高校数学教学中培养学生创新能力的策略研究

摘 要 作为一门抽象而理论性强的学科，数学不仅培养学生的学科知识，还培养学生的逻辑思维、问题解决能力以及创新意识。然而，部分高校的数学教学中存在一系列问题，制约了学生创新能力的培养。高校应从加强顶层设计，转变教学观念；提高教师教学能力，创新数学教学方法；注重学生差异性，优化考核评价机制等方面，将创新实践能力培养纳入数学教育，从而激发学生对数学的兴趣，培养他们解决实际问题的能力，从而更好地适应未来社会的发展需求。

关键词 学生；创新能力；高校；数学教学

中图分类号：G424 文献标识码：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

数学学科在学生各个学习阶段都占据着重要地位，是一门不可或缺的核心课程，而且数学与社会生活紧密关联，是推动社会发展、科学研究的重要学科。回顾人类发展历史，可以发现许多创新理论的诞生都以数学知识为基础，在社会信息化发展的今天，数学知识更是遍布各个领域，有效推动了边缘学科、冷门学科以及新兴交叉学科的进一步发展。随着教育改革工作稳步推进，创新能力成为高校人才培养的重点[1]。数学教育需要跟随时代发展的潮流，探索基于创新能力培养的有效路径，注重培养学生的实际问题解决能力，强调创新思维和团队协作。在教学内容上，高校应更贴近实际应用，激发学生对数学的兴趣和热情。在教学方法上，高校应引入更多互动性和实践性的元素，促使学生更好地理解和运用数学知识。在评价体系上，高校应注重评价体系的完善，确保能够全面、客观地评估学生的创新能力。

1 数学教学中提升学生创新能力的重要性

1.1 适应快速变革的科技和社会环境

随着科技的迅速发展，传统的数学教育模式已无法满足学生对多样性问题解决能力的需求。在高校数学教学中提升学生的创新能力，能帮助学生应对未来复杂的科技挑战，让他们成为富有创造性的社会参与者和问题解决者；还能引导学生走出传统的计算思维，激发他们对问题本质的探讨，培养他们将数学知识应用到实际场景中的能力。

1.2 拓展学生跨学科知识思维和能力

数学在科学、工程、经济、社会科学等各个领域都具有广泛的应用，其与多学科融合的特性为学生提供了丰富的机会去探索交叉领域的知识和问题。在高校数学教学中提升学生的创新能力，能够激发学生跨学科的学术兴趣，培养他们解决跨领域问题的能力，进而增强创新思维的深度和广度[2]。

1.3 满足社会对高素质人才的需求

社会对人才的需求已不再限于具有传统的专业技能，更强调跨界思维、创新精神和解决实际问题的能力。在高校数学教学中提升学生的创新能力，能够培养学生超越书本知识，运用数学思维解决实际问题的能力，使其成为具备创新能力的复合型高素质人才[3]。

1.4 促进高校数学教学自身的创新与发展

教育是一个不断进化的系统，在高校数学教学中提升学生的创新能力，能够创新教学方法、技术手段，培养学生主动学习的能力，促使高校数学教学体系更加灵活和具有活力；高校还应为教师提供更丰富的教学资源和手段，促使高校数学教学更好地适应时代的需求。

2 高校数学教学中存在的问题

2.1 教学观念较为落后

在高校数学教学中，部分教师往往偏向以灌输为主，注重知识的传递，而忽略培养学生的创新能力、实践能力和问题解决能力，使得数学教学变得单一、刻板，难以激发学生对数学的兴趣和主动学习的动力。当今社会要求学生具备更强的创新能力，而传统的灌输式教育无法满足这一需求，从而导致部分高校数学教育理念与社会需求脱节。此外，信息技术如人工智能、虚拟现实等在教育领域的应用日益普及，而部分教育者对这些新技术持有保守态度，未能将其有效融入数学教学，在教学过程中无法充分利用现代科技手段，限制了数学教学的灵活性和互动性。

2.2 教学模式较为单一

传统的数学教学普遍依赖于传统教科书和课程大纲，教师往往按部就班地讲解预定内容，缺乏对知识体系的灵活理解和创造性展现[4]，在一定程度上剥夺了学生对数学知识深入理解的机会，使得教育过程呆板、缺乏趣味，也导致学生陷入死记硬背的学习状态。还有部分高校数学教师的教学方法相对固化，在板书、讲解、习题演练等方面缺乏创新和变化，学生在教学中难以体验到数学的生动性和实用性，阻碍了学生发散性思维的培养和创新能力的提升。在新时代，高校数学教学应当摒弃过度依赖传统教学方法的思维定式，更加注重运用多元化、创新性的教学手段，以促进学生素质的全面发展。

2.3 考核评价方式不完善

数学作为一门实用性强的学科，其评价方式应更注重对学生创新思维和实际运用数学知识能力的考查，但部分高校的笔试模式主要关注学生对知识点的熟练掌握和计算能力的展现，而较少涉及学生对数学思想的深层次理解和对实际问题的解决，还有部分高校以传统笔试为主的评价方式难以全面了解学生在数学领域的真实水平，影响了对学生个体差异的准确认知。另外，随着信息技术的发展，现代评价手段如在线考试、智能评估等逐渐被应用于教学领域，但目前仍有一些高校的数学考核仍采用传统方式，未能充分借助新技术手段提高评价的客观性和准确性。

3 高校数学教学中培养学生创新能力的路径

3.1 加强顶层设计，转变教学观念

在数学教学改革中，高校要进行顶层设计，确保数学教学改革融入整个人才培养体系，并将其置于教育战略的重要位置。为实现这一目标，学校可以成立专门的“数学教学改革”工作领导小组，由学校党委主导，通过整体谋划、细致设计，强化整体教育体系对数学教学改革的支持。在顶层设计的过程中，应确保数学教学改革与学校整体发展战略相协调。学校党委应明确数学教学改革的地位和意义，将其纳入学校整体发展规划，并理顺组织结构，逐级传递任务，有序推进数学教学改革任务，形成由上到下的有机联动，使整个学校在数学教学改革中形成齐抓共管的工作局面[5]。此外，还需要加强数学与其他学科的协同，推动跨学科合作，促使数学教学改革能够更好地服务于学科交叉和综合素质培养。

在教学观念转变方面，高校要倡导更加现代、创新的教育理念。数学是一门抽象而精准的学科，教师应在教学中注重启发学生的思维，培养他们的创新意识和解决实际问题的能力。教师要改变传统的教学方式，不仅要关注数学知识的传授，还要注重引导学生发展自主学习和团队协作能力。教师还要借助现代技术手段，推动信息化与数学教学的深度融合，通过引入多样化的信息载体，如在线课程、数字化教材、教学软件等，丰富教学手段，提高教学效果[6]。

3.2 提高教师教学能力，创新数学教学方法

为提高教师的教学水平，高校需要对其进行全方位的专业培训，使其更好地了解数学教育的最新发展趋势、创新理念以及现代教学方法。高校应开展定期的学术交流、专业研讨会，引入国内外数学教育专家进行指导，使教师能够不断更新自己的知识体系，提高教学的前瞻性和深度；高校还应建立起师资团队的合作机制，推动教师之间的互相学习和交流，共同探索适合学生创新能力培养的最佳教学实践方法。

教师应当注重发展创新教学方法，激发学生的思维活力、培养其解决实际问题的能力。教师可以尝试引入问题解决教学法、合作学习、项目驱动教学等创新方法，鼓励学生主动思考、积极参与，从而提升其创新应用能力。教师应借助现代技术手段，如虚拟实验、在线协作工具等，打破传统的课堂界限，创造更具互动性和趣味性的学习环境，以激发学生的学习兴趣，培养其自主学习和团队协作的能力。例如，教师可以利用“互联网+”的优势，结合慕课、线上线下混合式教学模式、微课等，将信息技术与传统数学教学相融合，满足学生不同的学习需求；教师还可以借助翻转课堂的方式，先学后教，凸显学生主体性，打破传统教学模式的桎梏，为学生提供更广阔的自主学习空间。

在实践教学中，可以通过以下几种方式优化数学教学模式，激活学生创新思维。①引入现实问题：将数学概念和技巧应用到现实问题中，例如，教授微积分时，教师可以结合实际案例，如用微积分来分析物体的运动、最优化问题等，让学生将数学知识与实际问题相联系，从而激发他们寻求创新解决方案的能力。②设计探索性任务：设计探索性的任务或挑战性的问题，鼓励学生积极探索和尝试不同的解决方法。例如，在线性代数课程中，可以给学生一个开放性问题，让他们自主选择解决方案，并且比较各种方法的优劣。③提供多样化的学习资源：引导学生使用数字化工具、模拟软件等方式解决问题，并深刻理解抽象的数学概念。例如，利用数学建模软件模拟复杂系统，让学生通过实际操作探索数学规律，从而培养他们的创新思维和问题解决能力。

3.3 注重学生差异性，优化考核评价机制

高校数学教学改革要注重学生的差异性，优化考核评价机制。学生在认知水平、学科兴趣和学习方式上存在差异，传统的“一刀切”评价方式难以准确反映每位学生的个体差异，因此需要差异化的考核评价机制满足学生的个性化需求。其一，考核评价机制应当根据学生的认知水平进行差异性设置，针对不同层次的学生设置相应的考核内容和难度，并且用层次化的考核激发学生的学科兴趣，确保评价的客观性和准确性。其二，考核评价机制应当关注学生的学科兴趣和专业方向，设计符合其个性特点的考核方式。发现并培养学生的兴趣，激发其学科热情，还应在考核评价中引入一定的个性化选择，让学生有机会选择符合自身兴趣和发展方向的题目或项目。其三，考核机制应充分考虑学生的学习方式和节奏，设置一些灵活的考核方式，例如开放性问题、实际问题解决等，以适应不同学生的学习节奏和学科特点。其四，考核评价机制要注重全面了解学生的学习表现，不仅关注考试成绩，还应引入多元化的考核方式，包括课堂参与度、项目完成情况、小组合作能力等多方面因素，全面了解学生的学习状态和实际能力，减轻学生的考试压力。

4 结语

高等数学作为重要的公共课程，在培养学生创新能力方面具有关键作用，目前部分高校的数学教学仍存在一些问题，阻碍了学生创新能力的培养。高校必须全面分析数学教学中暴露的各种现实问题，并积极提出各种具有针对性和实效性的改革措施。在教学理念方面，高校应不断推陈出新，积极引入先进的教育理念和技术手段，使数学教学更加符合时代潮流。在教师队伍建设方面，高校应加强教师培训，使其更好地适应创新型教学的需求，以培养出更多具备创新思维、实际应用能力和团队协作精神的高素质数学人才，为推动科技创新和社会发展作出贡献。

基金项目：重庆财经学院2020年度在线开放课程项目“微积分I”（2020ZX09）。

参考文献

[1] 桑海涛.高校工程教学中创新实践能力培养体系的构建[J].山西财经大学学报，2023，45（S2）：124-126.

[2] 张瑾，陈俭.科教融合视域下地方高校文科研究生创新能力提升路径研究[J].黑龙江教师发展学院学报，2023，42（7）：16-20.

[3] 肖长国，陈娟娟，黄荣里.高校数学“拔尖计划”教学改革的实践研究[J].中国多媒体与网络教学学报，2023（7）：41-44.

[4] 刘长亮.基于创新能力培养的高校数学教学改革探索[J].产业与科技论坛，2022，21（16）：182-183.

[5] 邹庆云，向绪言，张华.地方高校数学分析SPOC混合式教学模式的探索[J].湖南文理学院学报（自然科学版），2022，34（2）：13-16.

[6] 邓小华，许宇翔，罗晓萍.新时代高校数学课程思政教学改革实践探析[J].遵义师范学院学报，2022，24（2）：122-126，131.