淺談以創(chuàng)新能力為核心的高等數學教學改革

王拉省

[摘 要]本文結合我國應用型大學高等數學教學的現狀，對教學過程中存在的問題進行了分析，并且從教學內容、教學手段、教材建設和考核方式等方面探討了如何構建以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的高等數學教學體系和教學模式，為應用型本科院校人才培養(yǎng)提供參考。

[關鍵詞]創(chuàng)新人才； 高等數學； 教學質量；教學改革

[中圖分類號] G642.3， G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）04-0090-03

2010年7月，教育部頒布了《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，明確提出到2019年我國高等教育毛入學率要達到50%以上，高等教育已全面進入“大眾化教育階段”[1]。學生進入一般高校的“門檻”（學習基礎、能力和自覺性）降低使得高等教育的培養(yǎng)質量面臨著巨大壓力[2]。一方面，隨著經濟社會發(fā)展、技術技能進步、區(qū)域產業(yè)升級轉型、行業(yè)企業(yè)，對人才的需求多樣化，迫切要求高校調整人才培養(yǎng)結構，培養(yǎng)出不同類型、不同層次的高素質人才；另一方面，高校畢業(yè)生持續(xù)增加，培養(yǎng)的同質化導致高校畢業(yè)生就業(yè)形勢嚴峻，結構性失業(yè)問題突出[3]。高等教育的結構要與未來經濟社會結構需求相適應，需要部分高校轉型發(fā)展，更好地服務地方經濟社會發(fā)展。教育部提出了一系列的改革措施和要求：要培養(yǎng)不僅具有扎實的專業(yè)基礎、較強的實踐技能，能較快適應崗位需求，而且具有一定的管理、經濟、法律知識，能夠進行技術創(chuàng)新和技術二次開發(fā)的應用型人才[4]。

一、應用型高校高等數學教學中面臨的主要問題

培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才的重點是培養(yǎng)學生有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，具備創(chuàng)業(yè)勇氣、創(chuàng)業(yè)思路、創(chuàng)業(yè)本領[5]。作為通識教育的高等數學有著不可替代的重要地位，其教學活動蘊藏著強大的創(chuàng)新教育功能，其豐富的教學內容是人類創(chuàng)新活動的結晶。因此，探索培養(yǎng)學生有創(chuàng)新能力的教學方法，不僅有益于塑造學生認知結構和認知流程，使他們獲得完整的程度性、策略性知識和陳述性結構，促進其能力發(fā)展，而且有利于構造學生良好的思維習慣，增進綜合能力全面發(fā)展。[6]然而，在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學過程中，還存在著一些突出問題[7][8]，尤其是高等數學教學更是問題多多[9][10]，已經嚴重地影響了應用技術型大學的轉型發(fā)展，制約著人才培養(yǎng)的質量，歸納起來主要表現在以下幾個方面：

（一）教學理念保守，阻撓了創(chuàng)新思維培養(yǎng)。

應用型創(chuàng)新人才需要學習的東西很多，在有限的時間內，不可能將古典的與現代的、理論的與實際的數學內容學全，知識系統學深學透。以學科為本位的學術化思想要求，難以適應本科應用型人才的培養(yǎng)要求。精英化的教育理念重視傳授知識，過分強調理論知識的系統性與完整性，導致了教學形式上的封閉，忽略了學生解決實際問題能力的培養(yǎng)。以教師為中心的教學方法，忽視了學生作為學習主體的存在，禁錮了學生的自由創(chuàng)新、大膽探索。教學過程以課堂為中心，課堂教學以講解為中心，教師講解以教材為中心，教學價值以應試為中心，重視知識結論，輕視知識探索過程，導致學生數學自學能力和數學思維能力嚴重不足。

（二）教學內容陳舊，專業(yè)的針對性和現時性不強。

課程體系與專業(yè)結合不緊密，教學內容沒有與時俱進的優(yōu)化升級。教學計劃變化、課程學時壓縮，但課程教學大綱的要求并未更改、調整，帶來的結果是學生和教師的互動時間減少，習題課的次數減少。另外中學數學的教學改革，如刪除三角角函數的和差化積、積化和差、極坐標系、復數，增加極限、導數等內容導致了與高等數學的教學內容重復、脫節(jié)。多年不變的教學學案例，與專業(yè)的結合度不夠緊密，應用特色不夠明顯，缺乏與現代工程實際結合的案例，沒有真正體現出工程教育的特點。

（三）教學手段滯后，教學方法單一，不能有效地開展因材施教。

在教學過程中，過分注重對學生數學概念、理論分析、運算技巧、抽象思維及邏輯推理能力的培養(yǎng)，忽視了對學生的數學內涵、功能與數學思想的熏陶；大班式的課堂教學形式，難以考慮學生基礎的差異，教學設計不能滿足學生的發(fā)展需求，“吃不飽”和“吃不了”的現象共存，因材施教不能有效發(fā)揮，素質教育理念難以實現。大多數院校采用大班授課，啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學難以展開，導致學生學習的主動性難以發(fā)揮，學習積極性難以調動。教師講、學生被動聽的“ 填鴨式” 教學依然存在，這種落伍的課堂教學模式和教育方法使得教師和學生之間缺乏互動、交流和溝通，互動式學習難以實現；教學方式不能與時俱進，不能有效地利用多媒體技術，一部分教師在使用多媒體設備時僅僅是為了減少自身在黑板上的書寫，未能把高等數學的教學和計算機軟件、互聯網有效地結合起來，學生解決問題的能力被弱化；師生課堂互動形式化，學生的學習興趣沒有激發(fā)起來，缺乏生動活潑的學習氛圍。

（四）教材的專業(yè)特色不明顯，應用性、實踐性不夠突出。

許多應用型大學的高等數學的教材繼承了蘇聯空洞抽象的模式，以至于內容設置非常不合理，表現在體系完整、邏輯正確、理論難度高，過分追求邏輯推理與抽象思維能力，輕視了創(chuàng)新能力與解決實際問題能力的培養(yǎng)；注重套用公式的題目，而忽略了公式之外的邏輯理解和推導能力，教材少了一份靈氣，少了一份讓學生加深理解的輔助材料；教材編寫得晦澀難懂，教材千篇一律，專業(yè)特色不明顯，聯系實際的題目太少，使學生在學習過程中感到乏味、無聊，削弱了學生學習高等數學的興趣；初等數學與高等數學缺乏自然流暢的銜接，造成與中學數學內容交叉、間斷，升高了對學生學習能力的要求，增加了理解教材的難度。

（五）考核評價方式不科學，不能有效地檢驗學生學習效果

傳統教學評價方式依舊局限在對學生知識能力的學習上面， 而不能夠真正地檢查學生對知識的理解能力和應用能力。對學生的學習能力的評價，雖然增加了平時成績、課堂考查、課后作業(yè)，但期中、期末考試仍然占有相當大的比重，筆試占據了較大比重，通常考試的題目很多都是單純的數學題目，注重具體計算和邏輯證明，卻忽視了基礎概念和實際應用，最終產生了許多解題高手。這種考試方式對學生知識應用能力沒有做到有效考核，難以展現出學生對知識的掌握程度，使得很多學生會以應付考試為目的來學習，喪失了高等數學教學的內在初衷。

二、以創(chuàng)新能力為核心的高等數學教學改革思路

為了提高學生對高等數學知識的學習能力，培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新能力，必須從教學理念、教學內容、教學方法以及教材選編和考核方式上，對高等數學進行教學改革，探討全面提高應用型人才培養(yǎng)質量的途徑。

（一）解放思想，更新教學理念。

針對高等數學教學中存在的問題，我們必須轉變教學理念，注重將數學思想融入高等數學教學中，強調數學知識產生的背景、數學描述方法和數學建模過程，從重理論講解轉化為注重實踐應用能力的培養(yǎng)；從重視運算和技巧訓練轉化為注重揭示問題的本質；從著眼于形式邏輯的嚴密推導轉化為注重問題分析方法的剖析；從以教師為中心轉化為以學生為中心，培養(yǎng)學生獨自思考、獨立解決問題的能力；從片面的注重知識的教育轉化為對學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

（二）圍繞培養(yǎng)目標，優(yōu)化教學內容。

高等數學的課程體系和教學內容要彰顯專業(yè)的針對性、應用性，兼顧基礎性、前沿性和創(chuàng)新性。課程體系要突出培養(yǎng)學生堅實的理論基礎，優(yōu)化知識結構，拓寬知識面；教學大綱制訂要突出難點和重點，堅持按“理論與實踐并重、知識與運用結合”的原則，要體現學以致用的特點；教學內容的精選，要以夠用、實用為基準，以能力培養(yǎng)為本位，刪去過難過繁的不實用內容，簡化理論，突出數學思想方法。應用型人才培養(yǎng)過程中可以采用模塊化高等數學教學方法，不同板塊的教學內容和教學難度根據學生的實際需要進行合理的設定?；A板塊的教學，重點是理解基本概念，掌握數學方法，突出數學思想。應用板塊的教學，注重與專業(yè)的結合，注重數學在實際生活中的應用，分散專業(yè)課程中的數學難點。將數學建模和數學實驗作為課程體系的一個模塊，在數學建模和實驗課程中結合解決實際問題進行講解和拓展。擴展模塊的教學則是將一些先進的數學思想和理論成果教授給學生，突出數學文化熏陶，啟迪學生的數學思維。

（三）以學生為中心，大膽革新教學方法。

從培養(yǎng)學生的好奇心、想象力、直覺和洞察力出發(fā)創(chuàng)新授課方式，要堅持以學生為中心的原則，激發(fā)學生運用數學知識解決問題的積極性。教學過程中注意采用“少而精”“啟發(fā)式”“探究式”的教學方法，使學生由“只聽講少思考，只記筆記少發(fā)言”的被動式學習轉變成“用心學、勤思考、多討論”的主動學習，培養(yǎng)學生縝密的思維和嚴謹求實精神；堅持精講多練，增加學生練習的時間，培養(yǎng)學生的自主學習能力；強化課外學習，以小組給定問題的方式布置作業(yè)，各小組成員互相協作完成，培養(yǎng)團隊的協作精神，提高學生認識問題本質的洞察力；積極引導學生利用網絡、多媒體、名師課堂、MOOC等平臺，激發(fā)學生學習的學習興趣，提高學生不斷接受新信息、新知識的能力；鼓勵學生積極參與數學競賽、數學建模，使學生能夠充分感受到數學知識與實際應用之間的內在聯系，使學生的數學應用能力與實踐能力得到有效提升。

（四）突出專業(yè)特色，體現專業(yè)需求，推進教材內容的改革。

教材在教學過程中具有非常重要的作用，是體現教學內容和教學方法的載體，同時也是決定教學效果的關鍵，培養(yǎng)應用型人才需要適合的教材。一本優(yōu)秀的高等數學教材，既闡明數學的基本的定理、概念、公式等重點知識，又反映數學涉及專業(yè)應用的相關領域?？梢愿鶕W生在專業(yè)課學習中遇到的數學問題，在教材中編入生活實際例題、習題等，并通過實際問題的分析，幫助學生更好的從實際問題中尋找到對應的數學模型，提高學生的實際應用能力，而對于一些應用很少的高等數學定理和抽象概念，在進行高等數學教材的設計時，積極借鑒歐美教材編寫的一些成功經驗，嘗試將復雜的東西簡單化，抽象的東西直觀化，強化基礎概念和實際應用，弱化具體計算和邏輯證明，最終讓普通學生也可掌握相對深奧的理論知識，并迅速轉入實際應用。另外，還需要注重教材的內容在現實生活的作用，與現實生活的聯系，以激發(fā)學生的學習興趣。

（五）以檢驗學習能力為目標，改革考核方式。

學習能力是指在知識獲取的過程中，以什么樣的方式學會知識，以及對知識掌握的速度和理解程度，它包括閱讀資料的能力、空間想象能力、發(fā)現問題的能力、應用數學解決問題的能力、抽象思維的能力、與人合作的能力、使用數學工具的能力等。因此，要積極探索高等數學課程的多樣化考核方式，可根據專業(yè)、學生基礎、教學目標和教學階段，設計形式多樣的考核方式，全面反映學生在知識、能力、素質等方面的進步，鼓勵學生的個性發(fā)展。另外，應增強教學的形成性評價，著重加強對學生平時學習過程的檢查，使學生的筆記、學習心得、課后作業(yè)都能夠成為考核的一部分，促使學生重視學習過程，營造一種開放的學習研究氛圍。同時對于期中、期末考試，應打破傳統的單一試卷考試方式，可以采用開卷考試、小論文、課程反思等方式?？傊?，通過多種考核方式使學生將自身所學到的知識全面的展示出來，根據自身的理解情況對所學過的知識進行一次重新的梳理和總結，幫助學生更好地掌握所應用到的知識。

三、結束語

在應用型人才的大力培養(yǎng)過程中，做好高等數學教學改革有舉足輕重的作用，作為教師應當解放思想，與時俱進，轉變教學理念，轉變教學主體，優(yōu)化教學內容，多角度綜合評價學生。教師不僅需要完成對學生進行知識的傳授，還需要做好對學生思維品質的有效培養(yǎng)，讓學生能夠運用數學知識，完成對實際問題的有效解決?？傊?，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是一個系統工程，首先必須建立一套完整的保障機制，而創(chuàng)新型人才培養(yǎng)下的教學改革又是一項漫長而復雜的工作，不可能立竿見影，而應該循序漸進；其次要制訂合理的激勵政策，公正地評價教學研究成果（包括教材），使一些潛心教學，熱心進行教學改革與課程建設的教師感到有前途、有奔頭，因為如果不能吸引一批水平較高、能力較強的教師從事課程建設和教學改革，提高教學質量，那么培養(yǎng)應用型的創(chuàng)新型人才就將是一句空話。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：鐘 嵐]