創新能力培養要求下的高校數學教學改革探究

姜春艷 張玲 趙鵬起

【摘要】目前，我國各個方面都處于發展的關鍵時期，各行業都將面臨前所未有的挑戰.在這樣的大背景下，創新能力培養要求下的高校數學教學改革探究也進入白熱化階段，尤其是數學課程教學改革工作已經進入了高質量發展階段.基于此，文章從創新能力的內涵出發，分析了高校數學教學改革的注意事項及創新能力培養要求下高校數學教學改革存在的問題，最后結合實際教學經驗提出了幾點創新能力培養要求下的高校數學教學改革策略.

【關鍵詞】創新能力；高校；數學教學；改革

【基金項目】2021年度黑龍江省高等教育教學改革一般項目，思政背景下《概率論與數理統計》課程教學創新的研究與實踐，項目編號SJGY20210845；2022年佳木斯大學教育教學改革研究項目，項目編號2022JY3-33.

前 言

數學是高等教育的重要課程之一，它與社會生活密切相關，對促進社會發展起著十分重要的作用.隨著社會信息化的發展，數學知識更加廣泛地滲透到每一個學科中，有力地促進邊緣學科、冷門學科的跨學科發展.目前，隨著教學改革的不斷深化，高數教學質量越來越受到重視，因此廣大教育工作者有必要以創新能力培養為基礎，積極尋找既可以切實增強高校教學效果，又可以讓高校人才培養質量得到提高的方法.

一、創新能力的內涵

創新能力指的是在技術和各種實踐活動領域中，持續地向人們提供具有經濟價值、社會價值、生態價值的新思想、新理論、新方法和新發明的能力.在一定程度上，“個性化”是“創新”的同義詞，“無個性”則“無創新”.所以，要想培養學生的創造力，學校教育一定要堅持個性化的原則，因材施教，注重調動學生的積極性和創造性，讓他們擁有自主的意識、獨立的人格以及批評的精神.

二、高校數學教學改革的注意事項

首先，在高校數學教學中，教師應避免采用“填鴨式”和“注入式”的教學方式進行課堂教學，應采取靈活多樣的教學方式，充分調動學生的積極性和主動性，尤其是將“啟發性”思想貫穿于課堂全過程.為了解決高校數學中“課程多、課時短”的問題，教師可運用現代教學手段，如多媒體、數學軟件等提高教學效果，增加課堂信息量.在教學中，教師要注重“應用性”，在課堂上積極組織諸如“數學建模”之類的實踐活動，采取“案例教學”法，注重對學生開展創造力訓練.考慮到大部分高校中，除了部分學生數學基礎不扎實之外，還有部分學生存在認識能力不強、意志力較弱等問題，教師要想辦法促進學生的非認知因素發展.

其次，教育教學要以實用性為導向，兼顧必要性和“夠用”，不提倡過分強調系統性和嚴謹性，也不提倡學科化，而是要學習和研究國外先進的專業技術，由“學科本位”轉向“能力本位”，以培養學生全面發展.具體來說，教師要根據不同專業學生需要的能力進行“模塊化”設計，并在一定程度上簡化理論，強調運用數學知識，同時減輕對操作和操作技術的需求.

最后，高校應以面向“生產第一線”的高級應用型人才為主要培養對象.這一類型的人才的主要任務是把已有的技術和管理標準轉化為實際的產品和服務.這些人通常被稱作是高等專業技術人員.基于此，教師要明確高職高專教育高等數學課程教學的基本要求：培養學生在已有的文化水平上，對專業的基本理論、基本運算能力、計算工具運用能力、數形結合能力、邏輯思維能力及實踐運用能力；提供必要、足夠的設備、設施，讓學生具備基本的數學知識，并具備一定的運算技能.

三、創新能力培養要求下高校數學教學改革存在的問題

（一）缺乏科學的課程設置

在課程體系的設計方面，我國高校通常將數學理論基礎課放在大一階段.一方面，這門課的教學內容具有較多的理論知識和公式，整體比較枯燥，學生缺乏主動學習的熱情.另一方面，目前高校的數學教科書大多側重于理論性的推理，很少有運用性的練習，這就造成數學教學脫離現實的問題.在數學教學中，學生覺得理論知識比較難理解，很難在現實生活中找到與之相適應的連接點，不能夠體會到這些課程中蘊含的一些基本概念.因此，高校數學缺乏科學的課程設置，對培養學生的數學應用能力產生了一定的影響.

（二）數學教學理念有待創新

在高校數學教育中，教育活動機制還不夠健全，部分教師的數學教學理念落后于時代的發展，導致教育方式與教育內容無法跟目前的社會發展需求保持一致.在傳統的高校數學教育模式中，數學教師所貫徹的教學理念主要是把一些單調而又抽象的數學知識作為主要內容，這樣就很難將學生的數學學習積極性激發出來，不能對他們的數學思維進行更好的訓練，也不能讓他們的實際操作能力得到提高.

四、創新能力培養要求下的高校數學教學改革策略

（一）提升課程設置的科學性

高校要優化現行的數學課程體系，合理地設計課程體系，注重對高校數學知識的安排，結合高校教師和學生的實際狀況，科學地設置高校數學教學環節：第一，建立一套符合高校辦學理念、培養目標和課程發展遠景的數學課程體系；第二，對高校數學課程的具體學科進行詳細規劃，使其成為一門富有特色的學科；第三，要認真思考高校數學課程改革的途徑與方式，特別是對數學課程改革的評估方式進行改革.高校制訂數學課程計劃的過程，實際上就是對自身數學教學經驗的梳理和升華過程，也就是對數學教學特點的重新界定過程.高等數學綜合課程的構建，對于提高學生綜合素質、突出高等數學特點具有重要作用.因此，高校數學課程質量直接關系到自身數學專業的長期可持續發展，是推動高校發展的關鍵環節之一.

（二）優化數學教學理念

在高校采用以“嵌入式”為主的教育模式對學生進行教學時，“填鴨式”教學容易使數學課堂顯得單調、僵化，對學生的數學學習熱情產生了很大的影響.這就要求數學教師轉變教學理念，改變以往的教學模式，以提高學生的創新能力和社會適應性為目標.隨著現代教育的發展，學生的思維和心理都發生了改變，高校數學教師必須轉變自己的教學理念，緊跟學生步伐，提升自己的教學魅力.首先，教師要在教學中針對學生的學習狀況適時地調整教學方案，對現有的數學課堂進行優化，改革教學方法，使數學課堂變得生動有趣，吸引學生的注意力.其次，教師要將數學的教學計劃事先準備好，也就是做好備課工作，認真對待每一堂課和每一名學生.最后，在高校數學教學中，學生的認知能力有限，教師要以學生的學習狀況為基礎，充分做好準備工作，對學生起到啟發和引導作用.

（三）提高學生的數學創新能力

要想真正地培養學生的創新能力，教師必須營造一種和諧的課堂氛圍.要想使學生的創新意識得以充分發揮，教師就要給予其合適的“氣候”“土壤”.教師與學生之間的關系要以和諧民主為基礎.在課堂上，教師要把握機會，尊重學生，讓他們大膽地表達自己的觀點；在遇到問題的時候，應該激勵學生積極思考，大膽提出問題，主動探究，從而推動學生的創新意識和創新能力健康發展.在此過程中，學生能夠及時地查找自己的錯誤，修正自己的缺點，從而達到更好的學習效果.在具體的教學中，教師要進行創造性教學，以達到“減負增效”的目的，通過游戲、比賽、發現問題等多種形式來培養學生的創新能力.比如，在《導數與微分》這門課上，學生如果僅僅想要拿到一個好分數，而沒有進行深入的研究和思考的話，就會影響到自身數學應用能力和創新意識的發展.因此，教師要強化學生的數學思維運用能力，培養其創新能力，在社會和學校中為他們提供更多的學習、思考的方法和機會，引導學生進行思考.同時，學校也要為學生創造出與之相適應的實踐機會，例如，利用競賽、等級評定等形式來激發學生對有關領域的探究興趣.

（四）培養學生的應用能力

在高校數學教育中，教師要注重對學生數學應用能力的培養.心理學調查顯示：教學內容與學生所熟知的生活環境越接近，學生對新知識的主動接受程度就越高.首先，在課堂教學中，高校數學教師要盡可能地將課程內容與學生的生活環境相聯系，從與學生生活環境相接近的現實問題開始進行教學，激發學生的學習興趣，在授課時積極地利用現實案例培養學生解決數學問題的能力，以此達到培養其應用能力的目的.同時，教師要對學生進行積極的指導，要對他們進行提問，使他們能夠積極思考，鍛煉其應用能力.其次，教師要增加校外課堂，將校內課堂與校外課堂相結合，引導學生將理論應用到實踐中，提高其邏輯思維能力和創新能力，這樣才能達成相應的教學目標.教師可通過校外實踐活動將高等數學的理論知識同現實生活緊密結合起來，從而提高學生對數學的學習興趣，使他們能夠更積極地參與課堂活動，逐漸養成優秀的數學思考和應用能力.

（五）增加數學考核評價的多樣性

在高校數學課堂上，教師對于學生的考核評價主要以考試為主.教師教書是為了達成教學目的，而學生學習則是為了完成考試的要求.這樣的考核評價方式難以有效激發學生的學習興趣，更無法實現對學生邏輯思維能力的培養.因此，在未來的高校數學課堂教學中，教師應采用多種形式的考試方法，比如：設立差異化的選課制度，在高等數學這一學科中，設立不同的版塊，讓學生可以按照自己的喜好，選擇不同的任課教師和教學模塊，從而激發他們的學習興趣與創新能力.這樣，最后的評價將會更接近于學生的實際學習情況，也將會更好地調動起整個小組的積極性.對學生進行期末的綜合評價時，將其日常表現、校外實踐、數學競賽等也計算在最后的考核中會使學生更加重視自己的日常學習，從而提升高校數學課堂效率.

（六）對教學方法進行創新

數學是一種具有很強的發散性的學科，教師要重視學生在課堂上的學習情況，靈活地設計教學問題，并采取科學合理的方法來指導學生在課堂上進行學習，讓學生在解答這些問題的過程中進一步提高自身的實際探究和知識運用能力.在挖掘教材資源時，教師要擅長選擇問題，并對其中的一些題目展開拓展變式，挖掘出一些與現實生活緊密相關的習題，讓學生可以進行自主練習，從而讓他們的學習積極性得到提高.在教學過程中，教師要將數學教學的內容生活化，并將其運用到實際中去.同時，教師要遵循因材施教的教學原則，對于擁有較好基礎的學生，加強對他們的綜合訓練，培養他們的自主探究和獨立思考能力，將他們的數學潛能發揮到最大程度；對于高數基礎較差的學生，要不斷激勵，使他們在高數學習中建立自信心，并在課余時間對這一類型的學生進行恰當的輔導，從基礎知識開始，讓他們打下良好的數學基礎.高等數學教科書所涵蓋的知識范圍比較廣，缺乏與之有關的實例，所以在授課的時候，教師應該針對不同專業的學生，以他們的職業發展為著眼點，重點講述他們對學科知識的理解，并對他們的運用能力進行培養.

（七）靈活使用數學建模進行教學

在數學建模中，問題一般都沒有固定的標準答案.在遇到復雜問題時，學生要充分利用自己的創造力、想象力、洞察力、邏輯推理和定量分析的能力，從現實問題所提供的原型中，捕捉到它的數學實質，構建出新穎的數學模型，從而最大限度地挖掘自身潛力.在高數中，概念和定理都是從現實問題中抽取的，抽取它們的目的都是解決實際問題，這是對學生應用能力進行培養的一個關鍵步驟.在傳統的理論與公式的應用教學中，教師往往只是講解課本中所設定的練習，很少列舉與之相關的問題，即便有，也都是條件充分、答案確定的問題，不利于學生創造力的發展.對此，教師可以適當地選擇幾個合適的現實問題來做例子，讓學生自己去發現問題，并用學到的數學知識去解決問題.在此基礎上，教師還可以提出一種新的數學建模思路，并帶領學生一起探究.例如，在討論最值問題的時候，教師可以假設：“某物業公司有40間公寓要出租，如果租金設定為每個月1500元，那么所有的公寓都會被租出去.如果每個月的租金增長50元，那么就有一間公寓沒有租出去，而租出去的公寓每間每個月需要支付80元的裝修維護費，把租金設定為多少才能獲得最大利潤？”運用模型分析法幫助學生更好地運用所學知識.除此之外，教師還可以將教科書中的例子或練習修改為應用問題，將其與學生在日常生活或工程實踐中會遇到的某些問題相融合，再將相關的數學知識和數學方法運用到教學中去，對其進行建模.

結束語

總之，在新課程改革的背景下，培養和提高學生的創新能力是高校數學教學工作的一項重要目標，高校有必要進行數學教育思想和方式的改革，完善數學教育的考核和評價體系，加強對學生創新能力的培育，從而提高數學教育的質量和效率.

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