基于大学生创新活动的数学类课程自主学习的研究与探索

施三支 马文联 孟品超 吕堂红 张文丹 贾小宁

[摘 要] 自主学习是学生作为主体，独立自主地实现学习。近几年，创新活动在国内外高校开展得如火如荼，包括各种大学生竞赛活动，大学生创新创业训练计划项目以及大学本科生参与科研项目等。主要讨论创新活动对自主学习，特别是数学类课程的自主学习的影响，研究将创新活动中的数学思想和方法融入各高等数学类课程教学，培养学生自主学习能力的可行性。

[关 键 词] 自主学习；创新活动；数学建模；科研

[中图分类号] G645 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）01-0198-02

由于当今社会对高级专门人才的需求迅速增长，我国高等教育近三十年发生了翻天覆地的变化，正在以前所未有的速度发展，服务经济社会发展的能力也大大提高。

我国高等教育法明确规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”在高等教育中，高等数学教育是以传授数学知识和培养数学思维为宗旨，是整个高等教育不可或缺的部分，而在高等数学教育中，如何利用高等数学、线性代数、概率论与数理统计等数学类课程作为载体，促进大学生自主学习能力的提高，从而达到综合素质的全面发展，是每个任课教师应积极思考的问题，也是我们课题组近几年一直研究的问题。

近几年，大学生创新活动在国内外高校开展得如火如荼，如何将各高等数学类教学与各种大学生创新活动相结合，将创新活动中的数学思想和方法融入各高等数学类课程教学，激发学生自主学习的热情，培养学生自主学习的能力，扎实数学基础，并提高学生运用所学到的数学知识解决实际问题的能力，是我们必须要考虑的，并且迫在眉睫。

一、与数学相关的国内外创新活动

大学生创新活动的形式主要有以下三部分：各種大学生竞赛活动，大学生创新创业训练计划项目以及大学本科生参与科研项目。

各种大学生竞赛活动中与数学课程相关的有大学生高等数学竞赛、大学生数学建模竞赛等，省级竞赛和全国竞赛每年各举行一次。我校通过校内、省内选拔，每年有大批学生参加这两类竞赛，并且成绩显著。2017年和2018年我校还组织学生参加了美国数学建模竞赛，均取得了良好成绩。

大学生创新创业训练计划项目分国家级、省级和校级三个层次，在我校近几年立项的项目中有近15%的项目需要用数学类知识解决，或用数学知识作为评价工具。除长春理工大学校级以上的训练项目外，各个院系部门也都有适合大学生的创新项目，如就业指导中心每年会立项班级创新项目，各个实验室每年会吸收一些优秀的大学生。以数学创新与实践实验教学中心为例，2017年共有11个数学类创新实验项目立项，参与学生人数超过60人。

近几年，我国本科生参与科研的积极性越来越高，特别是参与教师科研的本科生逐年增多。

实践表明，参与竞赛、大创项目和科研的本科生自主学习的主动性大大增强，进步巨大，效果极其显著。

这几种形式的活动在国外各高校也一直存在，特别是大学本科生参与科研，如麻省理工学院的UROP计划、加州大学伯克利分校的URAP计划，各高校暑期REU项目等。许多大学还鼓励学生进行主导型项目研究，如加州大学伯克利分校的“校长本科生研究奖学金”，主要资助优秀本科生在教师指导下从事原创性的研究工作。与数学相关的项目有很多，如REU项目中，芝加哥大学数学学院、佐治亚理工学院数学系近几年在全球范围内招收优秀的大二、大三学生参与包括代数、几何、分析以及各种交叉学科的研究。

除此之外，国内外各高校的暑期活动也是提升大学本科生自主学习和科研能力的很好平台。如国外各高校的暑期REU项目，国内各高校针对本科生开展的各种暑研和暑期学习，特别是数学类暑期活动，国内“985院校”几乎每年举行。

二、创新活动与教学间的关系研究

关于各类创新活动与教学之间的关系，近几年国内外都有广泛的研究。刘冬梅、刘唐伟等研究了大学生数学建模竞赛和教学策略的关系，张再云、冯道明、李冬梅等研究了大学生数学建模竞赛和学生创新能力之间的关系，他们主要从教师教的角度考虑学生能力的培养。赵世杰、张恭孝等着重于地方高校讨论了大学生创新创业教育的发展。

关于大学本科生参与科研，李书华通过国内外大学生科技创新活动的比较，讨论了我国大学生科技创新活动的长效机制，郭卉等研究了理工科大学生参与科研和创新创业活动之间的关系，王定勇讨论了研究型大学本科生科研能力提升策略，林云对中美大学本科生的科研训练进行了比较。

将大学本科生的各种创新活动与本科课程教学衔接是我们课题组一直关注的问题，特别是在数学教学实践中，如何通过创新活动提升学生的自主学习热情，我们一直在探索与实践。2013年及2017年，课题组成员及部分教师对开设数学类课程的各学院各专业进行了调研，了解了各学院各专业对“高等数学”“概率论与数理统计”“线性代数”等数学类课程的需求，及时修订、调整和更新了课程教学内容，重新修订教学大纲，重新修订的教学大纲分别在2013年9月和2018年9月开始实施。更加突出课程内容的应用性，并与各学院专业需求及创新活动相结合，尽可能地提升学生对数学类课程的学习热情。2017年7月，我们组织了一些感兴趣的本科学生，研究大学生时间管理与学业之间的相关性，他们通过自主学习，设计调查问卷，并通过发放纸质调查和网络调查，借助SPSS和EMOS统计软件，对不同性别、不同地区、不同学校以及不同年级学生的学习能力进行相关性分析，也取得了创新实践活动与自主学习关系的第一手资料，为我们研究创新活动中促进大学生自主学习的混合式教学打下了良好的基础。

三、自主学习的必要性

自主学习是以学生为主体，通过独立分析、探索、实践、质疑、创造等方法实现学习目标。自主学习是倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

2015年是全面深化综合改革的关键之年，教育规划纲要明确要求，2020年基本实现教育现代化。经过新中国60多年、改革开放30多年的不懈努力，我国高等教育发生了巨大变化，取得了举世瞩目的成就。特别是教育规划纲要实施五年以来，我国教育改革发展明显加速，服务经济社会发展的能力大大增强，与国际教育先进水平的差距不断缩小，为基本实现教育现代化奠定了坚实基础。高等数学类课程是各高等学校理、工、经、管、医、农各专业以及文科中的部分专业重要的基础课程，也是数学系主干课程。它包含的内容丰富，理论深刻，与各专业的进一步学习和社会生活都密切相关，应用十分广泛。

为实现当前信息化社会高等教育的教育目标，现在的数学教育已经不再是单纯的理论知识的传授，而是一种涉及智力和非智力因素的综合教育，因此，大学生自主学习能力的培养变得尤为迫切，教师在教学过程中将“教”转变为“导”，从课堂的主导者转变为学生学习的服务者，使学生在主观能动性的驱使下进行自主学习，培养学生自主学习的意识和自主学习的能力是十分必要的。

现代社会的发展越来越需要高校培养基础扎实、知识面宽广的人才，如何实现这一目标，从课程教学层面来讲，需要进行教学改革，与各学科专业知识进行融合，与各类创新活动相结合，提高学生参与的积极性，调动学生自主学习所用的知识，提高学生的知识水平，并将所学知识应用到各类创新活动中。

为了将大学生自主学习与各种创新活动相结合，我们课题组成员及部分教师多次对全校各专业学生进行了调研，了解各专业学生对数学类课程的需求。课题组成员都积极参与指导各种创新活动，包括大学生数学竞赛，大学生数学建模竞赛，大学生创新创业训练计划项目以及大学本科生参与科研项目等，取得了良好成绩。我校于2007年开始组织校内数学建模竞赛，并对选拔队伍进行培训，参加全国数学建模竞赛，连续超过10年都取得了优异的成绩。

近年来，我国高校十分重视大学生科技创新活动的开展，在人才培养模式的改革中进行了理论与实践上的多种探索和研究，在高等数学类课程教学中，结合各类大学生创新活动，激发和培养学生自主学习的能力，形成良好的学习动机，对学生自身能力的发展以及大学人才培养模式的教学改革都有着深远意义。

参考文献：

[1]刘冬梅.大学生数学建模竞赛与教学策略研究[D].山东师范大学，2008.

[2]刘唐伟，熊思灿，乐励华.大学生数学建模竞赛与创新能力培养[J].东华理工大学学报（社会科学版），2008，27（1）：77-79.

[3]张再云，丁卫平，萧振纲，等.数学建模与大学生数学創新能力培养的研究和探索[J].湖南理工学院学报（自然科学报），2015（2）：85-87.

[4]冯道明.数学建模比赛培养大学生数学创新能力的措施探讨[J].工程技术研究，2016（6）.

[5]李冬梅，陈东彦，刘凤秋.依托数学建模课程教学培养大学生创新能力的实践[J].黑龙江教育（理论与实践），2017（3）：1-2.

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[11]林云.中美大学本科生科研训练的比较及启示[J].当代教育实践与教学研究，2016（11）：234.

编辑 冯永霞