高等数学互动式教学与大学生创新能力的培养

张志信

摘 要： 在现代教学环境下，如何建立新的教学理念和研究新的教学方法对于本科教育和学生创新能力的培养具有很重要的理论意义和应用价值。本文主要讨论在新的教学形势下进行高等数学互动式教学的必要性，高校高等数学教学所面临的问题，以及开展互动式教学的具体措施。根据实际的教学现状，提供有效的教学方法和手段，提高学生学习兴趣，促进其创新能力的提高，为现代化建设培养优秀人才。

关键词： 高等数学 教学模式 创新能力 教学改革

大学高等数学互动式教学是一种新的教学理念，大学高等数学互动式教学从根本上说是现代社会发展对大学高等数学教学提出的一种更高的要求，也是大学高等数学教学自身内在不断完善和提出更高要求的体现，是对传统教学的扬弃与创新。为了适应现代社会对人才的创新能力和综合能力的要求的不断提高，我们要进行高等数学教学改革以促进学生创新能力的培养，是现在高等数学教学所面临的重要课题。教育工作者在这方面进行了不断尝试和大胆教学改革，为提高现代大学生的数学素质和创新能力的提高作出了重要贡献。

为了不断促进现代大学生的数学素养和创新能力的提高，结合现在大学高等数学教学所面临的问题，本文在教学前辈丰富的研究成果的基础上，讨论了高等数学互动式教学对学生创新能力培养的促进作用，以及如何进行互动式教学，从而促进学生创新能力的提高。

需要指出的是，大学高等数学互动式教学虽然是针对传统教学的弊端提出来的，但它并不是对传统高等数学教学的全盘否定，它是在合理吸收传统教学思想的基础上发展起来的新的教学思想，是对传统教学弊端批判基础上的思想超越。另外，在大学高等数学互动式教学模式下，对教师自身的科学文化素质和驾驭课堂的能力要求较高，要求教师在课堂教学过程中有综合运用多种教学方法的能力；教师在备课过程中，要准备丰富的相关素材，检索相关的最新信息，并做好整理归纳。这样教师在课堂上就可以轻而易举地完成多种教学方法的转化。下面将在明确进行大学高等数学互动式教学的必要性的基础上，针对现代高等数学教学过程中出现的问题和现象，改变教学理念、教学手段和方法，进行高等数学教学改革和创新，促进学生和教师在教学过程中的真正意义上的互动，激发学生的学习兴趣，促进学生的创新思维，培养和提高学生的创新能力。

一、高等数学互动式教学的必要性

高等数学互动式教学是想通过营造轻松愉快的互动高等数学教学环境，在教师和学生之间进行平等交流探讨的过程中，使学生和教师的不同观点，不同方法得到交流，从而激发师生双方对知识的不断探索和追求，激发学生的学习兴趣，优化教学效果的一种教学方式。在教学过程中，我们要明确学生的主体地位，学生是知识的接受者，是学习的主要执行者。如果我们不能清楚认识学生在学习过程中的主体地位，一直将其置于次要地位，那么我们将无法顺应现代高等数学的教育目标。而这种学生一直处于附属地位，处于被动接受状态，在我国高等数学教学过程中是普遍存在的。从现在高等数学教学的理念上看，我们强调传授学生高等数学的数学知识，而忽视了对学生主体性与学生学习兴趣的培养；从现在高等数学教学过程观察，教师是教学过程中的主要执行者，几乎掌控一切，从教学目标的设计，教学模式、方法的选择，到课内外作业布置，学生学习成绩的评价，学生都处于被动接受状态。这些都导致了学生主体性的自然缺失，没有真正参与教师的教学活动和接受教师教授的知识。从现在高校的教学效果来看，学生上数学课没有激情，上课看手机，师生之间缺乏互动和正常交流，从而背离了我们大学高等数学的教育宗旨。高等数学互动式教学重视教师和学生的互动，让学生参与教师的教学过程，建立教师和学生的沟通通道，促进学生主动学习，积极思考，达到学习目标。

大学高等数学互动式教学是对高等数学互动教学模式的不断探索和总结，不断进行教学改革和新的尝试，提高学生的学习主观能动性，培养学生的数学兴趣，提高学生的创新能力，提高学生的可持续发展能力。

二、高等数学教学的现状和存在问题

1.传统的教学观念在大学高等数学教学理念中占据主导地位。传统的教学观念把老师赞誉为“人类灵魂的工程师”。其中既有对老师这个崇高职业的赞美，又把老师比喻为产品的设计者并兼做生产者，学生则是一种产品，得按照预定设计的“图纸”进行标准化的“定制生产”，这种带有强烈的“集中统一”的教学观念，体现在教学及其管理的方方面面，无论是高等数学的教学大纲的制定和对各个学科专业的教学内容的设置，还是文、理科的高等数学的教学要求一直沿用以前的版本，虽然根据现状有所调整，但是变化不大。高等数学作为其他学科的基础课程，根据不同学科的知识体系，对于高等数学教学内容应该有不同的要求，而目前，高等数学多数情况下基本分成文、理科两个分类进行编写教材和教学大纲，没有突出各科对高等数学的不同要求。在教学过程中，教师一直是处于主导地位，教师讲什么，学生学什么，否定了学生的主体地位，抹杀了学生的学习主动性，让学生参与教学的观念不强。师生互动和交流很少。评价体系单一，期末成绩是评价学生学习情况的唯一标准，虽然目前引入了平时分制度，但是在实际执行过程中没有充分发挥作用，不能全面地对学生的学习情况和对知识的掌握程度做出客观评价。不能从学生学了什么、能干什么，对实际问题的分析、思考和解决的能力的角度出发，为评价学生的综合能力，制定合理考核制度和评价体制。更重要的是随着大班教学的进行和教学课时的压缩，教师只能按照教学大纲按时按量完成教学任务，没有时间和精力使用有趣的科学实验和丰富的数学史料激发学生的学习兴趣和对数学科学的探索，缺乏对学生的创新思维和创新能力的训练。

2.教学方法改革形式大于内容。在高等学校，关于高等数学的教学改革一直是教师和学生关注的重要话题，大到国家的教研项目，小到学校的教学改革课题，从事高等数学教学的教育工作者都在为提高高等数学教学质量而孜孜不倦地努力。然而受到现在的高校现状和教学环境的影响，高等数学教学改革进展缓慢。现在大部分高校采取大班教学，高等数学教师资源不足，设备条件不够，虽然有好的教学模式和教学方法，实现真正意义上的教学改革有一定的困难。现在高校虽然认识到高等数学教学改革的重要性，但由于资源限制和制度的约束，进行参与式和互动式的教学改革力度不大，只是从形式上给予支撑，真正落到实处的极为有限，从整体看高等数学教学模式的改革并没有实质性的突破。对于现代高等数学教学改革将是一个不断探索，不断总结规律，不断实验的漫长过程。

3.师生关系不容乐观，缺乏师生互动。长期以来，受到传统教育观念的影响，教师和学生一直被赋予对与错、命令与服从的对立关系，天生处于对立状态，致使学生和教师不能平等对话和交流，关系僵化。现在高校教师和学生的关系紧张，教师在教学过程中总是以“严师”的面孔出现，加上平时师生交流少，使得和谐愉快的氛围被打破，正常的交流通道被隔绝，以至于师生关系不和谐。高等数学教师对于学生来说大部分都是外系老师，没有同院系的亲切感，除了正常教学时间以外，根本没有时间和学生进行交流和沟通，加上高等数学教师本身教学任务重、作业量大，学生很容易产生对立情绪。另外，高等数学大部分情况下都是大班上课，教师不能对每个学生的学习和生活情况都详细了解，缺乏交流，缺少沟通，也会促使师生关系对立。所以高等数学教师如何利用合理时间和学生进行沟通，培养感情，营造快乐愉悦的课堂气氛，建立良好的师生关系显得尤为重要。在此基础上，教师才能让学生从“要我学”变成“我要学”，才能引导学生学习，培养学习兴趣，与学生进行互动教学，发掘学生潜能，从而创造轻松活泼的课堂教学环境。

三、开展大学高等数学互动式教学的具体措施

1.不断深入以学生为本的教育理念。以学生为本的高等数学教学理念的建立是学生学好高等数学的前提。高等数学的教学要以学生为中心，一切为了学生，学生是一切。然而受到传统教学思想的影响，目前以学生为主体的教学理念没有得到根本确立。在大学学习过程中，高等数学的学习是敲门砖，是其他专业课程的基础，对于学生自身专业学习有深远的影响。高等数学教学大纲的设置，教学内容的选取，课程学时的设置等方面都要从学生学习的角度考虑，将学生置于教和学的中心位置，只有这样高等数学的教学环境和学习氛围才能得到根本改变。虽然现在高校都确立了以学生为本的教育思想，为学生服务，为教师教学服务，但在学校实际环境和资源的约束下，很少能真正落实和实践。高等数学教学改革要确立以学生为本的教学思想，在教和学的过程中处处以学生为学习的主体，将学生从被动接受者转变为主动学习者。教师是学生的引领者，要服务学生，引导学生，增强师生互动和交流，培养学生自主学习能力和创新思维，不断激发和挖掘学生的潜能，从而提高学生的创新能力和综合素质。

2.结合现代教学手段，开展互动式的教学模式。随着现代科学技术的不断进步和发展，现代教学软件和设备得到了飞速发展。教师应该学习和使用现代教学设备和软件，改变传统的授课方式，强化课堂教学效果。我们要充分利用现代教学设备给教学带来的优势，在短时间内给学生展示丰富的教学素材，这在若干年前是不可想象的。教师除了粉笔就是教材的日子已经结束，我们应该适应现代教学手段变革的趋势，结合自身课程的特点，改变现有的教学模式，利用现代教学手段和学生进行互动，进行科学有效的互动式教学改革。

现代多媒体教学设备在使用过程中用丰富的声音、色彩、图形和动画等形式传达知识和信息，极大地调动了学生和教师的感官，增强了学习的趣味性。对于相对于其他课程相对枯燥和难懂的高等数学来说，现代多媒体教学设备的合理高效利用是高等数学教学的福音。高等数学对于刚进入高等学府的学子来说是一门科学性、逻辑性和理论性很强的课程。学生在学习过程中会因为抽象的数学概念而苦恼，因为复杂的三维图像而沮丧，因为逻辑性强的理论证明而不知所措，因为高等数学的难学而望而却步，有的同学甚至会因此放弃这门课程的学习。合理有效地利用现代教学设备可以解决这些学生在学习过程中的难题，让高等数学的学习变得简单、轻松、有趣。通过多媒体和现代教学软件，教师可以使用有趣的故事或者过程展示引入和解释难懂的数学概念，可以使用数学软件展示更复杂的三维图形，使得学生对数学问题有直观了解。教师可以利用动画和分步实现的方法解释复杂理论的推导过程，使得推导过程直观易懂。并且由于是电子信息，学生可以利用业余时间重复学习，便于在发现问题时给教师反馈，与教师进行交流。多媒体教学最大的优点是可以快速展示内容，改变了教师在黑板上一笔一画书写的过程，为教师节约了课堂时间，为与学生进行交流提供了良好的条件。同时，多媒体的使用可以增加课程相关知识的信息量，通过屏幕提供丰富的教学资源，这在以前是很难做到的，这为学生的自主学习提供了可能。可以通过多媒体给学生展示问题，与学生一起分析、讨论问题，最后解决问题。教师在教学过程中充分地和学生进行互动，让学生参与教学过程，实现互动式教学。

3.加强网络平台建设，加强师生交流。网络技术的发展改变了我们的生活，也改变了我们的教学模式。现代网络在为教师提供丰富的教学资源和教学经验的同时，也为教师和学生之间建立了一座无形的沟通的桥梁。现在高校都在进行网络教学平台建设，通过网络可以提供学习资源，建立师生互动平台，这为教师和学生的交流提供了很好的物质基础，为学生和教师交互式的交流提供了可能。教师可以借助网络软件和学生建立交流渠道，可以在线聊天，答疑和讨论问题，为教师和学生节省了时间和经济成本。至于这种交流方式所带来的时间成本应该是学校应该考虑的问题，高校可以考虑建立教师在线答疑制度或者其他方法，同时建立一套合理规范的工作量的认定，这样对于学校、教师和学生都是有利的。高校要加强师生网络交流平台的建设，增进师生交流，建立良好的师生关系和友谊，只有这样师生才能相互理解、相互信任，才能在轻松快乐的氛围中搞好学习，共同进步，共同提高。

4.开展数学实验，注重学生实践能力和创新能力培养。学生创新能力的培养离不开科学合理的学习训练，学生在不断思考、实验、实践的过程中会提高自身的综合素质和创新能力。在高等数学教学过程中，教师不仅要传授课本知识，还要注重学生实践能力和创新能力的提高。高等数学除了丰富的课本知识以外，还有丰富无限的和各个学科相关的数学问题，教师可以结合各学科特点让学生开展数学实验，从数学问题的提出到数学模型的建立，从数学问题的分析、解答到实验结果在实践中的具体应用。教师和学生讨论问题、分析问题、解决问题，加强合作和交流，进行互动式的教与学。通过数学实验的训练和学习，学生会对于高等数学有更深层次的认识和理解。通过开展数学实验，学生会针对某些数学问题提出创新想法，并赋予数学软件来实现，在实验过程中和教师、同学一起分析和探讨问题，在成功中分享喜悦，在失败中总结经验教训，从而完成学生从被动式接受知识到主动参与教学的转变。

5.建立合理的科学评价体系。科学合理的考核评价体系是高等数学教学改革的关键。高效的考核评价方法对高等数学的教学具有指导作用。现代高校要建立科学合理的高等数学的考核方法，改变传统的考核机制，转变以考试成绩定终身的观念，针对传统的考核机制进行改革和创新，既要重视学生基础知识的学习和理解，又要加强学生数学实践，促进学生创新能力的提高。

科学合理的考核评价方法是激发学生的学习热情和学习能动性的前提。传统考核方式单一，试卷题型固定，考试内容缺乏新意，主要根据考试卷面成绩评价学生的学习情况，已经不能适应现代高等数学教学要求。高等数学要根据实际情况和现在的教学特点，适当调整期末卷面成绩和学生平时分的比例，建立动态的成绩考核方法。虽然现在部分高校已经施行平时成绩加期末成绩的考核方案，但是在平时分的考核上还是有不少问题。高等数学要重视学生平时学习过程的监督和管理，建立完善的平时考核制度，使得考核方式多样化，如可以使用加分题等方法。在考试内容上要改变现有的统一试卷的方法，引入新的题型和内容，强调各个学科的高等数学试卷与各个专业的专业特点相结合，如生物学的学生可以在试卷上出现简单的人口模型的求解，细菌传染的模型分析等，体现学以致用。考试只是手段，不是目的，学生学了什么，能用高等数学解决问题的能力才是高等数学的教学的最终目的。

教学是教和学的统一，只有教，没有学是不科学的。如何在现在复杂多样的高等数学教育环境下，开展互动式教学，进行科学、高效的高等数学课堂教学，提高学生的能动性，促使学生和教师互动，是高等数学教育工作者共同面临的教育改革课题。只有不断深入以学生为本的教育理念，不断革新现有教育模式，进一步改善师生关系，建立科学合理的评价体系，我们才能适应现代社会对高等数学的教学要求，才能培养社会需要的有思想、有才华、有创新能力的复合型人才。

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教学基金：安徽大学教学改革研究项目（xjjyxm14023）