工科院校大學(xué)數(shù)學(xué)課程對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究和實(shí)踐

【摘要】本文主要介紹了在教學(xué)條件落后，學(xué)生學(xué)習(xí)水平差異性較大以及學(xué)風(fēng)建設(shè)困難的工科院校的環(huán)境下。以學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為突破口，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)課程 創(chuàng)新能力 教學(xué)研究

創(chuàng)新能力指的是作為活動主體的人所從事的產(chǎn)生新思想和新事物的活動能力。高等教育中傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程組成了非數(shù)學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。一直以來，這些課程遵循傳統(tǒng)的教學(xué)方式和模式，已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代教育教學(xué)以及各個(gè)不同專業(yè)新技術(shù)新思想的發(fā)展需要。同時(shí)隨著招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)生學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)積極性也在不斷的下降，這些都構(gòu)成了傳統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教學(xué)新的挑戰(zhàn)。如果依舊按照原來的課程體系一成不變地進(jìn)行教學(xué)，就會影響后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，從而使培養(yǎng)出來的學(xué)生既缺乏創(chuàng)新意識，又不符合當(dāng)今社會對多樣型應(yīng)用型人才的需求。

大學(xué)數(shù)學(xué)在大學(xué)教育中具有極其重要的地位和作用，它既是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的知識基礎(chǔ)，又是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的載體。在教學(xué)實(shí)踐過程中我們可以發(fā)現(xiàn)，大學(xué)數(shù)學(xué)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的過程中，具有重要而基礎(chǔ)性的不可替代的作用。因而，越來越多的研究表明，通過大學(xué)數(shù)學(xué)教育培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新性能力不但具有重大的理論意義，同樣具有深刻的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革成為專業(yè)改革的先鋒和重點(diǎn)方向。

針對一般工科院校高等教育的新特點(diǎn)和教學(xué)資源相對缺乏、學(xué)生程度參差不齊、學(xué)風(fēng)建設(shè)難度相對較大的實(shí)際教學(xué)環(huán)境， 以學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為突破口，結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)環(huán)境，從如下幾方面進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐，使不同的數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)能夠協(xié)同合作培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)以及打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重視培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)的數(shù)學(xué)思維方式分析問題和解決問題的能力

（一）在教學(xué)過程中，結(jié)合具體專業(yè)，注重相關(guān)數(shù)學(xué)知識在專業(yè)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

任何專業(yè)如果要進(jìn)行精確性的描述都離不開數(shù)學(xué)知識的工具，因此，在講解數(shù)學(xué)知識的概念和方法之前，首先從專業(yè)的實(shí)際出發(fā)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，貼近生活實(shí)際。這樣做的好處就是既有利于學(xué)生解決實(shí)際專業(yè)問題能力的培養(yǎng)，加深對專業(yè)知識的理解，同時(shí)又拓寬了學(xué)生的知識視野，通過數(shù)學(xué)的抽象，使得學(xué)生能夠從更高的高度理解專業(yè)知識，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

（二）將數(shù)學(xué)建模思想和方法融入大學(xué)數(shù)學(xué)主干課程中

大學(xué)數(shù)學(xué)課程中不少理論內(nèi)容，不是從定義出發(fā)，而是從實(shí)際問題出發(fā)，已解決問題為線索展開知識體系，不是由教師直接灌輸，而是引導(dǎo)學(xué)生在建立數(shù)學(xué)模型解決問題的過程中自己將知識“發(fā)明”出來。通過這種“發(fā)明式”的學(xué)習(xí)，學(xué)生更能掌握數(shù)學(xué)的精髓，并且培養(yǎng)了應(yīng)用能力與創(chuàng)新意識。

二、加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，革新傳統(tǒng)的教學(xué)方法

（一）培養(yǎng)創(chuàng)新意識，營造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境

在教學(xué)過程中大量引入研究式的教學(xué)模式以及翻轉(zhuǎn)課堂，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中不自覺的和專業(yè)相融合，從而達(dá)到雙贏的目的。避免了生硬的概念介紹和公式推導(dǎo)，數(shù)學(xué)成為專業(yè)學(xué)習(xí)的必備工具，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，加深了對知識的理解和運(yùn)用能力。在此過程中，學(xué)生也會在潛意識中提高了創(chuàng)新能力。

（二）充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，建立與課程相關(guān)網(wǎng)站或云端

將課程教學(xué)大綱、課程授課計(jì)劃、課程電子教案、習(xí)題課電子教案、教學(xué)視頻等相關(guān)教學(xué)資料放到課程的相關(guān)網(wǎng)站，或者建立學(xué)習(xí)資源的云端，方便學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以通過網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料。通過這種手段，可以極大地提高了學(xué)生的積極性和主動性。同時(shí)適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

三、加強(qiáng)大學(xué)數(shù)學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力

（一）開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程

在大學(xué)數(shù)學(xué)課程中適當(dāng)?shù)拇┎灏才艛?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，如Matlab或Mathematica。也可以獨(dú)立開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，通過教師演示指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)研究實(shí)驗(yàn)的方式。這種模式的教學(xué)實(shí)驗(yàn)的開設(shè)目的是以實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，把數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)思想和方法以及數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，讓學(xué)生自主地在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)工具的使用，理解數(shù)學(xué)的知識原理和思維，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決簡單的實(shí)際問題。

（二）開設(shè)數(shù)學(xué)系列選修課

根據(jù)學(xué)生興趣及準(zhǔn)備考取碩士研究生的學(xué)生的需求，我校開設(shè)了數(shù)學(xué)建模，矩陣論等數(shù)學(xué)選修課。通過多種多樣的選修課適應(yīng)學(xué)生不同專業(yè)發(fā)展需要，同時(shí)提升了學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供了寬口徑和多模式的發(fā)展空間。

（三）課內(nèi)外緊密結(jié)合，組織學(xué)生參加學(xué)科競賽及科技活動

為了培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新應(yīng)用型人才，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)精神和拼搏精神，積極組織學(xué)生參加各級各類的數(shù)學(xué)競賽和數(shù)學(xué)科技活動，通過豐富的競賽與課外科技活動為具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的優(yōu)秀學(xué)生的成長提供了充分展示的平臺和接受挑戰(zhàn)的難得機(jī)會。

四、實(shí)施并不斷完善具有特色的分層教學(xué)模式，注意拔尖人才的培養(yǎng)

參照學(xué)生高考數(shù)學(xué)成績，并通過選拔考試，對大學(xué)數(shù)學(xué)課程提出并實(shí)施分層教學(xué)，開展分級教學(xué)試點(diǎn)，有利于任課教師因材施教，有的放矢，以提高教學(xué)效率、改善教學(xué)效果。

恩格斯說過：“數(shù)學(xué)是人類悟性的自由創(chuàng)造物”，數(shù)學(xué)是最能激發(fā)人的自由創(chuàng)造本能的學(xué)科。以學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為突破口，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，從以上幾方面進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐，其目的是使大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革能更深入地進(jìn)行，其改革成果能夠被真正推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：李珍（1979-），女，漢族，河北省唐山市人，碩士，講師，研究方向：微分方程數(shù)值解研究。