创新能力培养视域下高校数学教学改革研究

［摘 要］ 数学学科是高校教学体系重要组成部分，同时又与社会生活息息相关。新时代背景下，创新能力培养成为高校人才培养工作重要指向，因此，教师有必要积极探索创新能力培养视域下的高校数学教学改革路径，为提升数学教学与人才培养质量增添助益。首先分别探讨学生创新能力培养与高校数学教学改革所具现实价值；继而指出创新能力培养视域下高校数学教学改革工作现存问题；最后针对问题提出行之有效的创新路径，包括更新教学理念、重视创新应用能力培养，优化教学内容、健全数学课程教学体系等，以期为相关工作者提供有益借鉴。

［关键词］ 创新能力；高校数学；教学改革；现存问题；创新路径

［基金项目］ 2023年度沧州交通学院校级科研项目“一类受疾病意识影响的SISM传染病模型研究”（CJ20230101）；2023年度沧州市自然科学基金项目“高维约束迹回归模型理论与优化算法”（221001007D）；2023年度沧州市重点研发计划指导项目“基于AHP-模糊综合评价法的钻井平台拖航风险评估的研究”（222109011）

［作者简介］ 张 莹（1984—），女，河北邢台人，应用数学硕士，沧州交通学院通识教育学院讲师，主要从事大学数学教学、不确定信息处理研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）21-0077-04 ［收稿日期］ 2024-01-25

数学学科是高校教学体系重要组成部分，同时又与社会生活息息相关。数学知识为许多创新理论的诞生奠定了基石，社会进入信息化发展阶段以来，更是突破边界，为一些边缘学科、交叉学科的发展注入强势动能。新时代背景下，创新能力培养成为高校人才培养工作重要指向，因此，教师有必要积极探索创新能力培养视域下的高校数学教学改革路径，为提升数学教学质效与人才培养质量增添助益。

一、学生创新能力培养与高校数学教学改革现实价值

（一）学生创新能力培养的现实价值

1.落实高校素质教育要求。创新能力是学生素质的重要体现，而创新能力培养之基础则包含了探索精神、首创精神等先进精神的创新精神。因此，培养学生创新能力，须先引导学生具备创新意识，并使其在创新精神驱动下，积极获取更多有益知识，最终成长为与时代发展需求相适应的创新应用型人才。

2.助力学生参与终身教育。当前，阶段性教育已然不再占据主流地位，取而代之的则是终身教育，而这便意味着学习成为贯穿人一生的有益活动，为个人可持续发展提供不竭动能。进入知识大爆炸时代以来，知识总量剧增并且迭代速度加快，进而导致就业形势越发紧张；而引导学生树立创新意识、具备创新能力，不但对其知识结构的进一步完善大有裨益，且有利于促进其实践能力与社会适应能力的提升，从而助其更好地参与终身教育。

（二）高校数学教学改革的现实价值

1.利于满足信息化社会发展需求。近年来，信息技术的飞速发展进一步抬高了高校数学教学工作发展门槛，为此，高校必须革新传统教学方式，推出丰富多元的教学活动。特别是在信息技术加持下，数学教学内容愈发丰富，且知识应用范围亦见拓展，教师必须摒弃传统教学理念，紧跟时代发展步伐，充分发挥信息技术优势丰富教学内涵与教学方式，以便更好地满足学生多元化学习需求，改善数学教学质效［1］。

2.利于培养创新人才。在提出更高创新发展要求的当下，与社会生活息息相关的高校数学必须站在创新能力培养视域下开展教学活动，突出数学教学实践性特征，确保学生得享充足的实践探索机会，并能在此过程中学会应用所学有效解决社会生产实践问题。此外，还要结合学生多元化学习需求与学习能力合理选用教学素材，并在具体教学过程中为其提供必要的指导与鼓励，有效提升数学教学活动质效。

3.利于变革教学内容。理论知识与实践能力在人才培养方面同等重要、不可偏废。高校培养数学人才，不但需以数学知识为支撑，且还需从数学知识应用、信息技术应用等多个方面培养学生能力，助力其更好地适应社会发展需求。此外，还需要将数学文化有机融入教学。总体而言，在创新能力培养视域下开展数学教学改革，必须变革教学内容，使之与时代发展需求相适应，并且创新教学方法，激活课堂教学氛围，有效调动学生自主学习积极性，使其在参与课堂互动与进行课外学习过程中不断提高个人自主学习能力，为其实现可持续学习打牢基础。

二、创新能力培养视域下高校数学教学现存问题

（一）教学理念落后

一定程度上讲，思想决定行动，为行动提供指导与动力，由此可见教学理念的重要性。当今时代愈发重视内容输出，无论是学生个性化发展需求还是高校数学教学需求，均已超出传统教学模式覆盖范围，而导致这一现状的原因，归根结底还在于教师教学理念落后。受学校物质条件、文化传统、教育制度以及教师自身受教育和社会实践经历，导致大部分教师坚持“以不变应万变”，在探索全新教学模式并培养学生的动手实践能力方面所做的工作有限［2］。

（二）教学内容抽象

相对于其他教育阶段的数学而言，高等数学内容更为晦涩难懂，特别是对于数学基础较为薄弱的学生而言，掌握相应知识技能更是难上加难。当前，多数高校虽已紧跟时代发展步伐做出优化举措，但受多方面因素影响，数学教学改革工作仍然存在一系列显著问题，主要表现为教学内容抽象，重理论知识而轻实践能力，导致学生主体地位难以得到彰显，与高校原定人才培养目标相去甚远。

（三）教学模式单一

新时代背景下，学生学习需求更为多元，个性化特征更加凸显，以往单一的教学模式已难适应这一形势。然而，却有相当一部分高校教师仍在沿用传统教学方法、固守传统教学模式，在数学课堂教学过程中，主要依靠黑板与粉笔等老式“两件套”作为知识输出工具；另有部分教师虽然具备一定创新意识，转而应用MOOC、微课等新型授课方式输出知识内容，却在具体教学过程中存在过于依赖PPT课件、与学生互动不足等一系列问题，导致学生思维受限，教学质效低下，创新应用型人才培养工作受阻。

（四）考核评价体系不健全

传统的考核评价方式一味强调以考试成绩来衡量学生对于知识的掌握情况，反向促成了不少学生平时散漫、考前紧张，不重知识掌握、只求考试飘过的不良状态［3］。此外，当前高校数学期末考试主要采用笔试形式，而试卷则以算式演算题与逻辑证明题为主，明显掩盖了高等数学的应用性特征，导致不少学生沦为解题高手，但明显缺乏促进个人发展所必需的创新能力。

三、创新能力培养视域下高校数学教学创新路径

（一）更新教学理念，重视创新应用能力培养

以创新为动力推动高校数学教学改革工作发展，还需更新教学理念，将培养学生创新应用能力放在重要位置［4］。具体还需高校、教师以及学生三方共同发力。

1.高校必须站位全局，完善顶层设计，充分发挥主导作用，成立专门面向数学教学改革工作的领导小组，确保任务能够从上到下、逐级逐层地落实到位，在有序推进数学教改工作的同时，也以教改工作为制动点，推动创新应用型人才培养工作取得实效。

2.数学教师必须做到与时俱进，充分认识高校数学所具备的抽象性与精准性特征，以及其在培养学生逻辑思维能力等方面所具备的积极作用，打破单一的知识传递格局，转而采用多元化信息载体，引导学生在理解高等数学基本概念与应用原理的基础上，养成运用所学知识解决日常问题的良好习惯。

3.学生同样需要转变思维，认识数学在整个学科体系中的基础性地位，以积极心态应对高阶学习任务，逐步深化对于数学知识的理解程度，并在多元化数学探究活动过程中，不断提高个人数学知识应用能力与创新能力。

（二）优化教学内容，健全数学课程教学体系

在更正教学理念的基础上，高校还须发挥自身优势，打造层次多元、结构立体的数学课程教学体系，不断优化教学内容，确保其更具应用性与实践性特征，以此提高学生数学水平与创新应用能力。具体要重点把握以下三方面。

1.高校必须在尊重科学原则的基础上联系学生实际，合理调整理论知识课程与实践应用课程占比，构建完善的数学课程教学体系，有效满足创新应用型人才培养工作需求［5］。此外，还要正视资源分配问题，通过优化教学资源配置，有效规避数学学科与其他学科间冲突，引导学生重视自身主体地位，积极发挥个人主观能动性，在参与教学活动过程中，深入分析问题、有效解决问题，以不断提高的数学综合能力达成“学有所用”的求学目标。

2.高校必须兼顾数学课程体系的丰富性与实用性，在兼容大学数学、数学建模、复变函数与积分变换等多门课程的同时，还要确保课程教学内容与实际应用相关，以使学生能够通过参与教学活动掌握更多知识技能，从而更好地分析问题、解决问题。

3.教师必须积极构建突破时空限制、设有精品课程的网络课程平台以供学生学习；还要积极组织多元化实践探究活动，引导学生在参与过程中逐渐养成数学思维，深入探索数学规律。此外，教师还要在传授数学理论知识的同时进行数学思想教育，将建模思想、极限思想等融入教学过程，引导学生学会转化、灵活应用，以此实现创新能力培养目标。

（三）创新教学方式，提高学生实践应用水平

创新能力培养视域下的高校数学教学改革工作重视“学用相济”，引导学生自觉发现问题，并且做到深入分析问题、寻找方法解决问题，而传统教学方式显然无法满足这一现实需要。因此，优化教学方式势在必行。具体可从以下三方面入手。

1.教师必须与时俱进，突破传统藩篱，引入多元化教学方法。传统教学方法单一且落后，以教师的机械化讲授为主，很难激发学生课堂参与兴趣。为了改变这一现状，教师可以组合应用案例教学法、项目任务法、合作探究法等多元化教学方式，有效调动学生学习积极性，帮助学生高效率掌握数学知识的同时提高个人实践应用能力［6］。

2.教师还须借助互联网优势，突破传统教学瓶颈，进一步满足学生个性化学习需求。在教育信息化2.0时代，教师有必要实现互联网与数学教学的有机融合，利用慕课、微课等展开教学［7］。此外，针对传统教学模式存在的以教师为主体、学生为客体的问题，教师还可引入先学后教的翻转课堂教学模式，将课堂主体地位还给学生，为学生提供必要的自主学习空间，并且结合重点与难点知识进行有针对性讲解，帮助学生分析并解决其在自主学习阶段所遇问题，深化学生对于相关知识的理解程度。以“高等数学”课程中《闭区间上连续函数的性质》和《可分离变量的微分方程》这两节的内容为例，课前教师给学生布置任务，把典型案例、PPT课件和一些教学视频发给学生，并建议学生再搜集一些相关案例，督促学生在课前完成自主学习，并且思考其中的重点和难点知识，并以学习小组探讨形式再次学习、整合内容。进入课堂讲解环节后，课前抽签决定哪一组进行讲解，教师引导并补充，每个小组把课前探究案例时发现的问题及小组讨论时未解决问题提出来，课堂上供大家讨论交流。讨论交流后学生再去分析、解决问题，最后由教师进行系统归纳与总结，梳理知识脉络，并给学生布置作业，以检验学习效果。

3.教师还要重视实验教学，助力培养学生的创新应用能力。具体可以Matlab实验平台为依托，组织学生参与实验活动。比如，在教授函数的极限内容时，可为学生动态、直观地展示函数值与极限值的接近程度，帮助学生更好地理解极限的概念；在矩阵相关计算和概率相关计算中使用Matlab，让学生体会使用软件进行计算的便捷，以及数据的可视化。相比于其他教学方式而言，实验教学最突出的优势即在于其可以将原本抽象而又难以理解的概念与问题变得具象、形象、易于掌握，使原本复杂的计算秒出结果，从而引导学生在自主探究过程中不断提高个人综合能力。

（四）健全考核评价体系，对接人才培育目标

考核学生知识掌握情况、评价教师教学成效是高校数学教学工作查漏补缺、实现发展的有效路径，然而，传统的考核评价方式却大多以学生的考试成绩作为唯一标准，这种存在明显“一刀切”倾向的考核评价方式显然不够全面。因此，高校有必要对接创新应用型人才培养目标，尝试构建完善的考核评价体系。具体还要把握以下三点内容。