基于實踐創新能力培養的數學專業課程改革探索

于澮 胡軍 武志輝 陳才 張紅旭

摘? 要：以實踐創新能力培養為導向，該文從課程整體設計、課程建設目標、課程教學模式、課程教學評價四個方面入手，探索“四位一體”數學專業課改革路徑，以期在滿足社會需求、培養特色和目標定位的前提下，確保實踐創新能力培養工作能在不斷摸索、總結和完善中持續進行。

關鍵詞：實踐創新能力培養；四位一體；課程改革；數學專業課程；課程建設

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）25-0125-04

Abstract： Guided by the cultivation of practical innovation ability， the aim of this paper is to explorethe reform path of "four in one "mathematics professional course fromfour aspects， which include the overall curriculum design， curriculum construction objectives， curriculum teaching mode and curriculum teaching evaluation. It expects that the cultivation of practical innovation ability can be explored， summarized and improved successively on the premise of meeting the social needs， training characteristics and goal orientation.

Keywords： cultivation of practical innovation ability; four in one; curriculum reform; Mathematics major courses; course construction

為適應社會經濟發展對高級專業技術人員需求的快速增長，2019年，《教育部關于深化本科教育教學改革 全面提高人才培養質量的意見》（以下簡稱《意見》）中指出，要推動科研反哺教學、深化創新創業教育改革，以提高學生創新和實踐能力[1]。《意見》深化了本科教育教學改革，為大學生實踐創新能力的培養指明了前進方向。2021年，國務院印發了《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》（以下簡稱《綱要》），明確指出要激發青少年好奇心和想象力，增強科學興趣、創新意識和創新能力[2]。高校是培養實踐創新人才的基地和搖籃，著重探索形成國家主導、行業指導、社會參與的人才培養發展規劃。因此，實踐創新能力培養已成為高校大學生培養模式改革的重點內容，也是高校教師提升課程實踐育人能力的首要問題。

實踐創新能力的培養要以良好的知識儲備和創新素質為基礎，其離不開良好的數學基礎、創新的數學思維。為此，本校為數學專業學生開設了多門實踐課程，包括工程訓練、課程設計、技能訓練、科研訓練、綜合實踐、課外科技活動及畢業設計等，主要目的是通過這些課程進一步加強培養學生的數學理論基礎，同時加強培養學生在工程實際中應用數學知識創新性地解決問題的能力。實踐創新能力培養，其優勢在于更注重學習的創新性、獨立性、應用性，其劣勢則在于純理科的培養數學思維與數學能力的課程，其課程實踐環節相對薄弱。因此，充分挖掘提煉數學專業課程教學體系中所蘊含的實踐創新能力培養內涵，以知識傳授、能力提升、價值塑造為引領，立足學生實踐創新能力培養，探索“課程-思政-課堂-評價”四位一體數學專業課教學改革方案，在滿足社會需求、培養特色和目標定位的前提下，確保實踐創新能力培養工作能在不斷摸索、總結和完善中持續進行。

一? 文獻綜述

關于實踐創新能力的培養問題，學者們的關注角度多樣，有的從不同學科專業、層次類別和區域進行研究，有的從實踐創新能力內涵的挖掘進行研究，還有的從培養環節進行研究。通過梳理不同研究者的研究角度、思路和成果發現，學者們在提出建設方案時一般都會在內涵挖掘、總體設計、實施路徑和保障機制等一個或多個方面展開。

（一）? 關于實踐創新能力培養的內涵研究

為深入貫徹全國教育大會精神和《中國教育現代化2035》，國家教育部高度重視高校大學生實踐能力和創業能力培養工作，先后印發了《意見》《綱要》等重要文件，明確提出要以社會需求為導向的人才培養模式育人。“實踐創新能力”的提出正是基于此背景，成為教育界理論熱點和重要實踐課題之一。2017年，王志堂[3]提出實踐創新能力是創新精神和實踐能力有機結合的現實表現，是創新意識與創新精神、創新與創造、實踐能力與創新能力等多個概念在新時期高等教育理論上的重構與發展。接著，趙建華等[4]認為實踐創新能力是學生實踐能力達到高級階段的集中表現。2021年，孟兆娟等[5]則提出實踐創新能力是有別于實踐能力和創新能力的，其實質是學生利用所學的專業理論知識，在生產實踐中提出具有首創性的新技術、新方法或者將理論成果創新性地應用于實踐，實現其應用價值的一種能力。此概念的提出為課程實踐創新能力培養價值目標的確定指明了方向與思路。可以說，深度挖掘實踐創新能力培養的內涵，是推進落實創新人才培養的前提條件。

（二）? 關于實踐創新能力培養的實施路徑研究

近年來，國內不少學者分別從課堂教學、課外實踐、實驗教學、管理體制等多角度對不同專業學生的實踐創新能力培養進行研究。例如，田為龍[6]論述了實驗教學與學生實踐創新能力培養之間的關系。針對實踐創新能力培養實施路徑研究，張仕斌等[7-8]以產教融合理念為指導，構建了工程實踐能力培養體系。邸明偉等[9-10]主張采用雙導師制踐行研究生實踐創新能力培養，即校內導師為主、校外企業導師為輔助參與實踐指導，協同推進研究生培養。此外，劉桂禮等[11]提出可通過鼓勵學生參加各類學科競賽、加強實踐基地建設等提高學生的實踐和創新能力。

（三）? 關于實踐創新能力培養的保障制度研究

創新能力培養保障體系的內涵是提升學生教育質量，同時也是社會經濟發展和教育綜合改革的必然要求。2017年，鄭盟[12]探討了構建以政府職能部門為主導、教育管理部門承上啟下、人才培養單位為核心、導師為直接責任者、學生為直接受益者和社會力量提供外部支持的、和諧的創新能力培養體系。李立清等[13]從國家政策、學院制度、資金籌集、文化建設等方面提出了創新能力培養的運行保障機制。在國家政策支持的基礎上，賀碩怡[14]還認為學校需要在人才培養過程中發揮創新團隊建設應起到的保障作用。劉宏波等[15]指出，社會需求和專業培養管理制度為學生實踐創新能力培養提供了一定的保障。這些具有通用性的保障制度為數學專業課程實踐創新能力建設積累了寶貴經驗，但是關于課程持續優化方面的保障策略還鮮有探討。作為支撐國家創新發展戰略的基礎學科，持續完善創新能力建設工作是培育時代新人的與時俱進要求。

目前研究中，從某一門理論課程入手，探討從培養學生實踐創新能力的角度實施課程綜合改革的相關研究不多，特別是針對理論性、基礎性更強的數學專業課程的教學改革研究更少。究其原因，一是數學專業課程理論性強，相關知識在工程實踐中的直接應用案例不是很多；二是在數學課堂中增加“工程實踐”內容及相應的實踐環節難度較大，對授課教師提出了挑戰性的要求。如何結合數學專業特點，探討基于實踐創新能力培養的數學類課程的教學改革，建設新型的數學專業課程是本文研究的重點任務。同時，緊跟人才培養目標，找到符合課程改革要求的實施辦法又是落實創新能力培養的關鍵。

二? 數學專業課教學改革路徑

（一）? 變革課程整體設計，建設創新人才培養課程，推動課程教學的實踐創新

課程體系的變革是推動教學改革之本，為了構建創新型應用型人才培養課程體系，需注意以下方面。①課程內容選擇要突出應用性。數學專業課程的內容要淡化抽象的數學理論，突出有實際背景的數學方法及其應用過程。②課程內容講授要突出問題導向性。與傳統的從理論到理論、從方法到方法的講授方式相比，數學課程內容的講授應以實際問題為導向，以解決問題為目標，遵循“從實際問題到數學方法再回到問題解決”的授課脈絡。③課程整合有必要突出數學實驗環節。數學實驗是對課程理論作出的科學驗證，是踐行實踐創新能力培養的必要環節。為了滿足教學需求，打破數學專業課程之間的界限，將內容相近或有聯系的部分有機整合，形成一次綜合實踐活動，發揮實驗教學的最大功效。④課程教學方法突出多種方法交叉融合。理論課堂教學側重選用利于思維能力和學習能力培養的推進啟發式、引導式、探究式等教學方法；應用實踐教學側重選用培養專業實踐技能的演示法、案例法、練習法等教學方法。⑤課程教學手段突出多種手段融合運用。傳統黑板、多媒體以及新媒體教學手段的有機結合，可以做到優勢互補，豐富授課內容，實現知識與人交流、語言與心靈交流。

（二）? 變革課程建設目標，開展課程思政示范建設，發揮課程教學的育人功能

將德育融入課程建設，開展課程思政，明確課程思政建設目標，充分發揮課程教學的育人功能[16]，其實施路徑為以下幾點。①依托課程組教師集體備課。聯合支部學習，深挖知識點與思政教育的切合點、閃光點。②依托如數學經緯網、數學科普與學習等網絡公眾號，從數學發展史和數學家故事出發，激勵學生傳承不懈奮斗、勇于挑戰、攻堅克難的大珩精神。③依托課程實際應用背景、研究現狀與前沿問題的講授，引導學生抓住國家快速發展的戰略機遇，將個人的價值體現融入國家發展建設，走科技興國道路，樹立并堅定遠大的理想，努力把愛國情懷轉化成為國家科技發展奉獻力量的行動。④依托學生對國內外最新研究成果的跟蹤學習，使學生了解前沿科學問題及處理方法，立足專業基礎理論，提高科研創新能力。

（三）? 變革課程教學模式，搭建多樣化教學課堂，提高課程教學的實踐創新成效

現代課堂把實踐創新能力培養總目標分解，充分發揮各種課堂的職能與優勢，通過多課堂聯動與開放，實現教學資源的互動與優化組合，打破沉默課堂。①教室為第一課堂。其是學生學習知識的主課堂，由教師與學生共同完成學習過程。②教學平臺與互聯網為第二課堂。課前，通過教學平臺向學生發布學習任務，使其了解課程背景、熟悉實際問題，并要求及時將學習心得通過互聯網反饋給教師，根據學生掌握程度因材施教。課后，通過互聯網開展學科類科技競賽、專業類科研實踐等，選取競賽骨干教師、青年教師作為推進實踐創新能力培養的建設主體，使學生了解前沿發展、鍛煉實際問題的解決能力，為學生學習拓展、研究搭建了開放、互動的全過程交流平臺。多課堂之間的合理互動，可實現教學在內容、時空上的延伸，同時促進學生的發展。

（四）? 變革課程教學評價，構建多元化評價體系，保障課程教學的提質增效

實施評估主體與評估過程的多元化，激發學生學習動力、挖掘學習潛能、改進學習策略，使其在實踐創新能力培養中發揮激勵、引導、促進的作用。課程教學評價要以對學生創新能力考核為主，遵循科學性、多元性、開放性、主體性原則。①期末考核中，建立教改與考改聯動的機制，從重在對知識掌握程度的終結評價，轉向重在對實踐創新能力水平的過程性評價與主體評價。②課堂教學評價由理論課評價與實驗課評價兩部分組成，在傳統的對教師教學進行評價的基礎上，增加對學生的學習評價，可由學生自我評價和學生間互評來體現。③課外活動評價是通過學科類科技競賽、專業類科研實踐活動（參加科研課題、學術會議等的表現及科研成果的產出）考核學生的實踐創新能力。④思想政治評價以學生學習風氣、意志品質、學術道德等為評價依據，引導學生樹立正確的核心價值觀。在實施評價過程中，從關注結果的實效性到關注過程的合理性轉變，使學生實現差異化、全方位的發展，從而達到保障課程教學質量的目的。

本文以“知識傳授、能力提升、價值塑造”為指引，立足學生實踐創新能力培養，分別從課程整體設計、課程目標、課程教學模式及課程教學評價方面，探索“四位一體”數學專業課程教學改革，著重探索形成社會需求主導、教師指導、學生參與的具有“理工特色”教育發展格局，具體研究技術路線如圖1所示。

三? 教學改革中的關鍵問題

第一，實踐創新能力是數學專業學生培養的重要目標之一。如何在把握數學課程教學規律的基礎上，設計出符合創新人才培養目標、符合專業特色與創新的數學課程實踐活動，在數學課程教學中把理論知識、專業知識與實踐創新結合起來，提高學生獨立認識問題、分析問題和解決問題的能力，是落實創新能力培養的關鍵。

第二，在發揮教育行政管理部門、培養單位、專業教師在實踐創新能力培養中的管理作用的同時，多維度能力評價指標體系的建立是課程綜合改革的關鍵。該指標體系應具備可量化性和客觀性，使其測量結果更為真實、更便于觀察。

第三，數學課程的任課教師都是數學專業出身，如何提升數學教師的創新能力與潛力，引導教師掌握實踐創新能力培養的思路與方法，并能夠根據自身教學經驗與特點進行實踐創新與拓展，是保證學生培養質量的關鍵因素之一。

四? 結束語

實踐創新能力培養已成為高校大學生培養模式改革的重點內容，也是高校教師提升課程實踐育人能力的首要問題。本文以實踐創新能力培養為導向，探索了“課程-思政-課堂-評價”四位一體數學專業課教學改革路徑，即變革課程整體設計，建設了創新人才培養課程；變革課程建設目標，開展了課程思政示范建設；變革課程教學模式，搭建了多樣化教學課堂；變革課程教學評價，構建了多元化評價體系。本文立足實踐創新能力培養，將實踐訓練融入數學課程教學中，通過在實踐教學過程中應用課程講授的數學方法，讓學生認識問題，并提出解決問題的創新思路，實現知識與方法的有機融合，使課程建設有抓手；此外，由于學生教育的課程講授、實踐、課外科研活動、科技競賽等各個環節，實踐創新能力培養目標和評價標準是不同的。本文提倡整合數學系列課程，使創新培養分階段、有層次，并為新時代課程改革提供理論指導和借鑒。

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