基于创新能力培养的高校数学教学改革路径

2023-04-15高晓娟

教育教学论坛 2023年5期

高晓娟

（四川工业科技学院基础课教学部，四川德阳 618500）

数学学科贯穿学生各个学习阶段，是普通高等教育阶段的重要课程，与社会生活存在紧密关联，在推动社会发展方面发挥着极其重要的作用。回顾人类发展历史，不少创新理论的诞生以数学知识为基础；在社会信息化发展背景下，数学知识更是遍布各个领域，有效推动了边缘学科、冷门学科及新兴交叉学科的进一步发展。当前，教育改革工作逐步深入，创新能力成为高校人才培养工作的重点。因此，有必要积极探索基于创新能力培养的数学教学改革有效路径，在有效改善高校数学教学成效的同时，进一步提升高校人才培养质量。

一、培养学生创新能力与实施高校数学教学改革的必要性

（一）培养学生创新能力的必要性

1.是高校素质教育的关键环节。新时期，创新能力培养成为高校开展素质教育的重要内容与关键环节。创新精神是培养学生创新能力的基础，以首创精神、进取精神、探索精神、求是精神等为其重要体现。学生需先具备推崇创新的意识与强烈进取的创新精神，方能积极主动获取更多有益的知识，成长为符合时代发展需求的高素质创新人才。

2.为学生的终身教育提供保障。现代社会背景下，终身教育取代阶段教育成为主流，学习成为贯穿人之一生的活动，旨在实现个人的可持续发展。在知识大爆炸时代，知识迭代速度不断增加，知识总量不断加大，与之相伴的是愈发严峻的就业形势。在此背景下，培养学生的创新意识与能力，可以进一步完善学生的知识结构，提高学生的实践能力与社会适应能力，为其参与终身教育打下坚实基础。

（二）实施高校数学教学改革的必要性

1.适应信息化社会发展需求。信息技术发展背景下，高校数学教学工作面临更高的要求，必须摒弃传统的教学方式，开展多元化教学活动。进入信息化时代，数学教学内容更加充实，数学学科应用范围亦得到进一步拓展，教师必须与时俱进，及时更新教学理念，积极利用信息技术优势开展系统化、多元化教学，进一步丰富数学教学内涵，更好地满足学生的个性化学习需求，有效提升数学教学的有效性［1］。

2.满足创新人才培养需要。新时期，国家发展面临更高的创新要求，高校数学教学与社会生活存在紧密关联，因此，还需在国家创新教育理念与创新人才培养理念的引导下开展具体的教学活动，不断优化人才培养方式。在实际的数学教学过程中，必须高度重视数学教学的实践性，为学生提供充分的自主实践与自主探索时间、空间，使其得以应用数学知识解决社会生产实践问题，结合学生学习能力与学习需求，为学生提供合适的数学学习素材。此外，还需注重给予学生必要的鼓励、指导及启发，更好地体现数学教学活动价值。

3.适应教学内容变革。在培养数学人才的过程中，必须在注重传授数学知识的同时，培养学生的自主学习能力、数学知识应用能力、信息技术应用能力、环境适应能力等，使其能够更好地适应未来社会发展需求。此外，还要注重渗透数学文化。在实施数学教学改革过程中，必须打破传统教学内容限制，使教学内容更加符合时代发展需求与科技发展形势，注重革新教学方法，完善教学体系；必须注重激发学生的自主学习兴趣，培养学生的自主学习能力，鼓励学生积极参与课堂互动与课外学习，注重打造良好的学习氛围，为学生提供可持续发展空间。

二、高校数学教学改革现存的问题

（一）教学理念落后

国内高校数学教学活动机制尚不完善，教学理念明显滞后于时代发展，教学模式与教学内容亦与当前社会发展需求不相适应。因此，高校必须革新数学教学理念，改革传统而又单一的数学教学模式，应用先进网络信息技术高效开展数学教学活动，有效提升数学教学的互动性与趣味性。传统高校数学教学模式下，教师多以传授枯燥而又抽象的数学知识为主，难以调动学生的数学学习热情，无法有效培养学生的数学思维，提高学生的动手实践能力。为改变这一现状，必须更新数学教学理念，在具体教学过程中，积极实现数学教学与实践应用二者间的融合，有效提高数学教学质效。

（二）教学内容抽象

与基础教育阶段的数学学习相比较，高等教育阶段的数学学习难度有所增加，数学知识通常具备较强的抽象性，应用难度较大，因此，学生必须全面而又深入地理解数学知识，方可为日后的实际应用打下坚实基础。当前，国内高校纷纷致力于开展数学教学改革工作，并已取得一定的成绩。然而，数学教学活动仍然难以完全适应学生的个性化学习需求。为有效解决这一问题，一方面，需要及时更新数学教学内容与信息；另一方面，还需积极创新数学教学方式，优化数学教学体系，利用网络信息技术优势并采用先进教学设备开展数学教学活动，构建课内外互动的教学机制。

（三）师资力量薄弱

教师作为教学活动主体，能够直接影响高校数学教学质量。然而，就当前情况来看，高校数学师资队伍建设工作尚存在一定的问题，师资力量有待壮大。具体来说，一是数学教师未能充分掌握学生的实际学习情况，因而难以开展差异化的数学教学。在开展数学教学过程中，教师需在充分了解学生学习能力与学习进度的基础上，采用差异化教学策略开展有效教学。二是“双师型”教师数量占比低。目前，“双师型”教师在高校数学教师队伍中占比低，教师未能紧密结合学生就业方向、创新创业活动及发展空间等开展数学教学活动。三是数学教师教育理论研究水平与教学创新能力偏低。结合当前的高校数学教师队伍状况，数学教师普遍存在教育理论研究水平偏低、教学创新能力不足的问题，因而难以创新优化数学教学体系，充分满足学生在数学学习方面存在的差异化学习需求，无法显著提升学生的数学课程学习质量。

三、基于创新能力培养的高校数学教学改革路径

（一）革新数学教学理念

传统高校数学主要采用嵌入式的教学方法，导致数学课堂沉滞呆板，严重抑制了学生数学学习的兴趣与积极性。因此，教师有必要革新数学教学理念，摒弃传统的应试教育方式，注重培养学生的创新能力与社会适应能力。此外，还需注重提高学生的实用性技能与实践操作能力，结合当前社会经济发展形势与学生个性化学习需求，采用多元化的教学方式，在高校数学教学过程中融入实践教学内容与评价方式，确保教材内容高度贴合实际案例，为学生未来参与就业、实现长远发展打下良好的基础。

（二）创新数学教学方法

在信息化时代，教师必须积极应用网络信息技术革新数学教学方法，实现线下课堂与微课、慕课的有机融合，结合学生兴趣对其进行微课化的教学引导，充分发挥慕课在指导学生自主学习方面具备的积极作用，创建QQ群、微课群等师生线上交流平台，确保能够及时了解学生的自主学习情况，并结合这一情况调整教学方案，切实提高翻转课堂教学的有效性。同时，还需采用“先学后教”的教学理念，尊重学生的课堂主体地位，在课堂教学过程中为学生提供充足的演示时间与空间，有步骤、有顺序地将原本复杂抽象的数学知识呈现在学生面前，帮助其更好地理解、掌握。此外，还要针对高校数学必修课与选修课的特点，不断丰富数学课程内容，开展兼具较强实践性与趣味性的数学教学活动，有效解决存在于数学教学中的各种问题，激发学生数学学习的积极性，切实提高数学教学质效。

（三）建设高素质的数学教师队伍

教师在高校教学工作中扮演着重要角色，其自身知识储备、工作能力、创新思维，不但能够影响学生的数学学习质量，还会影响学生创新能力的形成。因此，为有效提高数学教学质量与学生创新能力，高校有必要着力建设高素质的数学教师队伍。一方面，定期组织数学教师参与培训与进修，有效提升其责任意识，更新其教学理念，活化其教学思维；另一方面，还要确保数学教师能够接触到学科研究领域的最新成果，以此提高创新思维与创新能力，并促使其通过开展数学教学工作，将创新思维与相关知识传递给学生。此外，鼓励数学教师参与科学研究，以此提升其科学研究能力与创新能力，进而向学生传递更多的数学知识。

（四）完善数学教学评价考核机制

为提高高校数学教学的有效性，还需不断创新数学教学方法，优化数学教学体系，这需以客观评价教师教学效果与学生学习质量为重要依据。传统模式下，高校主要采用“一刀切”的数学教学考核评价方式，以学生成绩作为数学教学质量的唯一评价标准，这虽然可以在一定程度上反映学生的数学知识掌握情况，但终归有失全面。因此，有必要构建全面且合理的数学教学考核评价机制［2］。一方面，要在注重评价学生理论知识掌握情况的同时，注重考核学生的实践技能，具体可以增设实践技能类考题，确保考查范围全面而完善，有效提高学生的综合能力；另一方面，还要在注重评价学生最终学习效果的同时，重视评价学生学习过程。数学教师必须高度关注学生的平时表现，并以此为据，对学生进行过程评价，确保整体评价全面而又合理。此外，还需结合学生的个性化差异进行考核评价。教师必须结合学生的数学学习水平对其进行评价，要善于发现学生在数学学习过程中表现的亮点与优势，对于学生取得的进步给予充分肯定。

（五）强化学生创新实践能力的培养

为了顺利达成大学生创新实践能力培养目标，高校需在开展数学教学改革过程中做到以下几点：一是强化数学理论应用教学力度。目前，高校数学教材在删减诸多理论知识的同时，也增加了很多实例与习题，旨在有效培养学生的实践应用能力，引导学生应用所学理论知识解决实际问题。然而，高校基础数学教学工作现仍由数学专业教师负责，而数学专业教师普遍不熟悉教材实例所涉及的物理背景，因此，在数学教学过程中，教师往往选择避开教材实例，以讲授自己熟悉的数学理论与计算方法为主。这种教学模式实难满足学生的数学学习需求，严重挫伤了学生的数学学习积极性。二是培养学生多元化的问题解决思路。为有效解决学生的现存问题，教师有必要积极引导学生立足于多元化思路提出并解决问题，以此稳步提升学生的创新实践能力［3］。三是适当增加实践应用类问题。传统数学教学理念存在“重理论而轻实践”的问题，在高校数学教学改革形势下，教师必须转变教学理念，在教学环节强调实际应用背景，加大实例教学力度，同时在考核过程中增加实际应用类问题，以此引导学生深入认识数学基础知识的重要性，有效激发学生的数学知识学习热情。四是增设数学软件实验课程。教师必须与时俱进，积极利用SAS、Matlab、Mathematics 等数学软件优势开设高等数学实验课程、线性代数实验课程等，引导学生积极讨论并自主解决各种数学问题，在有效提高学生动手实践能力的同时，增加学生对数学理论知识的理解深度。

（六）大力开展科研工作

在高校教学与科研协同发展的背景下，提升高校人才培养质量已然成为高校教育教学工作的首要任务。鉴于多数教师的科研项目往往具备较大难度，因而不宜将其与工科基础数学课程强行结合在一起。但是，多数时间序列预测模型的构建均需以高等数学内容为依据，因此，积极应用时间序列预测解决各种实际问题，可以在拓展学生知识面的同时，有效培养学生的科研意识与实践能力。以“线性代数”为例，该门课程包含较多的抽象概念与定理，因而学习难度较大，许多学生很难在短时间内掌握其应用方法。教师所研究的应用数学往往涉及线性代数矩阵理论与其他基础理论，并且与数学课程存在紧密关联。这样一来，不但可以引导学生充分认识抽象数学理论在解决实际问题方面发挥的重要作用，还可以有效提升学生的数学理论知识应用能力。再如“概率论与数理统计”课程，该门课程与实践应用联系紧密，因此，学生必须充分重视这门课程的实践应用性特点，如此方可顺利提升基础数学知识创新能力，为个人后期发展打下坚实的基础。