基于創新能力培養的高校數學課程教學模式改革探析

于榮娟　祝鵬

摘要：大眾創業、萬眾創新的時代，高等教育的核心任務是培養學生的創新意識和提升學生的創新能力。數學課程是計算機類專業重要的核心基礎課程，在培養創新型人才方面能夠起到積極的作用。首先分析了創新能力培養與數學課程的關系，解析了當前高校數學課程教學存在的問題，調研了計算機類企業對人才創新能力方面的要求，提出了以創新能力提升為導向的數學課程改革措施，取得了不錯的實施成效。

關鍵詞：創新能力;數學課程;教學改革;計算機類專業

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）04-0154-03

Abstract：In the era of mass entrepreneurship and innovation， the core task of higher education is to cultivate students' innovative consciousness and enhance their innovative ability. Mathematics course is an important core basic course of computer specialty， which plays a positive role in cultivating innovative talents. This paper analyzes the relationship between the cultivation of innovation ability and mathematics curriculum， analyzes the problems existing in the teaching of mathematics course in Higher Vocational Colleges， investigates the requirements of computer enterprises for talents' innovative ability， and puts forward the measures of mathematics curriculum reform guided by the promotion of innovation ability， which achieved good results.

Keywords：Innovation Ability;Mathematics Curriculum; Teaching Reform; Computer Specialties

近年來國家十分重視各行業人才及其創新能力的培養，陸續出臺許多政策?！秶抑虚L期人才發展規劃綱要（2010-2020）》提出“服務發展、人才優先，以用為本、創新機制，高端引領、整體開發”的人才發展指導觀;《關于深化人才發展體制機制改革的意見》（2016年）提出了“以突出經濟社會發展為導向，探索建立以創新創業為導向的人才培養機制”;《國家教育事業發展“十三五”規劃》（2017年）提出“以人才供給和高校創新能力提升為目的，使我國創新型、復合型、應用型和技術技能型人才培養比例顯著提高”。

1創新能力培養與數學課程的關系

個人的創新能力高低取決于其基本素質，在心理學上，人的基本素質分為智力素質和非智力能力。大學生創新能力分為創新思維能力、非智力因素、創新實踐能力?？偟膩碚f大學生創新能力分為知識、邏輯思維能力（抽象思維能力）、非邏輯思維能力、興趣愛好、抗挫折能力、自信心與好強心、心理自我調節能力、求知能力、綜合分析能力、研究實驗能力、團隊合作能力、寫作能力、表達能力、溝通能力、分析和解決問題的能力、實踐能力等。

數學教學中實施創新教育，是數學教學的重要內容和任務，數學以其獨特的思維方式反映研究對象的本質屬性，具有抽象性、精確性和廣泛的應用性等特點，尤其抽象思維是培養創造力的重要基礎，因此開設數學公共基礎課程對于提高工科研究生創新能力具有重要作用;有學者發現數學建模對培養創新人才具有很大的作用，可以提高實踐能力、創新能力和科學素質[1]。總的來說，高校數學課程對大學生邏輯思維能力、分析問題、解決問題、表達能力都有所培養，構建適合高校大學生的數學課程教學模式對培養大學生創新能力有一定的作用。

2目前高校數學課程教學存在的問題

2.1教學模式陳舊，教學理念落后

現有計算機類專業數學課程的教學模式以教師為課堂中心對全部教學資源進行規劃配置，圍繞教師講、學生聽、課上學、課下練的模式展開，以理論講授為主要形式，未與專業結合開展實驗教學，部分學生參與大學生數學建模競賽、數據挖掘競賽等課外活動，通過解析問題、編程實現、調試驗證等流程得到了工程技術能力的鍛煉，但受限于學生參與數量的廣度和深度，大部分學生專業數學思維能力得不到培養，主動學習的積極性得不到弘揚，不利于學生潛力的挖掘[2]。

2.2教學內容針對性欠缺，與計算機專業契合度不高

目前，計算機類專業開設的數學課程主要有高等數學、線性代數、概率論與數理統計、離散數學，涉及的理論知識領域較為廣泛，課程的教學標準圍繞概念認知、定理推導、公式應用等方面制定[3]，教師將較多的資源投入到學生解答能力的培養，忽視了與計算機專業工程技術能力培養的結合，學完課堂知識后，不明確所學數學知識在本專業的應用領域，漸漸失去了學習的興趣，部分同學甚至出現了“數學無用論”，這些都極大限制了學生計算思維能力的挖掘與提升。

2.3學情差異明顯，不能適配學生個性化學習需求

當前，計算機類專業數學課程的授課對象存在職高和普高學生并存、學歷層次上存在本科和?？撇⒋娴膯栴}，一般職高生的數學基礎弱于普高生，在概念定理的識記、運用、邏輯思維等方面存在不足，其數學知識學習的訴求弱于普高學生，同時隨著近年來考研熱的興起，一部分本科層次的學生也將考研作為自己的大學生活目標，數學是計算機專業考研重要課程，此部分學生期望教師在授課內容、難度和深度方面有所增強。上述這些訴求和期冀在現行教育模式下無法匹配，學生的精準學習需求得不到滿足和對接。

2.4考核評價標準單一，過于注重結果考核

現有課程考核方式以理論試卷為主要形式，缺少對實踐應用能力的關注，與專業深度結合的缺少導致學生學習本類課程的目標是獲得對應學分，因此學習的方法以傳統的題海戰術為主，沒有養成舉一反三、觸類旁通的能力[4]，以數學課程為載體的專業創新更無從談起。

3計算機類用人單位對創新能力的要求

通過網絡調查和現場調研結合的形式，對34家計算機類企業100余名從業人員開展了問卷調查，調查對象崗位涉及管理類、技術研發類、技術服務類、人力資源類及其他崗位，公司以成立5-10年的中小企業和初創企業為主，符合高職高專學生的就業企業特點，所在區域以區內的呼包和區外的北京、上海經濟發達地區為主，符合計算機近幾年的就業情況，主要技術方向包括軟件技術（以軟件開發、軟件測試為主）、硬件技術（以硬件開發、硬件設計及硬件測試為主）、網絡技術（以網絡組建、網絡運維為主）、圖像圖像、IT新技術（以云計算、大數據、物聯網為主）以及相關技術服務類崗位。

通過調研，可以得出以下結論：一是職業技能方面。企業最看重的職業技能包括團隊合作意識、獨立解決問題的能力、持續學習的能力、職業道德和責任心、溝通能力，其中獨立解決問題的能力和持續學習的能力與數學課程緊密相關，數學核心素養是使學生具備數學特征的關鍵性能力和人格品質，具備解決問題的策略，發展學生數學地思考問題的能力，包括數學表征與變換能力、交流表達能力、推理能力和問題解決能力四個維度。二是專業技能方面。以軟件編程語言、計算機應用能力和網站設計、網絡應用能力及數據開發能力為主，這些專業技能與數學的相關性較強，認同較強的占比67.65%以上，這在新IT技術的企業調查過程中體現得尤為明顯，另一方面，計算機畢業生目前普遍缺乏與企業匹配的專業技能與實踐能力、分析解決問題的能力、創新和創造能力等，上述與數學課程的相關性較強，也充分驗證了開展教學改革的必要性。三是IT企業對數學課程相關觀點。被調研企業中，基本認可開設的數學課程的重要性，尤其是隨著人類從IT時代進入DT時代，各行各業每日產生的海量數據對高校基礎類課程的教學提出了更高的要求，常規的基于數學的計算機語言等基礎課程教學模式不能勝任時代發展的需求。在大數據和人工智能的時代背景下，教學模式需要適當的調整。這既給計算機類專業的人才培養帶來了新的機遇，但同時也帶來了新的挑戰。計算機語言相關課程作為利用數學知識解決實際問題的重要手段，如何高標準高質量完成相關課程的教學，適應時代發展對人才的新需求，是非常值得探討的課題。

4基于創新能力培養的高校數學課程教學模式改革及實踐

高職教育以培養應用型、技能型人才為己任，因此教育的核心理念是幫助學生養成良好的職業行為習慣，不斷提升職業能力和職業素養，課程改革與建設也必須遵循這一準則。高校數學課程整體改革的思路為：構建創新能力提升的培養導向，以計算機行業發展趨勢和企業人才需求為指引，以學生為中心，以養成計算思維方法為重點，以基礎構建、專業結合、理實一體、線上線下混合教學為方法，以整合企業實際項目案例、專業教學資源為途徑，持續優化課程內容體系，調動學生學習的積極性和主動性，不斷提升課堂教學質量和成效。

4.1以用人單位需求為導向，優化課程教學內容

高職學校開展數學教育的前提和先導是設計符合應用需求的課程目標，而目標的確立必須依托行業發展和用人單位人才需求，同時結合國家對高職人才的定位、學生的學情。計算機類專業的數學教育，培養的不是解題高手，而是學生的思維能力和數學應用能力。學習完該門課程后，學生能夠將生活或學習中的實際問題應用數學知識進行運算、處理，這就要求對現有的教學內容結合專業進行重構，根據學生的層次差異、專業培養側重進行內容的取舍和調整。如講解常微分方程時，針對網絡工程專業的同學可以穿插介紹其在網絡安全領域的應用，針對計算機系統與維護專業的同學可以講解其在電路分析中的應用;講解積分時，針對信息管理與信息系統專業的同學可以著重講解其在互信息量方面的應用等。結合專業場景講解數學知識，增強課程趣味性的同時提升實用性，為進一步與專業對接，除傳統的理論教學外，可以加入實驗教學，如數學的編程實踐，充分發揮MATLAB編程語言的優勢[5]，依托企業實際項目案例，把日常的實際問題簡化處理，讓不同層次的同學找準自己的位置。

4.2以學生為中心，實施立德樹人視域下的課程思政

將以學生為中心的教育理念貫穿到課堂教學過程中的各個環節。轉變授課教師思想觀念、育人理念，將教導變為引導，將學生被動接受學習變為主動能動學習，著力推進以計算機類專業為引領的應用技能型人才培育，樹立以立德樹人為根本，以創新改革為動力的建設思路，圍繞提高課堂質量和教學成效的核心任務，組織教師發掘課堂中的思政元素，并潛移默化的融入數學課程教學內容中。例如以中美芯片戰為切入點，引導學生明確只有基礎科學研究的強大才能鍛造工業的強大，強化學生重視基礎學科的學習。

4.3以提高教學質量為核心，采取混合式教學方法

依據學生學情，針對不同的知識采用不同的教學方法，提高課堂教學有效性。在授課過程中，針對學生學習過程中存在的痛點，采取問題導向法、思維導圖、演練結合等多種教學方法，提高學生學習的質量，達到提升教學質量的作用。

4.4線上與線下教學結合，構建混合式教學模式，完善考核評價

現有數學課堂對教學信息化的重視程度不足，導致學生學習的惰性比較明顯。采用線上與線下結合的授課方式，線下教學以漸進式的理論講授為主，重知識傳授，線上教學以學習效果檢測和自學能力培育為主，重技能培養，符合計算機行業知識更新迭代快的行業特點和“互聯網+”時代教育碎片化的特點。通過將概念、定理等理論學習知識進行漸進式重構，降低學生知識內化的難度，同時通過線上教學的布置作業、隨堂測驗、學習討論等模塊的應用，更好的檢測學生學習的成效，可以針對易錯知識點、重難點進行針對性的講解，助力個性化教學。將線上學生課堂的參與情況納入考核評價體系，改變傳統考核重結果輕過程的弊端，進一步發揮學生學習的能動性。

混合式教學模式的改革，對教師教學設計能力的要求相對更高，同時教師要具備一定的教學資源平臺建設能力。為解決上述問題，一方面組織教師參加相關技能培訓，提升教育教學水平和專業技術水平;另一方面，以數學建模、數據分析挖掘等競賽為依托，開展數學課授課教師和計算機專業課教師的知識互通、技能互助，最終實現育人的全過程協同。

4.5課上與課下聯動，搭建形式多樣的第二課堂

整合第一課堂知識傳授和第二課堂實踐引領的優勢，打造多元課堂聯動育人的教學模式。第一課堂注重計算思維培育，旨在幫學生建構與專業結合的知識體系;第二課堂注重創新思維和能力的培育，以數學建模、數據分析/挖掘等競賽為依托，以賽促學、以賽促練，同時以興趣為導向建立數學應用小組，組織參加科技創新活動，鼓勵申報一生一品項目，在真實專業應用場景中體驗數學的魅力、堅定學習的信心。

5總結

面對云計算、大數據、物聯網、區塊鏈等新信息處理技術的廣泛應用和新興業態的不斷涌現，計算機行業的人才需求也在逐步改變，數學類課程作為高職計算機類專業的核心基礎課，在傳承課程知識體系的同時，教學上更要注重計算思維能力和創新能力的培養?；趧撔履芰ε囵B的高校數學課程教學模式改革，以行業企業需求為培養導向，以學生的職業能力和創新能力為培養側重，以基礎構建、專業結合、理實一體、線上線下混合教學為培養方法，以整合企業實際項目案例、專業教學資源為培養途徑，一定程度上挖掘了學生學習的潛力、激發了學習的興趣，推動了計算機類專業學生創新能力的培養，為后續相關課程的教學實施打下了堅實的知識基礎。

參考文獻：

[1] 王蘇華.以創新能力培養為導向的大學數學課程教學改革探索與實踐[J].科教文匯（中旬刊），2020（7）：68-70+97.

[2] 張玉紅，潘海軍.淺談數學教學中培養學生的創新能力[J].才智，2016（12）：37.

[3] 許碧歡，張迎周，陳蕾.“卓越計劃”背景下“高等數學”教學改革探索——以計算機科學與技術專業為例[J].教育與教學研究，2016，30（5）：87-95.

[4] 王寧，王順曄.計算機類專業《離散數學》教學實踐與心得[J].電腦知識與技術，2019，15（24）：162-163.

[5] 謝海斌，馬榮榮，王郎.基于MATLAB的數學實驗探究型課程教學設計研究[J].教育現代化，2017，4（35）：144-145+154.

【通聯編輯：王力】