大学数学教学中开展创新教育初探

大学数学教学中开展创新教育初探

[摘要]在高等教育中融入创新教育是我国高等教育改革的重要方向。结合多年大学数学的实践教学经验和开展创新教育的实践体验,指出了目前普通高等院校开展创新教育存在的4个主要问题,并结合自己开展创新教育的实践,提出了从加强教师创新意识教育、改革教学方式、优化教学内容、注重创新思维方法训练、改善大学生学习方法、教师管理考核机制等6个方面在大学数学教学中开展创新教育的对策,旨在培养大学生的创新思维能力,提高大学数学的课堂教学效果。

[关键词]创新教育;数学思想;大学数学

引言

创新创业(以下简称“双创”)教育是20世纪80年代西方国家提出和发展的一种新的教育理念和模式,它以培养创业人才为目标,使学生通过双创教育,具有双创意识、精神、知识、技能和能力,以及主动适应社会的心理品质[1]。传统的注入式大学数学教学已无法适应现代社会的发展,培养学生创造性思维的能力,建立全新的大学数学教学模式已成为大学数学教学的首要任务[2];在当今信息时代,数学的知识和方法已经成为学生素质和能力结构中不可或缺的组成部分,对实现学校的人才培养目标起着十分重要的作用。大学数学作为高等院校的重要基础课,具有基础性、素质性及应用性等特点,具有非常重要的地位[3]。创新教育旨在培养大学生的创新精神、创新素质、创新能力,其实施有利于提升学生的综合素质,培养学生发现问题、解决问题的能力,促进学生更好地全面发展[4]。培养大学生创新能力的核心在于创新思维能力的培养,大学数学教学不仅要传授数学知识,而且要注重培养大学生的思维方法和创新思维的能力。本文根据自己多年从事大学数学教学的实践以及开展创新教育的体验,就大学数学教学中开展创新教育的问题及对策进行了探讨。

1大学数学教学中开展创新教育存在的问题

课堂教学是在校大学生的主要教育教学活动,是大学生形成知识积累、培养提高素质能力的重要渠道,高等教育开展创新创业教育的主阵地还是应该在大学教学的课堂中,结合高等教育中开展创新创业教育活动的要求以及一般工科高等院校大学数学教学的现状,本文认为目前制约创新教育开展的主要问题如下。

1.1教学方式的一成不变,严重制约学生的创新思维

尽管现代高等教育方式已经开始发生变化,但大多数学校大学数学的教学还是停留在教师讲、学生听的教学方式,大学课堂强调“以教师为中心”,学生被动地接受。这一方面是由于现在大学数学教学大多数是以大班教学的方式进行,没有办法满足学生个体的需要,另一方面是大学数学课时任务要求及教学方式所造成的;讲课中教师更强调课程的理论体系,着重数学的严密性和逻辑性,着重推理过程而轻视数学知识的运用;重视对学生技能的培养,讲题时讲究举一反三,但缺少从原理及思想上引导学生,不利于学生创新思维的培养。从现时通用的大学数学教材即可看出,即使最新版的教材也很少包含大学数学的计算实现及大学数学的知识运用,更没有对数学思想及思维方法的介绍。还有诸如大学数学教学手段的相对落后,学生成绩考核方式相对单一等方面都说明:我国目前的大学数学教学内容、教学方法、教学效果都不能适应国家要求的在高等教育中开展创新创业教育的需要。

1.2老师不懂如何创新,怎么教育学生去创新“工欲善其事必先利其器”,要想在高等教育

教学中开展创新创业教育,首先作为实施教学的主体“教师”必须对创新创业教育具有正确的认识:必须清楚何谓“创新创业教育”,如何将本课程教学与创新创业教育相结合,只有这样才有可能在教学中融入创新创业教育,才可能达到培养学生创新的教学目的[5],但在实际工作中,绝大多数大学教师是缺少对开展创新创业的认识的,更谈不上去实施在高等教育中开展创新创业教育,因此必须转变教师观念。其次需加强对教师进行创新创业的教育及培训,让老师了解并掌握如何在教学中开展创新创业教育,鼓励教师在教学中积极开展创新创业教育。

1.3现在的教学管理及机制不利于老师开展创新活动

目前的大学数学教学管理不适合教师在教学中开展创新教育活动。首先由于改革的需要,许多大学数学课程教学时数都做了调整,大多数教师在教学中都感觉课时相对较紧,因此在课程教学中普遍认为增加内容可能造成不能按时完成教学任务;其次,由于社会的发展,学生潜心学习的风气不够,在普通高等院校中,大多数同学只能应付课程考试,根本没有真正掌握课程所要求掌握的知识,“学而优则用”,因此很多大学生根本没有能力去应用所学的数学知识.目前高等院校对教师的考核机制也严重制约大学教师开展创新创业教育的热情及实施,创新教育是在日常课程教学中实施的,而目前高等院校的教师考核更多指标是关注教师的科研能力,教师的教学在教师考核中本来就处于相对弱势的地位,而要开展好创新创业教育需要教师潜心教学,注意在教学中不断经验积累,总结提高,只要这样才可能取得一定的效果,这可能是一个相对漫长的过程,因此需要对教师的个人考核机制有一个重新的认识。

1.4学生对创新的投入不够

学生是创新的主体,教师在教学过程中要注意引导学习过程,启发学生思维,培养学生的创新思维;学生是学习的主体,不仅需要自觉地投入学习过程,而且需要在不断地求知求解的学习过程中提高自己的创新思维能力,促进创新思维的形成和发展。学而优则用,学而优则创,学生首先要学好才能用,也只有应用才可能发挥自己的创造力,因此要求学生愿学、好学、刻苦地学,才有可能投入到创新活动中去!但在普通高等院校中,大学数学的教学进展并不顺利,教师普遍感觉学生在应付学习,真正投入学习、刻苦钻研的学生还是少数,因此不利于形成在大学生中开展创新教育的良好局面。

2大学数学中开展创新教育的实践探索

作为一名具有多年教学经验,教学效果良好,并获得所在学校教学最高奖励的教师,自己会有意识地探索如何在大学数学课程教学中开展创新教育;为了更好地探索,自己每个学期平均承担了三门次以上的大学数学课程教学,并同时注意在实践中总结经验,归结起来自己主要从以下几方面进行了大学数学的教学探索。

2.1强调创新思维的培养,让学生掌握创新的源泉

数学是一种思维的培养,培养大学生创新能力的核心在于创新思维能力的培养,大学数学教学不仅要传授数学知识,而且要注重培养大学生的思维方法和创新思维的能力[6]。注重在大学数学课程教学中结合课程内容着重培养大学生的发散思维、加减思维、转换思维、图表思维、形象思维、归纳与类比思维[7]、逆向思维、逻辑思维、质疑思维、系统思维等思维方式[8],从而培养大学生的创新思维能力,提高大学数学的课堂教学效果[9]。

2.2结合大学数学课程的特征,在课程教学中引导学生重视大学数学的应用

数学建模是将大学数学应用到解决实际问题的最好实践,在课程教学中有意识地穿插数学建模实例,通过数学建模的应用,一方面调动学生学习兴趣和学习积极性,另一方面引导学生用大学数学解决实际问题,从而达到数学家华罗庚强调的“学而优则用,学而优则创”。

2.3强调知识体系的构建,在大学数学课程教学中开展数学文化的教育

数学是一种文化,正逐渐形成共识,因此将数学的发展及蕴含的文化介绍给同学,不仅有利于提高大学生学学数学的兴趣,而且有利于大学生构建数学的知识体系,从而让大学生在不知不觉中接受数学文化的熏陶,从中领悟数学的产生和发展,培养数学意识,为创新思维发展奠定了基础。

2.4改革教学方式和方法,从中探索适合学生发展的大学数学教学模式

教学中自己会有意识地采用不同的教学方式和方法开展大学数学课程教学,在方式方面,主动结合现代技术的发展,鼓励学生通过慕课、课程录像、网上课堂等方式学习知识。在方法方面,注意采用案例教学、翻转课堂、研究性学习等教学方法;在具体例题讲解方面,采用精讲和泛讲等方式相结合,提高大学生学习兴趣,在学习的过程中开展创新教育。

2.5分层次教学,因材施教,探索不同基础的同学开展创新教育的途径

针对学校具有本科和专科学生的特征,自己主动承担了本科和专科的各层次的大学数学课程教学,并且在本科教学中,承担了学校最好的“春晓班”及一般的工科班,以及基础相对弱一些的软件学院和国际教育学院的大学数学课程教学,通过比较,从中发现针对不同层次学生开展创新教育的方式及方法。

3大学数学教学中开展创新教育的对策研究

在高等院校的课程教学中实施创新创业教育,需要大学生、大学教师和学校三者共同努力,需要各自改变原有的观念和方法,探索新途径,适应新形势。结合自己在大学数学中开展创新教育的体验及思考,从以下6个方面提出对策。

3.1加强教师创新意识教育,教师要有改革创新的精神,愿意投入教学改革

受传统教育管理体制影响,大学教师重科研轻教学。教师从思想上要充分认识到,学生综合素质的培养不仅仅是学生个人的事情,与教师的职责也是密切相关的。培养和造就大批量的高素质创业创新人才,对国家、社会和学校都是有好处的。教师是教学的主体,教什么、如何教是大学教师在教学过程中应该经常思考的问题,那种一成不变的教学方式根本不是一个好教师的行为,也不符合现代教育对大学教师的要求,因此我们需要进行教学改革,需要广大教师积极投身教学改革,只要这样才可能创新教学方式,只有教学方式与教学目标相互适合才能培养出社会所需要的学生。在大学数学教学中融入创新意识教育是一个全新的课题,尽管有些教师已开展相关研究,但真正在教学实施中取得显著效果的教学方式方法还需要进一步探索,因此迫切需要广大教师树立改革创新意识,自觉地投入到这一教学研究活动中,只要这样才可能创造出真正适合的现代教育要求的教学内容、方式和方法。

3.2改革教学方式,将创新引入教学内容,提高课程教学效果

按照现代高等教育的教学要求,随着现代教育技术的发展,我们必须改革过去一成不变的教学内容及教学方式。在大学数学课程教学中,也有一部分教师已经尝试引进诸如研究性教学、案例教学、翻转课堂等教学方式,这些教学方式的改革,其目的是将过去“满堂灌”“以教师为主体”的教学方式转变为“学生是学习的主体”“教师与学生互为主体”的教学方式,这种对话式、讨论式的教学可能从根本上转变了学生的学习状况及学习方法。这种教学方式的转变,将使大学数学课堂教学的目标由教师单纯地传授知识、学生被动地接受知识转变为学生主动地、探索性地学习知识,从而达到学习知识与培养能力两者并重的效果。将创新引入大学数学教学,包括教学方式、教学内容、教学手段的创新。创新是需要过程的,因此教师要自觉地投入进去,通过不断地实践、总结提高、再实践,从而提高大学数学课堂教学效果,良好的教学效果一方面让学生学习掌握知识,另一方面也有利于挖掘了学生思维发展的潜力,启迪、促进大学生的创新思维。

3.3优化教学内容,将数学建模、数学软件引入课程教学,提升大学生学习兴趣

学生是创新的主体,学习是创新的基础,只有学生愿意学习,愿意投入到创新实践活动中,创新教育才能真正开展进来,因此提高学生的学习兴趣,培养学生的学习习惯,鼓励学生投入到创新活动中需要一个切入点。而在大学数学教学中,数学建模及数学软件的应用等活动是激发学生的学习课程及学习兴趣的关键点,这一点很多大学数学教师已经形成共识;因此我们需加强这一工作,将数学建模及数学软件融入到大学数学课程教学中,一方面数学软件可以在一定程度上消除大学生对数学课程的恐惧心理,另一方面数学建模让学生感受数学的作用,从而建立对大学数学课程的兴趣,由此可能建立良好的大学学习生活习惯,只要愿意学习、学好以后才可能领悟数学方法的真谛,才有可能开展一定的创新工作。

3.4注重思维方法训练,教学中注意创新思维的教育,提高大学生的创新思维能力

培养大学生创新能力的核心在于创新思维能力的培养,大学数学教学不仅要传授数学知识,而且要注重培养大学生的思维方法和创新思维的能力。数学是思维科学,数学在个人思维培养方面具有不可替代的作用,而大学数学课程教学中有许多创新思维方法的案例:诸如加减思维、发散思维、逆向思维、转换思维等在大学数学的教学中均有体现。例如通过数学运算培养学生的加减思维,而加减思维完全可以应用到学习和工作中的各个方面,很多产品的创新就是通过产品性能、外观、功能等方面的加减产生出来的,如现在的手机就是一台电脑,可以看作对电话、照相机、录音机,U盘等事物作加法产生出来,相信随着人工智能技术的发展,手机的功能还将继续增加。教师在大学数学教学过程中要善于总结,注意提炼数学思想,归纳数学思维方法,只有这样才能培养大学生的思维习惯,提高大学生的创新思维能力。

3.5引导大学生改变学习方法,提倡研究性学习,让学生具有创新的能力和动力

创新只要在刻苦钻研的基础上才能达到,因此培养学生刻苦钻研的习惯及能力尤其重要,现在很多学生在大学数学学习中只满足于会解题,知其然而不知其所以然。学习就是应付,这类学生基本没有创新精神和能力,因此要改革这一现状,必须从教学方法及教学手段上进行改革。研究性学习是一种值得提倡的教学方式,很多教师都对其对培养学生探究事物的真理、挖掘事物的内在本质、培养学生创新能力方面有所认识,因此我们在大学数学课程教学中,需设置研究性学习环节,让学生学会如何研究、刻苦研究的好习惯,凡事多问自己几个为什么:为什么学习?如何学习?学习后有什么作用?只有这样才可能培养出大学生创新的思维气质,才能做出一些创新的工作。

3.6学校建立有利于开展创新活动的管理机制

创新思维发展是有过程的,将创新融入大学数学课程教学还处于探索阶段,因此如何开展好这项工作,需要广大大学数学教师积极探索、勇于实践。教师投入这项工作的积极性、持续性、创造性是需要学校的政策支持及鼓励,现在很多学校都设置有各种类型的创新课程,甚至在这方面的投入大量经费,但真正效果还是差强人意,其根本原因是学校仅仅在形式上要求教师在教学中开展创新教育。为了更好地调动教师将创新教育融入到课程教学,可以考虑将这部分工作纳入教师的工作考核,在考核中即要给教师压力,也有给教师动力;同时加强对相关工作的培训力度,让教师理解创新,有能力在课程教学中融入创新教育;创新的主体是学生,学校要营造良好的创新氛围,举办诸如创新项目、创新论坛、创新创业竞赛等形式多样的课外创新活动,将创新教育融入大学生的日常学习和工作中。因此建议学校应从教师考核、教师培训、创新氛围等方面建立有利于开展创新教育的管理机制,只有这样才可能让广大教师形成共识、共谋大事。

4结束语

将创新创业教育融入大学课堂教学是高等院校全面实施素质教育这一战略主题的重要途径,需要高等院校、高校老师、大学生三方面齐头并进,共同协作。这项工作是一种教学改革,同时也是一种教学创新,需要大家共同探索。

作者:李曦 单位:南昌航空大学