創新能力培養視域下高校數學教學改革研究

［摘 要］ 數學學科是高校教學體系重要組成部分，同時又與社會生活息息相關。新時代背景下，創新能力培養成為高校人才培養工作重要指向，因此，教師有必要積極探索創新能力培養視域下的高校數學教學改革路徑，為提升數學教學與人才培養質量增添助益。首先分別探討學生創新能力培養與高校數學教學改革所具現實價值；繼而指出創新能力培養視域下高校數學教學改革工作現存問題；最后針對問題提出行之有效的創新路徑，包括更新教學理念、重視創新應用能力培養，優化教學內容、健全數學課程教學體系等，以期為相關工作者提供有益借鑒。

［關鍵詞］ 創新能力；高校數學；教學改革；現存問題；創新路徑

［基金項目］ 2023年度滄州交通學院校級科研項目“一類受疾病意識影響的SISM傳染病模型研究”（CJ20230101）；2023年度滄州市自然科學基金項目“高維約束跡回歸模型理論與優化算法”（221001007D）；2023年度滄州市重點研發計劃指導項目“基于AHP-模糊綜合評價法的鉆井平臺拖航風險評估的研究”（222109011）

［作者簡介］ 張 瑩（1984—），女，河北邢臺人，應用數學碩士，滄州交通學院通識教育學院講師，主要從事大學數學教學、不確定信息處理研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）21-0077-04 ［收稿日期］ 2024-01-25

數學學科是高校教學體系重要組成部分，同時又與社會生活息息相關。數學知識為許多創新理論的誕生奠定了基石，社會進入信息化發展階段以來，更是突破邊界，為一些邊緣學科、交叉學科的發展注入強勢動能。新時代背景下，創新能力培養成為高校人才培養工作重要指向，因此，教師有必要積極探索創新能力培養視域下的高校數學教學改革路徑，為提升數學教學質效與人才培養質量增添助益。

一、學生創新能力培養與高校數學教學改革現實價值

（一）學生創新能力培養的現實價值

1.落實高校素質教育要求。創新能力是學生素質的重要體現，而創新能力培養之基礎則包含了探索精神、首創精神等先進精神的創新精神。因此，培養學生創新能力，須先引導學生具備創新意識，并使其在創新精神驅動下，積極獲取更多有益知識，最終成長為與時代發展需求相適應的創新應用型人才。

2.助力學生參與終身教育。當前，階段性教育已然不再占據主流地位，取而代之的則是終身教育，而這便意味著學習成為貫穿人一生的有益活動，為個人可持續發展提供不竭動能。進入知識大爆炸時代以來，知識總量劇增并且迭代速度加快，進而導致就業形勢越發緊張；而引導學生樹立創新意識、具備創新能力，不但對其知識結構的進一步完善大有裨益，且有利于促進其實踐能力與社會適應能力的提升，從而助其更好地參與終身教育。

（二）高校數學教學改革的現實價值

1.利于滿足信息化社會發展需求。近年來，信息技術的飛速發展進一步抬高了高校數學教學工作發展門檻，為此，高校必須革新傳統教學方式，推出豐富多元的教學活動。特別是在信息技術加持下，數學教學內容愈發豐富，且知識應用范圍亦見拓展，教師必須摒棄傳統教學理念，緊跟時代發展步伐，充分發揮信息技術優勢豐富教學內涵與教學方式，以便更好地滿足學生多元化學習需求，改善數學教學質效［1］。

2.利于培養創新人才。在提出更高創新發展要求的當下，與社會生活息息相關的高校數學必須站在創新能力培養視域下開展教學活動，突出數學教學實踐性特征，確保學生得享充足的實踐探索機會，并能在此過程中學會應用所學有效解決社會生產實踐問題。此外，還要結合學生多元化學習需求與學習能力合理選用教學素材，并在具體教學過程中為其提供必要的指導與鼓勵，有效提升數學教學活動質效。

3.利于變革教學內容。理論知識與實踐能力在人才培養方面同等重要、不可偏廢。高校培養數學人才，不但需以數學知識為支撐，且還需從數學知識應用、信息技術應用等多個方面培養學生能力，助力其更好地適應社會發展需求。此外，還需要將數學文化有機融入教學。總體而言，在創新能力培養視域下開展數學教學改革，必須變革教學內容，使之與時代發展需求相適應，并且創新教學方法，激活課堂教學氛圍，有效調動學生自主學習積極性，使其在參與課堂互動與進行課外學習過程中不斷提高個人自主學習能力，為其實現可持續學習打牢基礎。

二、創新能力培養視域下高校數學教學現存問題

（一）教學理念落后

一定程度上講，思想決定行動，為行動提供指導與動力，由此可見教學理念的重要性。當今時代愈發重視內容輸出，無論是學生個性化發展需求還是高校數學教學需求，均已超出傳統教學模式覆蓋范圍，而導致這一現狀的原因，歸根結底還在于教師教學理念落后。受學校物質條件、文化傳統、教育制度以及教師自身受教育和社會實踐經歷，導致大部分教師堅持“以不變應萬變”，在探索全新教學模式并培養學生的動手實踐能力方面所做的工作有限［2］。

（二）教學內容抽象

相對于其他教育階段的數學而言，高等數學內容更為晦澀難懂，特別是對于數學基礎較為薄弱的學生而言，掌握相應知識技能更是難上加難。當前，多數高校雖已緊跟時代發展步伐做出優化舉措，但受多方面因素影響，數學教學改革工作仍然存在一系列顯著問題，主要表現為教學內容抽象，重理論知識而輕實踐能力，導致學生主體地位難以得到彰顯，與高校原定人才培養目標相去甚遠。

（三）教學模式單一

新時代背景下，學生學習需求更為多元，個性化特征更加凸顯，以往單一的教學模式已難適應這一形勢。然而，卻有相當一部分高校教師仍在沿用傳統教學方法、固守傳統教學模式，在數學課堂教學過程中，主要依靠黑板與粉筆等老式“兩件套”作為知識輸出工具；另有部分教師雖然具備一定創新意識，轉而應用MOOC、微課等新型授課方式輸出知識內容，卻在具體教學過程中存在過于依賴PPT課件、與學生互動不足等一系列問題，導致學生思維受限，教學質效低下，創新應用型人才培養工作受阻。

（四）考核評價體系不健全

傳統的考核評價方式一味強調以考試成績來衡量學生對于知識的掌握情況，反向促成了不少學生平時散漫、考前緊張，不重知識掌握、只求考試飄過的不良狀態［3］。此外，當前高校數學期末考試主要采用筆試形式，而試卷則以算式演算題與邏輯證明題為主，明顯掩蓋了高等數學的應用性特征，導致不少學生淪為解題高手，但明顯缺乏促進個人發展所必需的創新能力。

三、創新能力培養視域下高校數學教學創新路徑

（一）更新教學理念，重視創新應用能力培養

以創新為動力推動高校數學教學改革工作發展，還需更新教學理念，將培養學生創新應用能力放在重要位置［4］。具體還需高校、教師以及學生三方共同發力。

1.高校必須站位全局，完善頂層設計，充分發揮主導作用，成立專門面向數學教學改革工作的領導小組，確保任務能夠從上到下、逐級逐層地落實到位，在有序推進數學教改工作的同時，也以教改工作為制動點，推動創新應用型人才培養工作取得實效。

2.數學教師必須做到與時俱進，充分認識高校數學所具備的抽象性與精準性特征，以及其在培養學生邏輯思維能力等方面所具備的積極作用，打破單一的知識傳遞格局，轉而采用多元化信息載體，引導學生在理解高等數學基本概念與應用原理的基礎上，養成運用所學知識解決日常問題的良好習慣。

3.學生同樣需要轉變思維，認識數學在整個學科體系中的基礎性地位，以積極心態應對高階學習任務，逐步深化對于數學知識的理解程度，并在多元化數學探究活動過程中，不斷提高個人數學知識應用能力與創新能力。

（二）優化教學內容，健全數學課程教學體系

在更正教學理念的基礎上，高校還須發揮自身優勢，打造層次多元、結構立體的數學課程教學體系，不斷優化教學內容，確保其更具應用性與實踐性特征，以此提高學生數學水平與創新應用能力。具體要重點把握以下三方面。

1.高校必須在尊重科學原則的基礎上聯系學生實際，合理調整理論知識課程與實踐應用課程占比，構建完善的數學課程教學體系，有效滿足創新應用型人才培養工作需求［5］。此外，還要正視資源分配問題，通過優化教學資源配置，有效規避數學學科與其他學科間沖突，引導學生重視自身主體地位，積極發揮個人主觀能動性，在參與教學活動過程中，深入分析問題、有效解決問題，以不斷提高的數學綜合能力達成“學有所用”的求學目標。

2.高校必須兼顧數學課程體系的豐富性與實用性，在兼容大學數學、數學建模、復變函數與積分變換等多門課程的同時，還要確保課程教學內容與實際應用相關，以使學生能夠通過參與教學活動掌握更多知識技能，從而更好地分析問題、解決問題。

3.教師必須積極構建突破時空限制、設有精品課程的網絡課程平臺以供學生學習；還要積極組織多元化實踐探究活動，引導學生在參與過程中逐漸養成數學思維，深入探索數學規律。此外，教師還要在傳授數學理論知識的同時進行數學思想教育，將建模思想、極限思想等融入教學過程，引導學生學會轉化、靈活應用，以此實現創新能力培養目標。

（三）創新教學方式，提高學生實踐應用水平

創新能力培養視域下的高校數學教學改革工作重視“學用相濟”，引導學生自覺發現問題，并且做到深入分析問題、尋找方法解決問題，而傳統教學方式顯然無法滿足這一現實需要。因此，優化教學方式勢在必行。具體可從以下三方面入手。

1.教師必須與時俱進，突破傳統藩籬，引入多元化教學方法。傳統教學方法單一且落后，以教師的機械化講授為主，很難激發學生課堂參與興趣。為了改變這一現狀，教師可以組合應用案例教學法、項目任務法、合作探究法等多元化教學方式，有效調動學生學習積極性，幫助學生高效率掌握數學知識的同時提高個人實踐應用能力［6］。

2.教師還須借助互聯網優勢，突破傳統教學瓶頸，進一步滿足學生個性化學習需求。在教育信息化2.0時代，教師有必要實現互聯網與數學教學的有機融合，利用慕課、微課等展開教學［7］。此外，針對傳統教學模式存在的以教師為主體、學生為客體的問題，教師還可引入先學后教的翻轉課堂教學模式，將課堂主體地位還給學生，為學生提供必要的自主學習空間，并且結合重點與難點知識進行有針對性講解，幫助學生分析并解決其在自主學習階段所遇問題，深化學生對于相關知識的理解程度。以“高等數學”課程中《閉區間上連續函數的性質》和《可分離變量的微分方程》這兩節的內容為例，課前教師給學生布置任務，把典型案例、PPT課件和一些教學視頻發給學生，并建議學生再搜集一些相關案例，督促學生在課前完成自主學習，并且思考其中的重點和難點知識，并以學習小組探討形式再次學習、整合內容。進入課堂講解環節后，課前抽簽決定哪一組進行講解，教師引導并補充，每個小組把課前探究案例時發現的問題及小組討論時未解決問題提出來，課堂上供大家討論交流。討論交流后學生再去分析、解決問題，最后由教師進行系統歸納與總結，梳理知識脈絡，并給學生布置作業，以檢驗學習效果。

3.教師還要重視實驗教學，助力培養學生的創新應用能力。具體可以Matlab實驗平臺為依托，組織學生參與實驗活動。比如，在教授函數的極限內容時，可為學生動態、直觀地展示函數值與極限值的接近程度，幫助學生更好地理解極限的概念；在矩陣相關計算和概率相關計算中使用Matlab，讓學生體會使用軟件進行計算的便捷，以及數據的可視化。相比于其他教學方式而言，實驗教學最突出的優勢即在于其可以將原本抽象而又難以理解的概念與問題變得具象、形象、易于掌握，使原本復雜的計算秒出結果，從而引導學生在自主探究過程中不斷提高個人綜合能力。

（四）健全考核評價體系，對接人才培育目標

考核學生知識掌握情況、評價教師教學成效是高校數學教學工作查漏補缺、實現發展的有效路徑，然而，傳統的考核評價方式卻大多以學生的考試成績作為唯一標準，這種存在明顯“一刀切”傾向的考核評價方式顯然不夠全面。因此，高校有必要對接創新應用型人才培養目標，嘗試構建完善的考核評價體系。具體還要把握以下三點內容。

1.優化評價考核機制，確保其全面合理。在促進學生發展方面，實踐能力與理論知識同等重要，不可偏廢其一。因此，教師必須將實踐技能考核內容納入數學教學過程，通過打造相對完善的教學結構，有效提高學生綜合水平。

2.不僅要重結果，還要重過程。教師不可一味關注學生的階段性學習成果，要重視學生在日常學習過程中的種種表現，如此才可以確保考核評價結果的全面性與客觀性。此外，還要結合當前學情與學生個體差異制訂綜合考評方案，以此確保考評工作取得實效，推動學生全面進步。

3.為數學基礎薄弱、數學水平偏低的學生量身定制合理考評方案，引導其進行自我審視，并在教學過程中發掘其現存優勢與發展潛能，以此培養并堅定其學好數學的信心。

結語

培養學生創新能力是落實高校素質教育要求的必然舉措，同時也為學生參與終身教育提供極大助力。而開展高校數學教學改革，不僅能夠滿足信息化社會發展需求，而且有利于培養創新人才。立足創新能力培養視域下審視高校數學教學改革工作現狀，尚存在教學理念落后、教學內容抽象、教學模式單一以及考核評價體系不健全等一系列問題。為有效解決前述問題，切實提高高校數學教學改革工作質效，成功培養學生創新應用能力，須“對癥下藥”，更新教學理念，重視創新應用能力培養；優化教學內容，健全數學課程教學體系；創新教學方式，提高學生實踐應用水平；健全考核評價體系，對接人才培育目標。

參考文獻

［1］劉長亮.基于創新能力培養的高校數學教學改革探索［J］.產業與科技論壇，2022，21（16）：182-183.

［2］梁慧，孫曉英.基于創新能力培養的高校數學教學改革探索［J］.產業與科技論壇，2021，20（16）：195-195.

［3］于榮娟，祝鵬.基于創新能力培養的高校數學課程教學模式改革探析：以計算機類專業為例［J］.電腦知識與技術，2021，17（4）：154-156.

［4］袁媛.高中數學教學中創新能力的培養［J］.考試與評價，2020（12）：48.

［5］齊攀，莊越，陳玉琪，等.高職信息技術專業群創新性人才培養的新路徑［J］.中國職業技術教育，2020（32）：69-73.

［6］孟品超.高校數學拔尖創新人才實踐能力培養研究［J］.大學，2022（13）：64-67.

［7］張文林，張慧愿，張府柱，等.基于互聯網的應用型本科高校數學類專業創新人才培養模式研究［J］.電腦知識與技術，2020，16（16）：24-25.

Research on Mathematics Teaching Reform in Colleges and Universities from the Perspective of Innovation Ability Cultivation

ZHANG Ying

（General Education Department， Cangzhou Jiaotong College， Huanghua， Hebei 061199， China）

Abstract： Mathematics is an important part of college teaching system， and it is closely related to social life. Under the background of the new era， the cultivation of innovation ability has become an important point of talent training in colleges and universities. Therefore， it is necessary for teachers to actively explore the reform path of mathematics teaching in colleges and universities under the perspective of innovation ability training， so as to add benefits to improving the quality of mathematics teaching and talent training. The paper first discusses the practical value of students' innovation ability and the existing problems in the reform of mathematics teaching; Finally， we put forward effective innovation paths in view of the problems， including updating the teaching concept， attaching importance to the cultivation of innovative application ability， optimizing the teaching content， improving the teaching system of mathematics curriculum， etc.， in order to provide useful reference for relevant workers.

Key words： innovation ability; university mathematics; teaching reform; existing problems; innovation path