基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究

金少華 王東 徐勇 宛艷萍

[摘 要] 基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的，河北工業(yè)大學(xué)對數(shù)學(xué)教學(xué)改革進行探索，調(diào)整大學(xué)數(shù)學(xué)的課程體系結(jié)構(gòu)，使新建立的體系結(jié)構(gòu)更加自然，邏輯性更強;對教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新;在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)實驗，提高大學(xué)生動手實踐能力與質(zhì)疑、創(chuàng)新精神。

[關(guān)鍵詞] 大學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)內(nèi)容;數(shù)學(xué)實驗;創(chuàng)新人才

馬克思指出：“一門科學(xué)只有在成功地運用數(shù)學(xué)時，才算達到了真正完善的地步?！眹庠诖髮W(xué)數(shù)學(xué)教育上非常注重理論與實踐相結(jié)合，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才[1]。

河北工業(yè)大學(xué)始終秉承“工學(xué)并舉”的辦學(xué)傳統(tǒng)和特色，以素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育為指導(dǎo)，以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才為目標，實施質(zhì)量工程建設(shè)。教材建設(shè)是課程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，為確保大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，我們在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中選用國家級優(yōu)秀教材，組織編寫了輔助教材[2-4]?；诂F(xiàn)代科技的發(fā)展以及信息時代對人才培養(yǎng)的要求，優(yōu)化整合了教學(xué)內(nèi)容，將數(shù)學(xué)應(yīng)用與背景、數(shù)學(xué)軟件、數(shù)學(xué)實驗、數(shù)學(xué)文化有機融入其中，體現(xiàn)了當今先進水平，改變了傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)重知識的傳輸，輕能力的培養(yǎng);重技巧的訓(xùn)練，輕數(shù)學(xué)思想的學(xué)習(xí);重理論教學(xué)，輕數(shù)學(xué)應(yīng)用訓(xùn)練的弊端。把培養(yǎng)獲取知識的能力，提高應(yīng)變能力，全面提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)作為重點。課程教學(xué)中強調(diào)學(xué)生在教學(xué)中的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，形成一套科學(xué)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系。

現(xiàn)代教育技術(shù)的飛速發(fā)展，對大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。對于多媒體的使用，我們采取謹慎的態(tài)度。我們認為，高度的抽象性和嚴密的邏輯性是大學(xué)數(shù)學(xué)課程的兩個顯著特性。它決定了大學(xué)數(shù)學(xué)不僅應(yīng)注意傳授知識，更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力。經(jīng)過實踐，我們認為在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中運用多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合的方法可以取得最佳的教學(xué)效果，既要吸收傳統(tǒng)教學(xué)手段的精華，又要發(fā)揮多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢。我們編寫了大學(xué)數(shù)學(xué)課程的電子教案。在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，互聯(lián)網(wǎng)正扮演著一個日趨重要的角色。根據(jù)我校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實際，我們建立了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)網(wǎng)站，通過該網(wǎng)站集中優(yōu)秀教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境。學(xué)習(xí)網(wǎng)站與課程教學(xué)相配合，形成大學(xué)數(shù)學(xué)立體化教學(xué)模式。學(xué)生在課堂以外可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況和思維習(xí)慣，通過校園網(wǎng)任意調(diào)用所需知識點，從而充分提高學(xué)習(xí)的自主性，變被動式學(xué)習(xí)為主動式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和獨立求解能力，并通過生動形象的畫面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動他們的積極性，從而提高學(xué)習(xí)效率，增強學(xué)習(xí)效果。目前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)網(wǎng)站運行機制良好，并能經(jīng)常更新，上網(wǎng)開放，能夠?qū)崿F(xiàn)課程教學(xué)資源共享，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源使用率高、收益面大，在教學(xué)中發(fā)揮了良好作用。

課堂講授與課下輔導(dǎo)相結(jié)合，突出重點、難點，重點講授大學(xué)數(shù)學(xué)的基本理論和基本方法及其在實際生活中的應(yīng)用。①啟發(fā)式教學(xué)。在教學(xué)過程中注重啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，并逐步解決問題，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。②在教學(xué)中，注意教學(xué)內(nèi)容的深度廣度與學(xué)生的實際相結(jié)合，注意教學(xué)方法的靈活性并和學(xué)生的基礎(chǔ)知識相結(jié)合;注意理論與實踐相結(jié)合;注意技巧的掌握與能力培養(yǎng)相結(jié)合;注意自學(xué)和講授相結(jié)合;注意方法與內(nèi)容相結(jié)合;注意抽象與直觀相結(jié)合;注意大學(xué)數(shù)學(xué)與工科的專業(yè)知識相結(jié)合;注意數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng)及分析方法與實際問題相結(jié)合，采取板書與多媒體課件結(jié)合的方式，對不同的班級、不同的內(nèi)容采取不同的方法，力求達到最好的教學(xué)效果。③在教學(xué)中，注意強調(diào)知識的背景、發(fā)展過程和應(yīng)用范圍，使學(xué)生既理解結(jié)果，又能感受過程，體現(xiàn)教學(xué)的直觀性、抽象性、由淺入深、深入淺出的原則，適當講授部分擴展知識。通過清華大學(xué)學(xué)堂在線大學(xué)數(shù)學(xué)實戰(zhàn)寶典課程，部分實現(xiàn)了大學(xué)數(shù)學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生參與到課堂之中，改革“教與學(xué)”模式。

數(shù)學(xué)教育可以培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)去分析問題、解決問題，它不僅僅表現(xiàn)在記住某些定理，更主要的是教會學(xué)生一些思維和推理方法。數(shù)學(xué)的知識和方法是大學(xué)生知識結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，而數(shù)學(xué)思維更是大學(xué)生必備的能力之一。在教學(xué)過程中加強與后續(xù)專業(yè)知識的銜接，注重挖掘和展現(xiàn)數(shù)學(xué)知識中的思維方法及其工程應(yīng)用價值，以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生思維能力和工程應(yīng)用能力的教學(xué)目標。將數(shù)學(xué)建模的思想引入課堂，通過數(shù)學(xué)建模的思想培養(yǎng)學(xué)生觀察、動手、動腦能力，讓學(xué)生能夠自己親手解決一些簡單的實際問題，真正體會到學(xué)以致用的樂趣，這對提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和綜合素質(zhì)具有重要意義。在教學(xué)時教師通過有關(guān)數(shù)學(xué)應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容來改變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，更新學(xué)習(xí)方法，加強學(xué)生應(yīng)用素質(zhì)和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

互聯(lián)網(wǎng)+教育是一個革命性的概念，它使教學(xué)過程更加輕松，師生互動更加到位。改革大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式，改進教學(xué)內(nèi)容和重點，堅持“工科數(shù)學(xué)，應(yīng)用為主，理論為先”的理念。將每一章的習(xí)題課設(shè)為開放式課堂，老師在上課之前給學(xué)生布置教學(xué)內(nèi)容，挑選幾名學(xué)生作為“老師”，在課堂上師生平等對話，教師以“觀察者、幫助者、設(shè)計者”的身分與學(xué)生共同發(fā)展，讓學(xué)生不僅僅是上課，更是參與課，讓他們成為課堂的主人，在全校部分實現(xiàn)了大學(xué)數(shù)學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。為激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)的積極性、主動性，培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識與綜合素質(zhì)，進一步推動21世紀初大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革，保證教學(xué)質(zhì)量，天津市數(shù)學(xué)會大學(xué)數(shù)學(xué)分會在天津市教委的領(lǐng)導(dǎo)下，自2001年起，連續(xù)舉辦了19屆天津市大學(xué)數(shù)學(xué)競賽，有天津大學(xué)、南開大學(xué)等18所高校參加競賽。數(shù)學(xué)大師陳省身先生對天津市大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽十分重視，欣然為競賽題字。大學(xué)數(shù)學(xué)競賽對于我校大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)規(guī)范、課程建設(shè)、教學(xué)改革起到了良好的促進作用。在優(yōu)秀人才的培養(yǎng)、因材施教方面收到了良好的效果。通過對學(xué)生的選拔和賽前培訓(xùn)，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)理論水平、綜合運用知識的能力和應(yīng)用能力，從數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面提高了學(xué)生的素質(zhì)。通過競賽調(diào)動了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性，并發(fā)現(xiàn)了優(yōu)秀人才。我校對大學(xué)數(shù)學(xué)競賽從校長、理學(xué)院院長、本科生院院長、校團委書記都十分重視，在政策支持、經(jīng)費投入上都達到了一定力度。廣大教師積極參加對參賽學(xué)生的培訓(xùn)，我校在歷屆競賽中都取得了理想成績。

大學(xué)數(shù)學(xué)是大學(xué)中最重要的基礎(chǔ)課程，對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，具有重要而深遠的意義。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師必須在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)思維方法，用聯(lián)系的、發(fā)展的、全面的觀點看待事物和思考問題，激發(fā)學(xué)生求新求異的心理，提高學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)和把握改變現(xiàn)狀的契機和機遇，探索解決問題的多種方法，為國家輸送更多具有競爭力的高素質(zhì)人才。

參考文獻

[1]朱長江，郭艾，楊立洪.面向理工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的“四步進階”大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018，（3）：33-36.

[2]金少華，徐勇.普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材：概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M].北京：科學(xué)出版社，2017.

[3]徐勇.普通高等教育公共基礎(chǔ)系列“十三五”規(guī)劃教材：線性代數(shù)習(xí)題精練[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2017.

[4]于新凱，郭獻洲，金少華主編.21世紀高等院校公共基礎(chǔ)系列規(guī)劃教材：高等數(shù)學(xué)習(xí)題精練[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2016.