探索创新人才培养与数学实践教育模式研究

张雷++董志清++雷鸣

摘 要：基于“大众创业、万众创新”的良好氛围，为了迎合创新驱动发展战略、深化高校创新教育改革，传统数学教育模式已经越来越凸现出学生创新意识和创新能力培养方面的局限性，学生学习缺动力，创新欠活力。经过对数学教育进行多年的探索与实践，逐步形成了以“用数学”为导向的教学理念，构建了多梯度“用数学”课程链，打造了驱动学生学习动力和创新活力的多维度数学实践教育体系，效果显著。

关键词：创新活力 多维度 课程链 教育生态

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0238-03

Research on the Cultivation of Innovative Talents and the Mode of Mathematical Practice Education

Zhang Lei Dong Zhiqing Lei Ming

（College of Mathematics and Statistics， Chongqing Jiaotong University， Chongqing， 400074， China）

Abstract： Based on the “public entrepreneurship， innovation” good atmosphere， in order to cater to the innovation driven development strategy， deepen the reform of high education， the traditional mode of mathematics education has been increasingly highlighted the limitations of cultivating students innovation consciousness and innovation ability， students lack of power， less innovation vitality. After years of exploration and practice of mathematics education， and gradually formed a “mathematical” oriented teaching concept， build a multi gradient “Mathematics” course to create a driving chain， students learning motivation and innovation system of multi dimension mathematical education practice， significant effect.

Key Words： Innovation vitality； Multi dimension； Curriculum chain； Education ecology

当今数学已渗透到各个学科领域，形成了许多交叉学科分支，因此数学在人才培养中愈显重要。传统的数学教学中，理论知识的教学与知识实际应用环节相剥离，只顾知识传授，而忽略能力培养的教学问题已经越来越严重，致使不少学生的数学学习“既学不好，又用不好”，导致创新人才的培养得不到很好的发展。随着经济全球化时代的到来，一个简单的共识就是需要大批能正确应用数学并理解数学应用能力的从事各行各业、各个层次的人才[1]。实践证明，数学教育在创新型人才培养过程中具有其他学科不可替代的重要作用[2]。

经过长期的教学研究与实践，根据办学宗旨和人才培养目标，逐步形成了以“用数学”为导向的教学理念，构建了多梯度“用数学”课程链，打造了驱动学生学习动力和创新活力的多维度数学实践教育体系，促进了学生的学习向自主性、研究性、创新性转变[3]。该体系贯通课程内外，贯穿教学全程，体现系统性和科学性，遵循学生的认知规律。

1 多维度数学实践教育体系

在教学活动中，打破以往的“以教为主、算数学”的传统数学教育方式，解放思想，以“用数学”为教学向导，培育学生学习兴趣，将压力学习转化为动力学习，驱动学生学习动力和创新活力的良性发展。多梯度“用数学”课程链由数学基础教育课程群、创新实践教育课程群、数学应用实践群三部分构成。

（1）数学基础教育课程群，是多梯度“用数学”课程链的基础，针对不同的要求，分为文化基础层、专业特色层、自主提高层。培养学生创新思维和科学研究的基本素质，提高学生实践和创新能力。

（2）创新实践教育课程群，是多梯度“用数学”课程链的重心，注重创新能力培养。通过整个过程的学习和实践，学生的各科知识被综合调动起来，学生能真正体会到每一门课的知识价值，整合学生创新实践能力。学生已逐步建立起将壓力学习转化为动力学习的积极态度。

（3）数学应用实践群，是多梯度“用数学”课程链的核心[4]。通过校级、国内外数学建模竞赛、大学生创新创业训练项目和课外科技活动等训练，强调学科竞赛等形式是培养创新思维人才的有效途径，是数学基础教育课程群、创新实践教育课程群的实践区、收获区，是学以致用的试验基地，真正做到“用数学”。学生的创新能力，实践能力得到有效提高。

为了打造高等数学教育独有的教育特性和教学习性，让数学能积极地服务于实际，形成数学教育的生态环境。首先需要培养具有“用数学”理念的教学团队，组建多梯度“用数学”课程链，寻找到“想学习、要学习”的适合学生群，从而构成驱动学生学习动力和创新活力的多维度数学实践教育生态。教师、课程链、学生是一个有机的整体，既有独自的特性又必须兼顾彼此之间环环相扣的关系。教学团队针对不同的教学环境，设计的多种教学模式，形成了“用数学”课程链的多梯度，满足充满学习动力和创新活力的学生群的各种学习要求。

在这个教育生态中，“想学习、要学习”的学生群是多维度数学实践教育生态的动力。在此动力下，学生群与多梯度课程链形成了数学教育生态的正向反馈，使得整个数学教育生态良性循环，实现了驱动学生学习动力和创新活力的培养目标。

2 多维度数学实践教育体系实施方案

项目组立足于学生创新实践能力的培养目标，经过多年的研究、实践以及再研究、再实践，形成了驱动学生学习动力和创新活力的多维度数学实践教育生态。

2.1 创新实践教育课程群重“用数学”的教学实践

面向全校学生开设的创新实践课程群，是培养学生“用数学”的教学实践，学生渴望创新学习并积极参与“用数学”的实践[5]。学校开设的《数学建模的实践与认识》课程，学校组织的校内数模竞赛等，都以创新实践能力培养为导向，各个环节循序渐进，因赛制宜。经过循序渐进的系统化课程群训练和竞赛，逐步建立起培养学生创新实践能力的有效途径。以学生为主的数学建模协会，在老师的指导下，开办了《数模的实践与认识》杂志，老师开设的形式多样的数模讲座等，培养了学生的学习兴趣，提高了学生自主学习的能力。

将应用案例融入到教材和理论教学中，有利于将数学中抽象的理论通过实际应用案例、计算机图形演示和数字演算加以阐释，化抽象于形象，变枯燥于生动，使复杂变简单[6]。促进了学生的数理逻辑、归纳、联想与发散思维的形成。

2.2 数学应用实践群重“驱动学生学习动力与创新活力”的教育目标

充满学习动力和创新活力的学生群，与多梯度课程链，形成了积极的数学实践教育生态循环，学校各级领导的重视是保持学生学习动力和创新活力的组织保障[7]，“想学习、要学习”的学生是促进数学实践教育生态良性循环的原动力。学校的本科教学奖励办法、各二级学院的学生创新实践活动奖励办法、历年获奖学长经验交流、赛题后续项目研究等措施，在“驱动学生学习动力与创新活力”工作中也发挥了积极的作用。

3 多维度数学实践教育体系创新点

驱动学生学习动力与创新活力的多维度数学实践教育生态，既从理论上支持了创新型教学体系，又从实践中验证了该体系的可行性。

3.1 树立了“用数学”的创新能力培养之魂

在教学活动中，教学团队打破“以教为主、算数学”的传统数学教育桎梏，解放思想，以“用数学”为教学导向，将数学思想融入数学课的教学活动中，应用数学方法和数学建模思想与现行数学教材有机结合，培养了学生用数学建模方法解决实际问题的能力[8]，培育了学生学习兴趣以及将压力学习转化为动力学习的学习态度，树立了“用数学”的创新能力培养之魂。案例式教学法，让学生体验数学实践的全过程。开展专题研究教学法，提高学生的科学研究能力。

3.2 构建了多梯度“用数学”课程链的创新能力培养之体

针对不同的学情层，在选择相应的教学方式上，多梯度“用数学”课程链，对教学团队具有指导性与灵活性。老师在《数学建模的实践与认识》课程对学生进行基础培训；在《专题深入解读》集训中，进一步提高学生的运用数学能力和撰写论文能力以及团队合作能力；通过实战演练、经验交流，全面提高学生的综合实力，构建了多梯度“用数学”课程链的创新能力培养之体。

3.3 打造了“多維度数学教育生态”的创新能力培养之态

一个积极、正向反馈的多维度数学实践教育生态的形成不是一蹴而就的，是经过多年的探索与实践才得以逐渐形成。具有“用数学”理念的教学团队，多梯度“用数学”课程链，“想学习、要学习”的学生群，构成了驱动学生学习动力和创新活力的多维度数学实践教育生态。在这个教育生态中，“想学习、要学习”的学生群是多维度数学实践教育生态的动力。在此动力下，学生群与多梯度课程链形成了积极的数学实践教育生态的正向反馈，打造了“多维度数学教育生态”的创新能力培养之态。

4 多维度数学实践教育体系应用效果

4.1 学生受益面广、成果丰硕

该教学模式每年覆盖了全校所有理工类专业4 000余名学生。近5年，该校学生在全国大学生数学建模竞赛中，共获得全国一等奖16项，全国二等奖26项，重庆赛区奖177项；在美国大学生数学建模竞赛中，共获得一等奖16项，二等奖 36项；2015年8月在“深圳杯”全国大学生数学建模夏令营B题的角逐中，该校学生获得全国一等奖，捧得“深圳杯”。

近5年进入课程链学习的学生，获实用新型专利20项，发明专利4项；获得大学生创新训练项目国家级1项，省部级1项，校级创新训练项目8项，发表论文8篇。

4.2 得到了国内同行的应用和肯定

研究成果《数模的实践与认识》（共三期），在全国大学生数学建模组委会和重庆赛区组委会得到广泛应用，应用于该校学生数学建模学习，得到广大师生的极高评价。先后出版国家“十一五”规划教材《数学模型》，获重庆市优秀图书奖，并在全国高校广泛使用。成果得到同行专家肯定。建立了完整的培训体系，教学与学科竞赛相结合，形成了驱动学生学习动力和创新活力的多维度数学实践教育生态，学生由压力学习变为动力学习，做得相当有水平；构建的多梯度用数学课程链，创新的“用数学”教育模式，符合国家“双创”计划要求，对培养学生的创新能力起到很大的促进作用。

5 结语

在数学教育中，要有意识地培养学生“用数学”思想，达到既能锻炼学生的能力，又能培养学生学习数学知识的兴趣，从而为他们走向社会打下坚实的数学基础、较强的动手能力、较宽广的知识面，把学生培养成善于接受与运用新知识、综合素质好的复合型人才。驱动学生学习动力与创新活力的数学实践教育模式，既从理论上支持了创新型教学体系，又从实践中验证了该体系的可行性。

参考文献

[1] 肖明超.数学应用类课程群建设初探[J].成功营销，2008（5）：35.

[2] 周永务.关于在大学数学教学中培养创新型人才的一些思考与体会[J].大学数学，2003（2）：32-36.

[3] 奚吉，张卓.提高“数字信号处理”课程教学质量的思考[J].中国电力教育，2014（23）：76-77.

[4] 范志强，卞继承，裴萍.第二课堂数学教育教学的实践与认识[J].佳木斯教育学院学报，2012（9）：235-236.

[5] 石澄贤，吴建成，费忠华.工科院校数学课程实践教学的现状与对策[J].大学数学，2007（6）：24-26.

[6] 李辉.高等教育内涵式发展视界下的教材建设路径——基于美国大学教育教学改革的思考[J].高教探索，2014（6）：130-133.

[7] 季艳华.浅谈新课程理念下的初中数学课堂教学[J].中国校外教育，2013（5）：109.

[8] 刘振云.将数学建模思想融入高职数学教学初探[J].高等职业教育，2007（6）：54-55.