高校數學教學中培養學生創新能力的策略研究

摘 要 作為一門抽象而理論性強的學科，數學不僅培養學生的學科知識，還培養學生的邏輯思維、問題解決能力以及創新意識。然而，部分高校的數學教學中存在一系列問題，制約了學生創新能力的培養。高校應從加強頂層設計，轉變教學觀念；提高教師教學能力，創新數學教學方法；注重學生差異性，優化考核評價機制等方面，將創新實踐能力培養納入數學教育，從而激發學生對數學的興趣，培養他們解決實際問題的能力，從而更好地適應未來社會的發展需求。

關鍵詞 學生；創新能力；高校；數學教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.044

Research on Strategies for Cultivating Students' Innovative Abilities

in College Mathematics Teaching

YI Qiang

（Chongqing Finance and Economics College， Chongqing 400021）

Abstract As an abstract and highly theoretical discipline， mathematics not only cultivates students' subject knowledge， but also cultivates their logical thinking， problem-solving ability， and innovative consciousness. However， there are a series of problems in the reform of mathematics teaching in some universities， which restrict the cultivation of students' innovative abilities. Universities should strengthen top-level design and transform teaching concepts; Improve the teaching ability of teachers and innovate mathematical teaching methods; Emphasizing student diversity， optimizing assessment and evaluation mechanisms， and incorporating innovative practical abilities into mathematics education can stimulate students' interest in mathematics， cultivate their ability to solve practical problems， and better adapt to the development needs of future society.

Keywords students; innovation capability; universities; mathematics teaching

數學學科在學生各個學習階段都占據著重要地位，是一門不可或缺的核心課程，而且數學與社會生活緊密關聯，是推動社會發展、科學研究的重要學科。回顧人類發展歷史，可以發現許多創新理論的誕生都以數學知識為基礎，在社會信息化發展的今天，數學知識更是遍布各個領域，有效推動了邊緣學科、冷門學科以及新興交叉學科的進一步發展。隨著教育改革工作穩步推進，創新能力成為高校人才培養的重點[1]。數學教育需要跟隨時代發展的潮流，探索基于創新能力培養的有效路徑，注重培養學生的實際問題解決能力，強調創新思維和團隊協作。在教學內容上，高校應更貼近實際應用，激發學生對數學的興趣和熱情。在教學方法上，高校應引入更多互動性和實踐性的元素，促使學生更好地理解和運用數學知識。在評價體系上，高校應注重評價體系的完善，確保能夠全面、客觀地評估學生的創新能力。

1 數學教學中提升學生創新能力的重要性

1.1 適應快速變革的科技和社會環境

隨著科技的迅速發展，傳統的數學教育模式已無法滿足學生對多樣性問題解決能力的需求。在高校數學教學中提升學生的創新能力，能幫助學生應對未來復雜的科技挑戰，讓他們成為富有創造性的社會參與者和問題解決者；還能引導學生走出傳統的計算思維，激發他們對問題本質的探討，培養他們將數學知識應用到實際場景中的能力。

1.2 拓展學生跨學科知識思維和能力

數學在科學、工程、經濟、社會科學等各個領域都具有廣泛的應用，其與多學科融合的特性為學生提供了豐富的機會去探索交叉領域的知識和問題。在高校數學教學中提升學生的創新能力，能夠激發學生跨學科的學術興趣，培養他們解決跨領域問題的能力，進而增強創新思維的深度和廣度[2]。

1.3 滿足社會對高素質人才的需求

社會對人才的需求已不再限于具有傳統的專業技能，更強調跨界思維、創新精神和解決實際問題的能力。在高校數學教學中提升學生的創新能力，能夠培養學生超越書本知識，運用數學思維解決實際問題的能力，使其成為具備創新能力的復合型高素質人才[3]。

1.4 促進高校數學教學自身的創新與發展

教育是一個不斷進化的系統，在高校數學教學中提升學生的創新能力，能夠創新教學方法、技術手段，培養學生主動學習的能力，促使高校數學教學體系更加靈活和具有活力；高校還應為教師提供更豐富的教學資源和手段，促使高校數學教學更好地適應時代的需求。

2 高校數學教學中存在的問題

2.1 教學觀念較為落后

在高校數學教學中，部分教師往往偏向以灌輸為主，注重知識的傳遞，而忽略培養學生的創新能力、實踐能力和問題解決能力，使得數學教學變得單一、刻板，難以激發學生對數學的興趣和主動學習的動力。當今社會要求學生具備更強的創新能力，而傳統的灌輸式教育無法滿足這一需求，從而導致部分高校數學教育理念與社會需求脫節。此外，信息技術如人工智能、虛擬現實等在教育領域的應用日益普及，而部分教育者對這些新技術持有保守態度，未能將其有效融入數學教學，在教學過程中無法充分利用現代科技手段，限制了數學教學的靈活性和互動性。

2.2 教學模式較為單一

傳統的數學教學普遍依賴于傳統教科書和課程大綱，教師往往按部就班地講解預定內容，缺乏對知識體系的靈活理解和創造性展現[4]，在一定程度上剝奪了學生對數學知識深入理解的機會，使得教育過程呆板、缺乏趣味，也導致學生陷入死記硬背的學習狀態。還有部分高校數學教師的教學方法相對固化，在板書、講解、習題演練等方面缺乏創新和變化，學生在教學中難以體驗到數學的生動性和實用性，阻礙了學生發散性思維的培養和創新能力的提升。在新時代，高校數學教學應當摒棄過度依賴傳統教學方法的思維定式，更加注重運用多元化、創新性的教學手段，以促進學生素質的全面發展。

2.3 考核評價方式不完善

數學作為一門實用性強的學科，其評價方式應更注重對學生創新思維和實際運用數學知識能力的考查，但部分高校的筆試模式主要關注學生對知識點的熟練掌握和計算能力的展現，而較少涉及學生對數學思想的深層次理解和對實際問題的解決，還有部分高校以傳統筆試為主的評價方式難以全面了解學生在數學領域的真實水平，影響了對學生個體差異的準確認知。另外，隨著信息技術的發展，現代評價手段如在線考試、智能評估等逐漸被應用于教學領域，但目前仍有一些高校的數學考核仍采用傳統方式，未能充分借助新技術手段提高評價的客觀性和準確性。

3 高校數學教學中培養學生創新能力的路徑

3.1 加強頂層設計，轉變教學觀念

在數學教學改革中，高校要進行頂層設計，確保數學教學改革融入整個人才培養體系，并將其置于教育戰略的重要位置。為實現這一目標，學校可以成立專門的“數學教學改革”工作領導小組，由學校黨委主導，通過整體謀劃、細致設計，強化整體教育體系對數學教學改革的支持。在頂層設計的過程中，應確保數學教學改革與學校整體發展戰略相協調。學校黨委應明確數學教學改革的地位和意義，將其納入學校整體發展規劃，并理順組織結構，逐級傳遞任務，有序推進數學教學改革任務，形成由上到下的有機聯動，使整個學校在數學教學改革中形成齊抓共管的工作局面[5]。此外，還需要加強數學與其他學科的協同，推動跨學科合作，促使數學教學改革能夠更好地服務于學科交叉和綜合素質培養。

在教學觀念轉變方面，高校要倡導更加現代、創新的教育理念。數學是一門抽象而精準的學科，教師應在教學中注重啟發學生的思維，培養他們的創新意識和解決實際問題的能力。教師要改變傳統的教學方式，不僅要關注數學知識的傳授，還要注重引導學生發展自主學習和團隊協作能力。教師還要借助現代技術手段，推動信息化與數學教學的深度融合，通過引入多樣化的信息載體，如在線課程、數字化教材、教學軟件等，豐富教學手段，提高教學效果[6]。

3.2 提高教師教學能力，創新數學教學方法

為提高教師的教學水平，高校需要對其進行全方位的專業培訓，使其更好地了解數學教育的最新發展趨勢、創新理念以及現代教學方法。高校應開展定期的學術交流、專業研討會，引入國內外數學教育專家進行指導，使教師能夠不斷更新自己的知識體系，提高教學的前瞻性和深度；高校還應建立起師資團隊的合作機制，推動教師之間的互相學習和交流，共同探索適合學生創新能力培養的最佳教學實踐方法。

教師應當注重發展創新教學方法，激發學生的思維活力、培養其解決實際問題的能力。教師可以嘗試引入問題解決教學法、合作學習、項目驅動教學等創新方法，鼓勵學生主動思考、積極參與，從而提升其創新應用能力。教師應借助現代技術手段，如虛擬實驗、在線協作工具等，打破傳統的課堂界限，創造更具互動性和趣味性的學習環境，以激發學生的學習興趣，培養其自主學習和團隊協作的能力。例如，教師可以利用“互聯網+”的優勢，結合慕課、線上線下混合式教學模式、微課等，將信息技術與傳統數學教學相融合，滿足學生不同的學習需求；教師還可以借助翻轉課堂的方式，先學后教，凸顯學生主體性，打破傳統教學模式的桎梏，為學生提供更廣闊的自主學習空間。

在實踐教學中，可以通過以下幾種方式優化數學教學模式，激活學生創新思維。①引入現實問題：將數學概念和技巧應用到現實問題中，例如，教授微積分時，教師可以結合實際案例，如用微積分來分析物體的運動、最優化問題等，讓學生將數學知識與實際問題相聯系，從而激發他們尋求創新解決方案的能力。②設計探索性任務：設計探索性的任務或挑戰性的問題，鼓勵學生積極探索和嘗試不同的解決方法。例如，在線性代數課程中，可以給學生一個開放性問題，讓他們自主選擇解決方案，并且比較各種方法的優劣。③提供多樣化的學習資源：引導學生使用數字化工具、模擬軟件等方式解決問題，并深刻理解抽象的數學概念。例如，利用數學建模軟件模擬復雜系統，讓學生通過實際操作探索數學規律，從而培養他們的創新思維和問題解決能力。

3.3 注重學生差異性，優化考核評價機制

高校數學教學改革要注重學生的差異性，優化考核評價機制。學生在認知水平、學科興趣和學習方式上存在差異，傳統的“一刀切”評價方式難以準確反映每位學生的個體差異，因此需要差異化的考核評價機制滿足學生的個性化需求。其一，考核評價機制應當根據學生的認知水平進行差異性設置，針對不同層次的學生設置相應的考核內容和難度，并且用層次化的考核激發學生的學科興趣，確保評價的客觀性和準確性。其二，考核評價機制應當關注學生的學科興趣和專業方向，設計符合其個性特點的考核方式。發現并培養學生的興趣，激發其學科熱情，還應在考核評價中引入一定的個性化選擇，讓學生有機會選擇符合自身興趣和發展方向的題目或項目。其三，考核機制應充分考慮學生的學習方式和節奏，設置一些靈活的考核方式，例如開放性問題、實際問題解決等，以適應不同學生的學習節奏和學科特點。其四，考核評價機制要注重全面了解學生的學習表現，不僅關注考試成績，還應引入多元化的考核方式，包括課堂參與度、項目完成情況、小組合作能力等多方面因素，全面了解學生的學習狀態和實際能力，減輕學生的考試壓力。

4 結語

高等數學作為重要的公共課程，在培養學生創新能力方面具有關鍵作用，目前部分高校的數學教學仍存在一些問題，阻礙了學生創新能力的培養。高校必須全面分析數學教學中暴露的各種現實問題，并積極提出各種具有針對性和實效性的改革措施。在教學理念方面，高校應不斷推陳出新，積極引入先進的教育理念和技術手段，使數學教學更加符合時代潮流。在教師隊伍建設方面，高校應加強教師培訓，使其更好地適應創新型教學的需求，以培養出更多具備創新思維、實際應用能力和團隊協作精神的高素質數學人才，為推動科技創新和社會發展作出貢獻。

基金項目：重慶財經學院2020年度在線開放課程項目“微積分I”（2020ZX09）。

參考文獻

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[2] 張瑾，陳儉.科教融合視域下地方高校文科研究生創新能力提升路徑研究[J].黑龍江教師發展學院學報，2023，42（7）：16-20.

[3] 肖長國，陳娟娟，黃榮里.高校數學“拔尖計劃”教學改革的實踐研究[J].中國多媒體與網絡教學學報，2023（7）：41-44.

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[6] 鄧小華，許宇翔，羅曉萍.新時代高校數學課程思政教學改革實踐探析[J].遵義師范學院學報，2022，24（2）：122-126，131.