基于大學生創新活動的數學類課程自主學習的研究與探索

施三支 馬文聯 孟品超 呂堂紅 張文丹 賈小寧

[摘 要] 自主學習是學生作為主體，獨立自主地實現學習。近幾年，創新活動在國內外高校開展得如火如荼，包括各種大學生競賽活動，大學生創新創業訓練計劃項目以及大學本科生參與科研項目等。主要討論創新活動對自主學習，特別是數學類課程的自主學習的影響，研究將創新活動中的數學思想和方法融入各高等數學類課程教學，培養學生自主學習能力的可行性。

[關 鍵 詞] 自主學習；創新活動；數學建模；科研

[中圖分類號] G645 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2019）01-0198-02

由于當今社會對高級專門人才的需求迅速增長，我國高等教育近三十年發生了翻天覆地的變化，正在以前所未有的速度發展，服務經濟社會發展的能力也大大提高。

我國高等教育法明確規定：“高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。”在高等教育中，高等數學教育是以傳授數學知識和培養數學思維為宗旨，是整個高等教育不可或缺的部分，而在高等數學教育中，如何利用高等數學、線性代數、概率論與數理統計等數學類課程作為載體，促進大學生自主學習能力的提高，從而達到綜合素質的全面發展，是每個任課教師應積極思考的問題，也是我們課題組近幾年一直研究的問題。

近幾年，大學生創新活動在國內外高校開展得如火如荼，如何將各高等數學類教學與各種大學生創新活動相結合，將創新活動中的數學思想和方法融入各高等數學類課程教學，激發學生自主學習的熱情，培養學生自主學習的能力，扎實數學基礎，并提高學生運用所學到的數學知識解決實際問題的能力，是我們必須要考慮的，并且迫在眉睫。

一、與數學相關的國內外創新活動

大學生創新活動的形式主要有以下三部分：各種大學生競賽活動，大學生創新創業訓練計劃項目以及大學本科生參與科研項目。

各種大學生競賽活動中與數學課程相關的有大學生高等數學競賽、大學生數學建模競賽等，省級競賽和全國競賽每年各舉行一次。我校通過校內、省內選拔，每年有大批學生參加這兩類競賽，并且成績顯著。2017年和2018年我校還組織學生參加了美國數學建模競賽，均取得了良好成績。

大學生創新創業訓練計劃項目分國家級、省級和校級三個層次，在我校近幾年立項的項目中有近15%的項目需要用數學類知識解決，或用數學知識作為評價工具。除長春理工大學校級以上的訓練項目外，各個院系部門也都有適合大學生的創新項目，如就業指導中心每年會立項班級創新項目，各個實驗室每年會吸收一些優秀的大學生。以數學創新與實踐實驗教學中心為例，2017年共有11個數學類創新實驗項目立項，參與學生人數超過60人。

近幾年，我國本科生參與科研的積極性越來越高，特別是參與教師科研的本科生逐年增多。

實踐表明，參與競賽、大創項目和科研的本科生自主學習的主動性大大增強，進步巨大，效果極其顯著。

這幾種形式的活動在國外各高校也一直存在，特別是大學本科生參與科研，如麻省理工學院的UROP計劃、加州大學伯克利分校的URAP計劃，各高校暑期REU項目等。許多大學還鼓勵學生進行主導型項目研究，如加州大學伯克利分校的“校長本科生研究獎學金”，主要資助優秀本科生在教師指導下從事原創性的研究工作。與數學相關的項目有很多，如REU項目中，芝加哥大學數學學院、佐治亞理工學院數學系近幾年在全球范圍內招收優秀的大二、大三學生參與包括代數、幾何、分析以及各種交叉學科的研究。

除此之外，國內外各高校的暑期活動也是提升大學本科生自主學習和科研能力的很好平臺。如國外各高校的暑期REU項目，國內各高校針對本科生開展的各種暑研和暑期學習，特別是數學類暑期活動，國內“985院校”幾乎每年舉行。

二、創新活動與教學間的關系研究

關于各類創新活動與教學之間的關系，近幾年國內外都有廣泛的研究。劉冬梅、劉唐偉等研究了大學生數學建模競賽和教學策略的關系，張再云、馮道明、李冬梅等研究了大學生數學建模競賽和學生創新能力之間的關系，他們主要從教師教的角度考慮學生能力的培養。趙世杰、張恭孝等著重于地方高校討論了大學生創新創業教育的發展。

關于大學本科生參與科研，李書華通過國內外大學生科技創新活動的比較，討論了我國大學生科技創新活動的長效機制，郭卉等研究了理工科大學生參與科研和創新創業活動之間的關系，王定勇討論了研究型大學本科生科研能力提升策略，林云對中美大學本科生的科研訓練進行了比較。

將大學本科生的各種創新活動與本科課程教學銜接是我們課題組一直關注的問題，特別是在數學教學實踐中，如何通過創新活動提升學生的自主學習熱情，我們一直在探索與實踐。2013年及2017年，課題組成員及部分教師對開設數學類課程的各學院各專業進行了調研，了解了各學院各專業對“高等數學”“概率論與數理統計”“線性代數”等數學類課程的需求，及時修訂、調整和更新了課程教學內容，重新修訂教學大綱，重新修訂的教學大綱分別在2013年9月和2018年9月開始實施。更加突出課程內容的應用性，并與各學院專業需求及創新活動相結合，盡可能地提升學生對數學類課程的學習熱情。2017年7月，我們組織了一些感興趣的本科學生，研究大學生時間管理與學業之間的相關性，他們通過自主學習，設計調查問卷，并通過發放紙質調查和網絡調查，借助SPSS和EMOS統計軟件，對不同性別、不同地區、不同學校以及不同年級學生的學習能力進行相關性分析，也取得了創新實踐活動與自主學習關系的第一手資料，為我們研究創新活動中促進大學生自主學習的混合式教學打下了良好的基礎。

三、自主學習的必要性

自主學習是以學生為主體，通過獨立分析、探索、實踐、質疑、創造等方法實現學習目標。自主學習是倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。

2015年是全面深化綜合改革的關鍵之年，教育規劃綱要明確要求，2020年基本實現教育現代化。經過新中國60多年、改革開放30多年的不懈努力，我國高等教育發生了巨大變化，取得了舉世矚目的成就。特別是教育規劃綱要實施五年以來，我國教育改革發展明顯加速，服務經濟社會發展的能力大大增強，與國際教育先進水平的差距不斷縮小，為基本實現教育現代化奠定了堅實基礎。高等數學類課程是各高等學校理、工、經、管、醫、農各專業以及文科中的部分專業重要的基礎課程，也是數學系主干課程。它包含的內容豐富，理論深刻，與各專業的進一步學習和社會生活都密切相關，應用十分廣泛。

為實現當前信息化社會高等教育的教育目標，現在的數學教育已經不再是單純的理論知識的傳授，而是一種涉及智力和非智力因素的綜合教育，因此，大學生自主學習能力的培養變得尤為迫切，教師在教學過程中將“教”轉變為“導”，從課堂的主導者轉變為學生學習的服務者，使學生在主觀能動性的驅使下進行自主學習，培養學生自主學習的意識和自主學習的能力是十分必要的。

現代社會的發展越來越需要高校培養基礎扎實、知識面寬廣的人才，如何實現這一目標，從課程教學層面來講，需要進行教學改革，與各學科專業知識進行融合，與各類創新活動相結合，提高學生參與的積極性，調動學生自主學習所用的知識，提高學生的知識水平，并將所學知識應用到各類創新活動中。

為了將大學生自主學習與各種創新活動相結合，我們課題組成員及部分教師多次對全校各專業學生進行了調研，了解各專業學生對數學類課程的需求。課題組成員都積極參與指導各種創新活動，包括大學生數學競賽，大學生數學建模競賽，大學生創新創業訓練計劃項目以及大學本科生參與科研項目等，取得了良好成績。我校于2007年開始組織校內數學建模競賽，并對選拔隊伍進行培訓，參加全國數學建模競賽，連續超過10年都取得了優異的成績。

近年來，我國高校十分重視大學生科技創新活動的開展，在人才培養模式的改革中進行了理論與實踐上的多種探索和研究，在高等數學類課程教學中，結合各類大學生創新活動，激發和培養學生自主學習的能力，形成良好的學習動機，對學生自身能力的發展以及大學人才培養模式的教學改革都有著深遠意義。

參考文獻：

[1]劉冬梅.大學生數學建模競賽與教學策略研究[D].山東師范大學，2008.

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編輯 馮永霞