基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高校數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式改革探析

于榮娟　祝鵬

摘要：大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時(shí)代，高等教育的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)重要的核心基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面能夠起到積極的作用。首先分析了創(chuàng)新能力培養(yǎng)與數(shù)學(xué)課程的關(guān)系，解析了當(dāng)前高校數(shù)學(xué)課程教學(xué)存在的問題，調(diào)研了計(jì)算機(jī)類企業(yè)對(duì)人才創(chuàng)新能力方面的要求，提出了以創(chuàng)新能力提升為導(dǎo)向的數(shù)學(xué)課程改革措施，取得了不錯(cuò)的實(shí)施成效。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力;數(shù)學(xué)課程;教學(xué)改革;計(jì)算機(jī)類專業(yè)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）04-0154-03

Abstract：In the era of mass entrepreneurship and innovation， the core task of higher education is to cultivate students' innovative consciousness and enhance their innovative ability. Mathematics course is an important core basic course of computer specialty， which plays a positive role in cultivating innovative talents. This paper analyzes the relationship between the cultivation of innovation ability and mathematics curriculum， analyzes the problems existing in the teaching of mathematics course in Higher Vocational Colleges， investigates the requirements of computer enterprises for talents' innovative ability， and puts forward the measures of mathematics curriculum reform guided by the promotion of innovation ability， which achieved good results.

Keywords：Innovation Ability;Mathematics Curriculum; Teaching Reform; Computer Specialties

近年來國家十分重視各行業(yè)人才及其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，陸續(xù)出臺(tái)許多政策。《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》提出“服務(wù)發(fā)展、人才優(yōu)先，以用為本、創(chuàng)新機(jī)制，高端引領(lǐng)、整體開發(fā)”的人才發(fā)展指導(dǎo)觀;《關(guān)于深化人才發(fā)展體制機(jī)制改革的意見》（2016年）提出了“以突出經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向，探索建立以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)機(jī)制”;《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（2017年）提出“以人才供給和高校創(chuàng)新能力提升為目的，使我國創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才培養(yǎng)比例顯著提高”。

1創(chuàng)新能力培養(yǎng)與數(shù)學(xué)課程的關(guān)系

個(gè)人的創(chuàng)新能力高低取決于其基本素質(zhì)，在心理學(xué)上，人的基本素質(zhì)分為智力素質(zhì)和非智力能力。大學(xué)生創(chuàng)新能力分為創(chuàng)新思維能力、非智力因素、創(chuàng)新實(shí)踐能力?？偟膩碚f大學(xué)生創(chuàng)新能力分為知識(shí)、邏輯思維能力（抽象思維能力）、非邏輯思維能力、興趣愛好、抗挫折能力、自信心與好強(qiáng)心、心理自我調(diào)節(jié)能力、求知能力、綜合分析能力、研究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、團(tuán)隊(duì)合作能力、寫作能力、表達(dá)能力、溝通能力、分析和解決問題的能力、實(shí)踐能力等。

數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)新教育，是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容和任務(wù)，數(shù)學(xué)以其獨(dú)特的思維方式反映研究對(duì)象的本質(zhì)屬性，具有抽象性、精確性和廣泛的應(yīng)用性等特點(diǎn)，尤其抽象思維是培養(yǎng)創(chuàng)造力的重要基礎(chǔ)，因此開設(shè)數(shù)學(xué)公共基礎(chǔ)課程對(duì)于提高工科研究生創(chuàng)新能力具有重要作用;有學(xué)者發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有很大的作用，可以提高實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)[1]?？偟膩碚f，高校數(shù)學(xué)課程對(duì)大學(xué)生邏輯思維能力、分析問題、解決問題、表達(dá)能力都有所培養(yǎng)，構(gòu)建適合高校大學(xué)生的數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力有一定的作用。

2目前高校數(shù)學(xué)課程教學(xué)存在的問題

2.1教學(xué)模式陳舊，教學(xué)理念落后

現(xiàn)有計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)模式以教師為課堂中心對(duì)全部教學(xué)資源進(jìn)行規(guī)劃配置，圍繞教師講、學(xué)生聽、課上學(xué)、課下練的模式展開，以理論講授為主要形式，未與專業(yè)結(jié)合開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，部分學(xué)生參與大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、數(shù)據(jù)挖掘競(jìng)賽等課外活動(dòng)，通過解析問題、編程實(shí)現(xiàn)、調(diào)試驗(yàn)證等流程得到了工程技術(shù)能力的鍛煉，但受限于學(xué)生參與數(shù)量的廣度和深度，大部分學(xué)生專業(yè)數(shù)學(xué)思維能力得不到培養(yǎng)，主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性得不到弘揚(yáng)，不利于學(xué)生潛力的挖掘[2]。

2.2教學(xué)內(nèi)容針對(duì)性欠缺，與計(jì)算機(jī)專業(yè)契合度不高

目前，計(jì)算機(jī)類專業(yè)開設(shè)的數(shù)學(xué)課程主要有高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)，涉及的理論知識(shí)領(lǐng)域較為廣泛，課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)圍繞概念認(rèn)知、定理推導(dǎo)、公式應(yīng)用等方面制定[3]，教師將較多的資源投入到學(xué)生解答能力的培養(yǎng)，忽視了與計(jì)算機(jī)專業(yè)工程技術(shù)能力培養(yǎng)的結(jié)合，學(xué)完課堂知識(shí)后，不明確所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)在本專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，漸漸失去了學(xué)習(xí)的興趣，部分同學(xué)甚至出現(xiàn)了“數(shù)學(xué)無用論”，這些都極大限制了學(xué)生計(jì)算思維能力的挖掘與提升。

2.3學(xué)情差異明顯，不能適配學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)學(xué)課程的授課對(duì)象存在職高和普高學(xué)生并存、學(xué)歷層次上存在本科和?？撇⒋娴膯栴}，一般職高生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)弱于普高生，在概念定理的識(shí)記、運(yùn)用、邏輯思維等方面存在不足，其數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的訴求弱于普高學(xué)生，同時(shí)隨著近年來考研熱的興起，一部分本科層次的學(xué)生也將考研作為自己的大學(xué)生活目標(biāo)，數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)專業(yè)考研重要課程，此部分學(xué)生期望教師在授課內(nèi)容、難度和深度方面有所增強(qiáng)。上述這些訴求和期冀在現(xiàn)行教育模式下無法匹配，學(xué)生的精準(zhǔn)學(xué)習(xí)需求得不到滿足和對(duì)接。

2.4考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一，過于注重結(jié)果考核

現(xiàn)有課程考核方式以理論試卷為主要形式，缺少對(duì)實(shí)踐應(yīng)用能力的關(guān)注，與專業(yè)深度結(jié)合的缺少導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)本類課程的目標(biāo)是獲得對(duì)應(yīng)學(xué)分，因此學(xué)習(xí)的方法以傳統(tǒng)的題海戰(zhàn)術(shù)為主，沒有養(yǎng)成舉一反三、觸類旁通的能力[4]，以數(shù)學(xué)課程為載體的專業(yè)創(chuàng)新更無從談起。

3計(jì)算機(jī)類用人單位對(duì)創(chuàng)新能力的要求

通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)合的形式，對(duì)34家計(jì)算機(jī)類企業(yè)100余名從業(yè)人員開展了問卷調(diào)查，調(diào)查對(duì)象崗位涉及管理類、技術(shù)研發(fā)類、技術(shù)服務(wù)類、人力資源類及其他崗位，公司以成立5-10年的中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)為主，符合高職高專學(xué)生的就業(yè)企業(yè)特點(diǎn)，所在區(qū)域以區(qū)內(nèi)的呼包和區(qū)外的北京、上海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為主，符合計(jì)算機(jī)近幾年的就業(yè)情況，主要技術(shù)方向包括軟件技術(shù)（以軟件開發(fā)、軟件測(cè)試為主）、硬件技術(shù)（以硬件開發(fā)、硬件設(shè)計(jì)及硬件測(cè)試為主）、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（以網(wǎng)絡(luò)組建、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維為主）、圖像圖像、IT新技術(shù)（以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為主）以及相關(guān)技術(shù)服務(wù)類崗位。

通過調(diào)研，可以得出以下結(jié)論：一是職業(yè)技能方面。企業(yè)最看重的職業(yè)技能包括團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、獨(dú)立解決問題的能力、持續(xù)學(xué)習(xí)的能力、職業(yè)道德和責(zé)任心、溝通能力，其中獨(dú)立解決問題的能力和持續(xù)學(xué)習(xí)的能力與數(shù)學(xué)課程緊密相關(guān)，數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是使學(xué)生具備數(shù)學(xué)特征的關(guān)鍵性能力和人格品質(zhì)，具備解決問題的策略，發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)地思考問題的能力，包括數(shù)學(xué)表征與變換能力、交流表達(dá)能力、推理能力和問題解決能力四個(gè)維度。二是專業(yè)技能方面。以軟件編程語言、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力及數(shù)據(jù)開發(fā)能力為主，這些專業(yè)技能與數(shù)學(xué)的相關(guān)性較強(qiáng)，認(rèn)同較強(qiáng)的占比67.65%以上，這在新IT技術(shù)的企業(yè)調(diào)查過程中體現(xiàn)得尤為明顯，另一方面，計(jì)算機(jī)畢業(yè)生目前普遍缺乏與企業(yè)匹配的專業(yè)技能與實(shí)踐能力、分析解決問題的能力、創(chuàng)新和創(chuàng)造能力等，上述與數(shù)學(xué)課程的相關(guān)性較強(qiáng)，也充分驗(yàn)證了開展教學(xué)改革的必要性。三是IT企業(yè)對(duì)數(shù)學(xué)課程相關(guān)觀點(diǎn)。被調(diào)研企業(yè)中，基本認(rèn)可開設(shè)的數(shù)學(xué)課程的重要性，尤其是隨著人類從IT時(shí)代進(jìn)入DT時(shí)代，各行各業(yè)每日產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對(duì)高?；A(chǔ)類課程的教學(xué)提出了更高的要求，常規(guī)的基于數(shù)學(xué)的計(jì)算機(jī)語言等基礎(chǔ)課程教學(xué)模式不能勝任時(shí)代發(fā)展的需求。在大數(shù)據(jù)和人工智能的時(shí)代背景下，教學(xué)模式需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這既給計(jì)算機(jī)類專業(yè)的人才培養(yǎng)帶來了新的機(jī)遇，但同時(shí)也帶來了新的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)語言相關(guān)課程作為利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的重要手段，如何高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量完成相關(guān)課程的教學(xué)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展對(duì)人才的新需求，是非常值得探討的課題。

4基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高校數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式改革及實(shí)踐

高職教育以培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型人才為己任，因此教育的核心理念是幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)行為習(xí)慣，不斷提升職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，課程改革與建設(shè)也必須遵循這一準(zhǔn)則。高校數(shù)學(xué)課程整體改革的思路為：構(gòu)建創(chuàng)新能力提升的培養(yǎng)導(dǎo)向，以計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)人才需求為指引，以學(xué)生為中心，以養(yǎng)成計(jì)算思維方法為重點(diǎn)，以基礎(chǔ)構(gòu)建、專業(yè)結(jié)合、理實(shí)一體、線上線下混合教學(xué)為方法，以整合企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目案例、專業(yè)教學(xué)資源為途徑，持續(xù)優(yōu)化課程內(nèi)容體系，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，不斷提升課堂教學(xué)質(zhì)量和成效。

4.1以用人單位需求為導(dǎo)向，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

高職學(xué)校開展數(shù)學(xué)教育的前提和先導(dǎo)是設(shè)計(jì)符合應(yīng)用需求的課程目標(biāo)，而目標(biāo)的確立必須依托行業(yè)發(fā)展和用人單位人才需求，同時(shí)結(jié)合國家對(duì)高職人才的定位、學(xué)生的學(xué)情。計(jì)算機(jī)類專業(yè)的數(shù)學(xué)教育，培養(yǎng)的不是解題高手，而是學(xué)生的思維能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。學(xué)習(xí)完該門課程后，學(xué)生能夠?qū)⑸罨驅(qū)W習(xí)中的實(shí)際問題應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)算、處理，這就要求對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合專業(yè)進(jìn)行重構(gòu)，根據(jù)學(xué)生的層次差異、專業(yè)培養(yǎng)側(cè)重進(jìn)行內(nèi)容的取舍和調(diào)整。如講解常微分方程時(shí)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的同學(xué)可以穿插介紹其在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的應(yīng)用，針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與維護(hù)專業(yè)的同學(xué)可以講解其在電路分析中的應(yīng)用;講解積分時(shí)，針對(duì)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的同學(xué)可以著重講解其在互信息量方面的應(yīng)用等。結(jié)合專業(yè)場(chǎng)景講解數(shù)學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)課程趣味性的同時(shí)提升實(shí)用性，為進(jìn)一步與專業(yè)對(duì)接，除傳統(tǒng)的理論教學(xué)外，可以加入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如數(shù)學(xué)的編程實(shí)踐，充分發(fā)揮MATLAB編程語言的優(yōu)勢(shì)[5]，依托企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目案例，把日常的實(shí)際問題簡化處理，讓不同層次的同學(xué)找準(zhǔn)自己的位置。

4.2以學(xué)生為中心，實(shí)施立德樹人視域下的課程思政

將以學(xué)生為中心的教育理念貫穿到課堂教學(xué)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)變授課教師思想觀念、育人理念，將教導(dǎo)變?yōu)橐龑?dǎo)，將學(xué)生被動(dòng)接受學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)能動(dòng)學(xué)習(xí)，著力推進(jìn)以計(jì)算機(jī)類專業(yè)為引領(lǐng)的應(yīng)用技能型人才培育，樹立以立德樹人為根本，以創(chuàng)新改革為動(dòng)力的建設(shè)思路，圍繞提高課堂質(zhì)量和教學(xué)成效的核心任務(wù)，組織教師發(fā)掘課堂中的思政元素，并潛移默化的融入數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容中。例如以中美芯片戰(zhàn)為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生明確只有基礎(chǔ)科學(xué)研究的強(qiáng)大才能鍛造工業(yè)的強(qiáng)大，強(qiáng)化學(xué)生重視基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)習(xí)。

4.3以提高教學(xué)質(zhì)量為核心，采取混合式教學(xué)方法

依據(jù)學(xué)生學(xué)情，針對(duì)不同的知識(shí)采用不同的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)有效性。在授課過程中，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的痛點(diǎn)，采取問題導(dǎo)向法、思維導(dǎo)圖、演練結(jié)合等多種教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量，達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的作用。

4.4線上與線下教學(xué)結(jié)合，構(gòu)建混合式教學(xué)模式，完善考核評(píng)價(jià)

現(xiàn)有數(shù)學(xué)課堂對(duì)教學(xué)信息化的重視程度不足，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的惰性比較明顯。采用線上與線下結(jié)合的授課方式，線下教學(xué)以漸進(jìn)式的理論講授為主，重知識(shí)傳授，線上教學(xué)以學(xué)習(xí)效果檢測(cè)和自學(xué)能力培育為主，重技能培養(yǎng)，符合計(jì)算機(jī)行業(yè)知識(shí)更新迭代快的行業(yè)特點(diǎn)和“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代教育碎片化的特點(diǎn)。通過將概念、定理等理論學(xué)習(xí)知識(shí)進(jìn)行漸進(jìn)式重構(gòu)，降低學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的難度，同時(shí)通過線上教學(xué)的布置作業(yè)、隨堂測(cè)驗(yàn)、學(xué)習(xí)討論等模塊的應(yīng)用，更好的檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)的成效，可以針對(duì)易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的講解，助力個(gè)性化教學(xué)。將線上學(xué)生課堂的參與情況納入考核評(píng)價(jià)體系，改變傳統(tǒng)考核重結(jié)果輕過程的弊端，進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

混合式教學(xué)模式的改革，對(duì)教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力的要求相對(duì)更高，同時(shí)教師要具備一定的教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)能力。為解決上述問題，一方面組織教師參加相關(guān)技能培訓(xùn)，提升教育教學(xué)水平和專業(yè)技術(shù)水平;另一方面，以數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析挖掘等競(jìng)賽為依托，開展數(shù)學(xué)課授課教師和計(jì)算機(jī)專業(yè)課教師的知識(shí)互通、技能互助，最終實(shí)現(xiàn)育人的全過程協(xié)同。

4.5課上與課下聯(lián)動(dòng)，搭建形式多樣的第二課堂

整合第一課堂知識(shí)傳授和第二課堂實(shí)踐引領(lǐng)的優(yōu)勢(shì)，打造多元課堂聯(lián)動(dòng)育人的教學(xué)模式。第一課堂注重計(jì)算思維培育，旨在幫學(xué)生建構(gòu)與專業(yè)結(jié)合的知識(shí)體系;第二課堂注重創(chuàng)新思維和能力的培育，以數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析/挖掘等競(jìng)賽為依托，以賽促學(xué)、以賽促練，同時(shí)以興趣為導(dǎo)向建立數(shù)學(xué)應(yīng)用小組，組織參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，鼓勵(lì)申報(bào)一生一品項(xiàng)目，在真實(shí)專業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中體驗(yàn)數(shù)學(xué)的魅力、堅(jiān)定學(xué)習(xí)的信心。

5總結(jié)

面對(duì)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新信息處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用和新興業(yè)態(tài)的不斷涌現(xiàn)，計(jì)算機(jī)行業(yè)的人才需求也在逐步改變，數(shù)學(xué)類課程作為高職計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，在傳承課程知識(shí)體系的同時(shí)，教學(xué)上更要注重計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高校數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式改革，以行業(yè)企業(yè)需求為培養(yǎng)導(dǎo)向，以學(xué)生的職業(yè)能力和創(chuàng)新能力為培養(yǎng)側(cè)重，以基礎(chǔ)構(gòu)建、專業(yè)結(jié)合、理實(shí)一體、線上線下混合教學(xué)為培養(yǎng)方法，以整合企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目案例、專業(yè)教學(xué)資源為培養(yǎng)途徑，一定程度上挖掘了學(xué)生學(xué)習(xí)的潛力、激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為后續(xù)相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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