學生群的各種學習要求。

在這個教育生態中，“想學習、要學習”的學生群是多維度數學實踐教育生態的動力。在此動力下，學生群與多梯度課程鏈形成了數學教育生態的正向反饋，使得整個數學教育生態良性循環，實現了驅動學生學習動力和創新活力的培養目標。

2 多維度數學實踐教育體系實施方案

項目組立足于學生創新實踐能力的培養目標，經過多年的研究、實踐以及再研究、再實踐，形成了驅動學生學習動力和創新活力的多維度數學實踐教育生態。

2.1 創新實踐教育課程群重“用數學”的教學實踐

面向全校學生開設的創新實踐課程群，是培養學生“用數學”的教學實踐，學生渴望創新學習并積極參與“用數學”的實踐[5]。學校開設的《數學建模的實踐與認識》課程，學校組織的校內數模競賽等，都以創新實踐能力培養為導向，各個環節循序漸進，因賽制宜。經過循序漸進的系統化課程群訓練和競賽，逐步建立起培養學生創新實踐能力的有效途徑。以學生為主的數學建模協會，在老師的指導下，開辦了《數模的實踐與認識》雜志，老師開設的形式多樣的數模講座等，培養了學生的學習興趣，提高了學生自主學習的能力。

將應用案例融入到教材和理論教學中，有利于將數學中抽象的理論通過實際應用案例、計算機圖形演示和數字演算加以闡釋，化抽象于形象，變枯燥于生動，使復雜變簡單[6]。促進了學生的數理邏輯、歸納、聯想與發散思維的形成。

2.2 數學應用實踐群重“驅動學生學習動力與創新活力”的教育目標

充滿學習動力和創新活力的學生群，與多梯度課程鏈，形成了積極的數學實踐教育生態循環，學校各級領導的重視是保持學生學習動力和創新活力的組織保障[7]，“想學習、要學習”的學生是促進數學實踐教育生態良性循環的原動力。學校的本科教學獎勵辦法、各二級學院的學生創新實踐活動獎勵辦法、歷年獲獎學長經驗交流、賽題后續項目研究等措施，在“驅動學生學習動力與創新活力”工作中也發揮了積極的作用。

3 多維度數學實踐教育體系創新點

驅動學生學習動力與創新活力的多維度數學實踐教育生態，既從理論上支持了創新型教學體系，又從實踐中驗證了該體系的可行性。

3.1 樹立了“用數學”的創新能力培養之魂

在教學活動中，教學團隊打破“以教為主、算數學”的傳統數學教育桎梏，解放思想，以“用數學”為教學導向，將數學思想融入數學課的教學活動中，應用數學方法和數學建模思想與現行數學教材有機結合，培養了學生用數學建模方法解決實際問題的能力[8]，培育了學生學習興趣以及將壓力學習轉化為動力學習的學習態度，樹立了“用數學”的創新能力培養之魂。案例式教學法，讓學生體驗數學實踐的全過程。開展專題研究教學法，提高學生的科學研究能力。

3.2 構建了多梯度“用數學”課程鏈的創新能力培養之體

針對不同的學情層，在選擇相應的教學方式上，多梯度“用數學”課程鏈，對教學團隊具有指導性與靈活性。老師在《數學建模的實踐與認識》課程對學生進行基礎培訓；在《專題深入解讀》集訓中，進一步提高學生的運用數學能力和撰寫論文能力以及團隊合作能力；通過實戰演練、經驗交流，全面提高學生的綜合實力，構建了多梯度“用數學”課程鏈的創新能力培養之體。

3.3 打造了“多維度數學教育生態”的創新能力培養之態

一個積極、正向反饋的多維度數學實踐教育生態的形成不是一蹴而就的，是經過多年的探索與實踐才得以逐漸形成。具有“用數學”理念的教學團隊，多梯度“用數學”課程鏈，“想學習、要學習”的學生群，構成了驅動學生學習動力和創新活力的多維度數學實踐教育生態。在這個教育生態中，“想學習、要學習”的學生群是多維度數學實踐教育生態的動力。在此動力下，學生群與多梯度課程鏈形成了積極的數學實踐教育生態的正向反饋，打造了“多維度數學教育生態”的創新能力培養之態。

4 多維度數學實踐教育體系應用效果

4.1 學生受益面廣、成果豐碩

該教學模式每年覆蓋了全校所有理工類專業4 000余名學生。近5年，該校學生在全國大學生數學建模競賽中，共獲得全國一等獎16項，全國二等獎26項，重慶賽區獎177項；在美國大學生數學建模競賽中，共獲得一等獎16項，二等獎 36項；2015年8月在“深圳杯”全國大學生數學建模夏令營B題的角逐中，該校學生獲得全國一等獎，捧得“深圳杯”。

近5年進入課程鏈學習的學生，獲實用新型專利20項，發明專利4項；獲得大學生創新訓練項目國家級1項，省部級1項，校級創新訓練項目8項，發表論文8篇。

4.2 得到了國內同行的應用和肯定

研究成果《數模的實踐與認識》（共三期），在全國大學生數學建模組委會和重慶賽區組委會得到廣泛應用，應用于該校學生數學建模學習，得到廣大師生的極高評價。先后出版國家“十一五”規劃教材《數學模型》，獲重慶市優秀圖書獎，并在全國高校廣泛使用。成果得到同行專家肯定。建立了完整的培訓體系，教學與學科競賽相結合，形成了驅動學生學習動力和創新活力的多維度數學實踐教育生態，學生由壓力學習變為動力學習，做得相當有水平；構建的多梯度用數學課程鏈，創新的“用數學”教育模式，符合國家“雙創”計劃要求，對培養學生的創新能力起到很大的促進作用。

5 結語

在數學教育中，要有意識地培養學生“用數學”思想，達到既能鍛煉學生的能力，又能培養學生學習數學知識的興趣，從而為他們走向社會打下堅實的數學基礎、較強的動手能力、較寬廣的知識面，把學生培養成善于接受與運用新知識、綜合素質好的復合型人才。驅動學生學習動力與創新活力的數學實踐教育模式，既從理論上支持了創新型教學體系，又從實踐中驗證了該體系的可行性。

參考文獻

[1] 肖明超.數學應用類課程群建設初探[J].成功營銷，2008（5）：35.

[2] 周永務.關于在大學數學教學中培養創新型人才的一些思考與體會[J].大學數學，2003（2）：32-36.

[3] 奚吉，張卓.提高“數字信號處理”課程教學質量的思考[J].中國電力教育，2014（23）：76-77.

[4] 范志強，卞繼承，裴萍.第二課堂數學教育教學的實踐與認識[J].佳木斯教育學院學報，2012（9）：235-236.

[5] 石澄賢，吳建成，費忠華.工科院校數學課程實踐教學的現狀與對策[J].大學數學，2007（6）：24-26.

[6] 李輝.高等教育內涵式發展視界下的教材建設路徑——基于美國大學教育教學改革的思考[J].高教探索，2014（6）：130-133.

[7] 季艷華.淺談新課程理念下的初中數學課堂教學[J].中國校外教育，2013（5）：109.

[8] 劉振云.將數學建模思想融入高職數學教學初探[J].高等職業教育，2007（6）：54-55.