大学生数学应用能力\创新能力培养的改革与实践

[摘要]大学生数学应用能力、创新能力培养是本科教育的根本目的之一。文章对目前大学数学教学现状及存在问题、大学生数学应用能力和创新能力培养的具体措施，取得的成效进行了较为深入的探讨，并提出今后的改革思路。

[关键词]大学生　数学　应用能力　创新能力　改革与实践

[作者简介]王文发(1968-)，男，陕西延安人，延安大学数学与计算机科学学院副院长，副教授，硕士，主要从事数学及计算机相关课程的教学与研究工作，(陕西　延安　716000)

[课题项目]本文系陕西省重点教改项目“大学生数学应用能力创新能力培养的改革与研究”的研究成果之一。(项目编号：09BZ29)

[中图分类号]G642.0　[文献标识码]A　[文章编号]1004-3985(2012)06-0115-01

纵观人类发展的历史，科学技术的发明与创造无不与数学紧密相关，正如伽利略所说：自然这本大书，是用数学来写的。数学作为人类理性思维的高度结晶，在科学技术特别是计算机技术、信息技术飞速发展的今天，数学所提供的思想和方法已经渗透到了包括自然科学和人文科学的各个领域，是21世纪每一个社会成员必备的素养，它成为当今社会文化的一个重要组成部分。大学数学作为本科生极其重要的基础课程，其数学能力培养，尤其是数学应用能力和创新能力培养是本科教育最根本目的之一。

一、现状及存在的问题

目前，国内不少专家、学者十分关注大学生数学应用能力和创新能力培养，进行了一些卓有成效的研究和论述，对促进大学生数学应用能力和创新能力培养起到了十分重要的作用，取得了一定的效果。但是也存在不少问题，具体来说主要表现在：(1)针对于大学生数学应用能力和创新能力培养的理论研究较少，存在着重理论、轻应用的现象，轻视数学知识的背景分析，没有很好地将实证研究和思辨方法结合起来；(2)注重数学实践，但针对性不强，许多实验仅在研究者自己所关注的小范围进行，缺乏大型的、开放性和研究性的实验研究，实验结果和改革方法可推广性不强；(3)注重学生的应用能力和创新能力培养，而忽视了对数学教师应用能力和创新能力的提高；(4)对大学生数学应用能力和创新能力培养的评价体系的研究只是理论性、原则性的，不具备可操作性，实践性较差；(5)对于数学建模竞赛研究很多，但针对第二课堂的研究很少，受益的只是少数参加数学建模竞赛的学生，对于整个大学生群体来说意义不太。

二、大学生数学应用能力和创新能力培养的改革与实践

我们在近几年按照面向21世纪人才培养要求并结合我校学生的实际，对大学生数学应用能力和创新能力培养进行一些有益的探索，取得了一些阶段性成效。具体来说主要体现在：

第一，转变教育理念，提高两个认识，从教的环节下工夫，改变传统太学数学的教学方法。传统的数学教学不能使学生做到学以致用，已远远不能适应社会发展的需要。面向21世纪，数学作为一门技术，现已成为一门普遍实施的技术。因此，我们在数学教学与实践过程中，转变传统数学教育理念，在保证牢固掌握基础的同时，力求培养学生的应用意识与应用能力、创新意识与创新能力，使广大教师充分认识到“应用所学知识解决实际问题是学习的最高境界”“创新能力是人的各种能力的综合和最高形式”，并在教学实践中予以实施。

第二，调整课程结构，注重大学数学实践教学环节。传统的大学数学教育主要是培养学生的逻辑思维和演算能力，而今天的数学教育是把数学作为一门普遍实施的技术，要求学生在牢固掌握基础的同时，培养学生应用数学知识解决实际问题的能力和创新能力。为此，我们对原课程结构进行调整，注重数学的实践教学环节。通过基础性实验，使学生掌握基本实验环境、实验方法和实验技能，开拓学生思路，巩固所学数学知识；通过综合性实验，使学生综合应用所学知识，设计完成具有一定数学背景的实验，提高学生的分析问题和解决问题能力，从而全面提高学生数学应用能力；通过研究性和探索性实验，使学生在学校就能够接触到一些社会生活中的实际问题，学生通过查阅资料，设计实施方案、组织实验、撰写总结报告等环节，获取新知识和新经验，进一步培养学生从事科学研究和生产实践的创新能力。

第三，积极开辟第二课堂，注重数学竞赛，从学的环节下工夫，培养学生的数学兴趣和数学意识，提高数学能力。在教学时数少、内容多、信息量大，学生思考、消化、吸收时间匮乏的情况下，充分利用课余时间，积极组织开辟第二课堂，让学生有更多的机会接触现实生活中的数学问题，使学生充分认识到在他们周围时刻都存在着数学问题，养成自觉地用数学的思想、观点和方法去观察事物、解释现象、分析问题的习惯，通过大作业、小论文、科技创新项目、横向项目等多种形式，培养他们自我探索、自我思考、自我创新和自我表现的创新素质，形成独立自主的创新精神。通过竞赛实战，学生可以充分发现自己、检验自己、提高自己，不断提高大学生的数学应用能力和创新能力。

第四，针对大学数学教学中重理论、轻应用，轻知识、轻能力，忽略数学知识的背景分析，没有很好地将实证研究和思辨方法结合起来的问题，分析、整理大学数学中典型问题，收集、整理相关问题的知识背景，深刻提示知识背后的精神世界，构建大学数学知识背景数据库，使实证研究和思辨方法在大学数学教学中有机地结合起来，使学生充分认识到数学不仅来源于生活，而且应用于生活，并在应用中得到进一步升华。例如17世纪牛顿、莱布尼茨创立了微积分，许多数学家在微积分所提供的思维方法和工具的基础上阔步前进，迅速创立许多数学分支，诸如微分方程、无穷级数、变分法等，以及与之相关数学分支，如复变函数、微分几何、数论、概率论等，同时有了微积分，使得整个力学、物理学、天文学、化学、生物学、地理学等都必须和微积分打交道。通过知识背景分析，不仅可以激发学生对数学的学习兴趣，同时也能很好地培养学生数学应用能力和探索精神。

第五，针对大学生数学应用能力和创新能力培养的评价体系的研究只是理论性、原则性的，不具备可操作性，实践性较差的问题，在充分调研的基础上，建立科学合理、可操作性强的大学生数学应用能力和创新能力培养评价模型，实现对大学生数学应用能力和创新能力培养进行科学、规范评价。

第六，针对注重学生的应用能力和创新能力培养，而忽视了对数学教师应用能力和创新能力的提高的问题，在充分吸收国内外先进经验的基础上，精心组建大学数学教学团队，制订切实可行的师资队伍建设方案和教师教学规范，从根本上提高广大教师的数学素质，为更好地实现大学生数学应用能力和创新能力培养提供坚实的师资保障。

三、今后的改革思路

针对当前大学数学教育存在的一些问题。在总结现有工作的基础上，按照面向2l世纪人才培养要求，认真调研、分析当前高等学校在数学教学过程中影响大学生数学应用能力和创新能力培养的诸多因素，研究、探索和改革大学数学教学在大教育背景下学生数学应用能力和创新能力培养的新思路、新方法、新模式，努力提高当代大学生的数学应用能力、创新能力和适应社会的能力。具体内容如下：(1)针对注重数学实验，但针对性和可推广性不强的问题，在原有工作的基础上，对大学数学中所涉及的知识点进行系统分析和总结。按照基础性实验、综合性实验、研究性和探索性实验进行归类，编写能够适合大学数学教学要求，对大学生数学应用能力和创新能力培养具有重要指导意义的大学数学实验指导书。(2)针对数学竞赛研究很多，第二课堂的研究很少的问题，在总结数学建模竞赛和高等数学竞赛成功经验的基础上，充分利用课余时间，积极开展第二课堂，制定科学合理的第二课堂实施细则和管理规范，建立数学应用问题数据库，营造应用和创新氛围，使数学教学、数学竞赛、第二课堂成为高等学校数学教育的一个有机整体，使所有大学生都能成为数学应用能力和创新能力培养的受益者，从而整体提高大学生数学素质和适应社会的能力。(3)大学生数学应用能力和创新能力培养改革是一项非常复杂的系统工程，涉及大学数学教学的方方面面，作为数学教师只有清楚地认识到自己所肩负的使命，在总结过去大学数学教学成功经验的基础上，紧紧围绕面向2l世纪应用型和创新型人才培养要求，不断改进教学手段和教学方法，并在教学过程中善于激发学生学习数学和应用数学的激情，改革大学数学教学过程中制约或影响大学生数学应用能力和创新培养的各个环节，形成科学合理、易于操作的大学生数学应用能力和创新能力培养实施方案。

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