基于創新人才培養的大學數學教學改革研究

金少華 王東 徐勇 宛艷萍

[摘 要] 基于創新人才培養的目的，河北工業大學對數學教學改革進行探索，調整大學數學的課程體系結構，使新建立的體系結構更加自然，邏輯性更強;對教學內容的創新;在大學數學教學中融入數學實驗，提高大學生動手實踐能力與質疑、創新精神。

[關鍵詞] 大學數學;教學內容;數學實驗;創新人才

馬克思指出：“一門科學只有在成功地運用數學時，才算達到了真正完善的地步。”國外在大學數學教育上非常注重理論與實踐相結合，以培養創新人才[1]。

河北工業大學始終秉承“工學并舉”的辦學傳統和特色，以素質教育、創新教育為指導，以學生為主體，以培養高素質創新型應用人才為目標，實施質量工程建設。教材建設是課程建設的重要內容之一，為確保大學數學課程的教學質量，我們在大學數學的教學中選用國家級優秀教材，組織編寫了輔助教材[2-4]。基于現代科技的發展以及信息時代對人才培養的要求，優化整合了教學內容，將數學應用與背景、數學軟件、數學實驗、數學文化有機融入其中，體現了當今先進水平，改變了傳統的大學數學教學重知識的傳輸，輕能力的培養;重技巧的訓練，輕數學思想的學習;重理論教學，輕數學應用訓練的弊端。把培養獲取知識的能力，提高應變能力，全面提高數學素養作為重點。課程教學中強調學生在教學中的主體地位和教師的主導作用，形成一套科學的大學數學教學體系。

現代教育技術的飛速發展，對大學數學的教學提出了新的挑戰。對于多媒體的使用，我們采取謹慎的態度。我們認為，高度的抽象性和嚴密的邏輯性是大學數學課程的兩個顯著特性。它決定了大學數學不僅應注意傳授知識，更應注意培養學生的抽象思維能力和邏輯思維能力。經過實踐，我們認為在大學數學教學中運用多媒體與傳統教學手段相結合的方法可以取得最佳的教學效果，既要吸收傳統教學手段的精華，又要發揮多媒體等現代化教學手段的優勢。我們編寫了大學數學課程的電子教案。在大學數學的教學中，互聯網正扮演著一個日趨重要的角色。根據我校大學數學教學實際，我們建立了大學數學教學網站，通過該網站集中優秀教學資源，優化教學環境。學習網站與課程教學相配合，形成大學數學立體化教學模式。學生在課堂以外可根據自己的學習情況和思維習慣，通過校園網任意調用所需知識點，從而充分提高學習的自主性，變被動式學習為主動式學習，培養學生的創造性思維和獨立求解能力，并通過生動形象的畫面激發學生的學習興趣，調動他們的積極性，從而提高學習效率，增強學習效果。目前大學數學教學網站運行機制良好，并能經常更新，上網開放，能夠實現課程教學資源共享，優質教學資源使用率高、收益面大，在教學中發揮了良好作用。

課堂講授與課下輔導相結合，突出重點、難點，重點講授大學數學的基本理論和基本方法及其在實際生活中的應用。①啟發式教學。在教學過程中注重啟發學生的思維，引導學生自己發現問題，并逐步解決問題，發揮學生的主觀能動性，培養學生分析和解決問題的能力。②在教學中，注意教學內容的深度廣度與學生的實際相結合，注意教學方法的靈活性并和學生的基礎知識相結合;注意理論與實踐相結合;注意技巧的掌握與能力培養相結合;注意自學和講授相結合;注意方法與內容相結合;注意抽象與直觀相結合;注意大學數學與工科的專業知識相結合;注意數學思想的培養及分析方法與實際問題相結合，采取板書與多媒體課件結合的方式，對不同的班級、不同的內容采取不同的方法，力求達到最好的教學效果。③在教學中，注意強調知識的背景、發展過程和應用范圍，使學生既理解結果，又能感受過程，體現教學的直觀性、抽象性、由淺入深、深入淺出的原則，適當講授部分擴展知識。通過清華大學學堂在線大學數學實戰寶典課程，部分實現了大學數學的翻轉課堂，讓學生參與到課堂之中，改革“教與學”模式。

數學教育可以培養學生利用數學去分析問題、解決問題，它不僅僅表現在記住某些定理，更主要的是教會學生一些思維和推理方法。數學的知識和方法是大學生知識結構中非常重要的組成部分，而數學思維更是大學生必備的能力之一。在教學過程中加強與后續專業知識的銜接，注重挖掘和展現數學知識中的思維方法及其工程應用價值，以實現培養學生思維能力和工程應用能力的教學目標。將數學建模的思想引入課堂，通過數學建模的思想培養學生觀察、動手、動腦能力，讓學生能夠自己親手解決一些簡單的實際問題，真正體會到學以致用的樂趣，這對提高學生的創造性思維和綜合素質具有重要意義。在教學時教師通過有關數學應用的教學內容來改變學生的學習習慣，更新學習方法，加強學生應用素質和工程素質的培養。

互聯網+教育是一個革命性的概念，它使教學過程更加輕松，師生互動更加到位。改革大學數學教學模式，改進教學內容和重點，堅持“工科數學，應用為主，理論為先”的理念。將每一章的習題課設為開放式課堂，老師在上課之前給學生布置教學內容，挑選幾名學生作為“老師”，在課堂上師生平等對話，教師以“觀察者、幫助者、設計者”的身分與學生共同發展，讓學生不僅僅是上課，更是參與課，讓他們成為課堂的主人，在全校部分實現了大學數學的翻轉課堂教學。為激發大學生學習大學數學的積極性、主動性，培養學生的競爭意識與綜合素質，進一步推動21世紀初大學數學教學改革，保證教學質量，天津市數學會大學數學分會在天津市教委的領導下，自2001年起，連續舉辦了19屆天津市大學數學競賽，有天津大學、南開大學等18所高校參加競賽。數學大師陳省身先生對天津市大學生數學競賽十分重視，欣然為競賽題字。大學數學競賽對于我校大學數學課程的教學規范、課程建設、教學改革起到了良好的促進作用。在優秀人才的培養、因材施教方面收到了良好的效果。通過對學生的選拔和賽前培訓，培養和提高了學生的數學理論水平、綜合運用知識的能力和應用能力，從數學基礎方面提高了學生的素質。通過競賽調動了教師教學和學生學習的積極性、創造性，并發現了優秀人才。我校對大學數學競賽從校長、理學院院長、本科生院院長、校團委書記都十分重視，在政策支持、經費投入上都達到了一定力度。廣大教師積極參加對參賽學生的培訓，我校在歷屆競賽中都取得了理想成績。

大學數學是大學中最重要的基礎課程，對于后續課程的學習和學生創新思維的培養，具有重要而深遠的意義。要培養學生的創新能力，教師必須在教學中引導學生掌握科學思維方法，用聯系的、發展的、全面的觀點看待事物和思考問題，激發學生求新求異的心理，提高學生善于發現和把握改變現狀的契機和機遇，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人才。

參考文獻

[1]朱長江，郭艾，楊立洪.面向理工科創新型人才培養的“四步進階”大學數學教學改革[J].中國大學教學，2018，（3）：33-36.

[2]金少華，徐勇.普通高等教育“十三五”規劃教材：概率論與數理統計[M].北京：科學出版社，2017.

[3]徐勇.普通高等教育公共基礎系列“十三五”規劃教材：線性代數習題精練[M].上海：上海交通大學出版社，2017.

[4]于新凱，郭獻洲，金少華主編.21世紀高等院校公共基礎系列規劃教材：高等數學習題精練[M].上海：上海交通大學出版社，2016.