以數學類學科競賽為依托的大學生創新能力培養研究與實踐

郭立豐，石冠男，楊云峰

（東北石油大學 數學與統計學院，黑龍江 大慶 163318）

2021年2月3日，教育部印發《普通高等學校本科教育教學審核評估實施方案（2021-2025年）》。該方案中將基礎理論、知識面和創新能力納入學業成績及綜合素質指標點中；將工作體系、平臺建設、學科競賽參與和獲獎比例納入創新創業教育的指標點中[1-3]。

數學基礎理論是創新能力的原始動力，數學建模思維是創新能力的核心動力。全國大學生數學和數學建模是兩個被認可度最高的本科生數學類學科競賽，以比賽的形式，促進學生理論聯系實際，培養學生的創新意識、創新思維、創新能力和團隊協作精神。

該文旨在探索將數學類學科競賽和創新創業訓練相結合的培養計劃,把大學生在課堂所學的數學和專業知識從理論應用到實踐中去，以培養創新能力為目標，提出了“數學類學科競賽培訓貫穿人才培養全過程”的育人理念，通過重構培訓體系，改革培訓模式，加強多學科、多專業融合，形成了“學科交叉—賽創結合—科創融合”的多維度合作機制，構建了“啟于基礎、學科融合、激發創造”的創新能力培養模式，開拓了“大學生數學競賽—大學生數學建模—專業學科競賽—創新創業活動”相互支撐、相互促進的創新能力培養路徑。基于理、工、管科專業本科生進行研究和實踐，更好地服務學校各類學科競賽和創新創業活動的指導和培訓，極大地促進公共數學基礎課程教學質量的提高和改革[4-5]。

1 高校利用學科競賽培養大學生創新能力的研究現狀

近些年，“國際大學生數學競賽”和“國際數學建模挑戰賽”這兩個數學類學科競賽備受國際各高校所青睞。

2020年，李克強總理在“國家科技領導小組會議”上強調：“推動科技創新要引導各方面把更多注意力放在加強基礎研究、應用基礎研究上來。注重重大科學問題研究特別是原創性、顛覆性創新，要著力加強對數學等基礎學科發展的支持，夯實創新的基礎”。總理一方面對包括數學在內基礎研究和應用基礎研究的重要性給予了肯定，另一方面也對基礎學科的教學和科研工作者提出了更高的要求，我們不得不思考在創新人才培養中數學教學活動如何發揮作用、發揮什么作用等問題。2022年5月，習近平總書記在《關于加強創新能力開放合作的若干意見》中強調“積極支持高校加強創新能力開放合作，不斷提升教育服務經濟社會發展的能力”，開啟高等學校創新能力培養的新征程。

通過研究分析國內外研究現狀，數學類學科競賽對大學生創新能力的培養應該可以發揮更大的支撐作用，但是在以下3個方面存在明顯的不足：

（1）競賽內容停留于理論，與實踐脫節，育人過程不突出；

（2）競賽間的知識融合度不明顯，模式互補性不夠；

（3）對于創新創業能力培養沒有有效的融合開展。

2 基于數學類學科競賽的創新能力培養模式與實踐

以兩個數學類學科競賽為基礎，建設創新能力教育的平臺，以學生為中心，加強數學理論基礎，提升數學應用能力和建模能力，強化創新能力，進一步參加各類創新創業活動。

（1）依托全國大學生數學競賽，計劃開設《微積分選講》系列通識課（4門），引進哈爾濱工業大學、北京理工大學、山東大學和西安交通大學系列大學生數學競賽精品視頻公開課，組織賽前集中培訓，介紹高等數學課程基礎知識、基本方法之外，還有強化考研和競賽題目的解題技巧和方法，以及工程應用等方面知識。開展全年“專題化—遞進式”教學模式，加強數學基礎理論和數學應用思維培訓，強化數學思維和邏輯訓練，進而推動公共數學課程思政和教學創新改革，支撐數學建模競賽和創新能力培養；

（2）以全國大學生數學建模競賽為檢驗目標，已經開設《數學實驗》《數學建模》等系列通識課程，積極推動和開展“全年一貫制”的“模塊化—多階段”實訓，注重興趣的養成、工程問題的闡述和表達、建模思維訓練以及解決工程問題的能力。同時，廣泛參與建模類競賽，提供“全年一貫制”的競賽培養模式，通過“以賽促學、以賽促教、以賽育人”，強化實踐育人，提升創新能力的培養效果；

（3）參加“中國‘互聯網+’大學生創新創業大賽”時，不限制學院、學科和專業，選擇學生的創意作為項目，依據內容合理匹配指導教師，組成“跨學科、跨專業、跨年級”的導師團組，有效地實現“啟于基礎、學科融合、激發創造”的能力培養；

（4）申報“大學生創新訓練項目”時，打破學院間界限，導師指定或學生自擬的選題方式，開放選題范圍，根據項目選擇學生，不同學院、不同專業的學生按照能力和興趣均能參與，變被動為主動，主觀能動性得到激發，實現“學以致用、團隊協作、明德時事”創新能力的塑造性；

（5）全面服務工科學院專業類學科競賽的開展，通過數學類競賽的培養，學生夯實數學基礎，提升學生在遇到復雜工程實際問題時的解決和思考能力，使其在“全國大學生電子設計競賽”“全國大學生機械創新設計大學競賽”等學科競賽中屢獲佳績，實現并達到“基礎扎實、學科融合、學以致用”的教育效果。此外，為各學院開展學科競賽提供必要的幫助與合作，探索科研反哺教學，跨院系款學科合作開展科學研究，形成特色“賽項融合”的教研相長模式。

3 結束語與展望

以數學類學科競賽為依托，將“中國‘互聯網+’大學生創新創業大賽”和“大學生創新創業訓練計劃項目”構建成創新能力培養的持續性、長久性有效環節，凝聚全校各學科、各專業教師，面向全校理、工、管本科生重構系列可持續創新能力培養方案，以期進一步推動公共數學課程思政和教學創新改革，強化本科生數學建模思維，支撐各類創新創業活動和專業學科競賽，全方位提升本科生創新能力和人才培養質量。