基于创新能力培养的高校数学课程教学模式改革探析

于荣娟　祝鹏

摘要：大众创业、万众创新的时代，高等教育的核心任务是培养学生的创新意识和提升学生的创新能力。数学课程是计算机类专业重要的核心基础课程，在培养创新型人才方面能够起到积极的作用。首先分析了创新能力培养与数学课程的关系，解析了当前高校数学课程教学存在的问题，调研了计算机类企业对人才创新能力方面的要求，提出了以创新能力提升为导向的数学课程改革措施，取得了不错的实施成效。

关键词：创新能力;数学课程;教学改革;计算机类专业

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）04-0154-03

Abstract：In the era of mass entrepreneurship and innovation， the core task of higher education is to cultivate students' innovative consciousness and enhance their innovative ability. Mathematics course is an important core basic course of computer specialty， which plays a positive role in cultivating innovative talents. This paper analyzes the relationship between the cultivation of innovation ability and mathematics curriculum， analyzes the problems existing in the teaching of mathematics course in Higher Vocational Colleges， investigates the requirements of computer enterprises for talents' innovative ability， and puts forward the measures of mathematics curriculum reform guided by the promotion of innovation ability， which achieved good results.

Keywords：Innovation Ability;Mathematics Curriculum; Teaching Reform; Computer Specialties

近年来国家十分重视各行业人才及其创新能力的培养，陆续出台许多政策。《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020）》提出“服务发展、人才优先，以用为本、创新机制，高端引领、整体开发”的人才发展指导观;《关于深化人才发展体制机制改革的意见》（2016年）提出了“以突出经济社会发展为导向，探索建立以创新创业为导向的人才培养机制”;《国家教育事业发展“十三五”规划》（2017年）提出“以人才供给和高校创新能力提升为目的，使我国创新型、复合型、应用型和技术技能型人才培养比例显著提高”。

1创新能力培养与数学课程的关系

个人的创新能力高低取决于其基本素质，在心理学上，人的基本素质分为智力素质和非智力能力。大学生创新能力分为创新思维能力、非智力因素、创新实践能力。总的来说大学生创新能力分为知识、逻辑思维能力（抽象思维能力）、非逻辑思维能力、兴趣爱好、抗挫折能力、自信心与好强心、心理自我调节能力、求知能力、综合分析能力、研究实验能力、团队合作能力、写作能力、表达能力、沟通能力、分析和解决问题的能力、实践能力等。

数学教学中实施创新教育，是数学教学的重要内容和任务，数学以其独特的思维方式反映研究对象的本质属性，具有抽象性、精确性和广泛的应用性等特点，尤其抽象思维是培养创造力的重要基础，因此开设数学公共基础课程对于提高工科研究生创新能力具有重要作用;有学者发现数学建模对培养创新人才具有很大的作用，可以提高实践能力、创新能力和科学素质[1]。总的来说，高校数学课程对大学生逻辑思维能力、分析问题、解决问题、表达能力都有所培养，构建适合高校大学生的数学课程教学模式对培养大学生创新能力有一定的作用。

2目前高校數学课程教学存在的问题

2.1教学模式陈旧，教学理念落后

现有计算机类专业数学课程的教学模式以教师为课堂中心对全部教学资源进行规划配置，围绕教师讲、学生听、课上学、课下练的模式展开，以理论讲授为主要形式，未与专业结合开展实验教学，部分学生参与大学生数学建模竞赛、数据挖掘竞赛等课外活动，通过解析问题、编程实现、调试验证等流程得到了工程技术能力的锻炼，但受限于学生参与数量的广度和深度，大部分学生专业数学思维能力得不到培养，主动学习的积极性得不到弘扬，不利于学生潜力的挖掘[2]。

2.2教学内容针对性欠缺，与计算机专业契合度不高

目前，计算机类专业开设的数学课程主要有高等数学、线性代数、概率论与数理统计、离散数学，涉及的理论知识领域较为广泛，课程的教学标准围绕概念认知、定理推导、公式应用等方面制定[3]，教师将较多的资源投入到学生解答能力的培养，忽视了与计算机专业工程技术能力培养的结合，学完课堂知识后，不明确所学数学知识在本专业的应用领域，渐渐失去了学习的兴趣，部分同学甚至出现了“数学无用论”，这些都极大限制了学生计算思维能力的挖掘与提升。

2.3学情差异明显，不能适配学生个性化学习需求

当前，计算机类专业数学课程的授课对象存在职高和普高学生并存、学历层次上存在本科和专科并存的问题，一般职高生的数学基础弱于普高生，在概念定理的识记、运用、逻辑思维等方面存在不足，其数学知识学习的诉求弱于普高学生，同时随着近年来考研热的兴起，一部分本科层次的学生也将考研作为自己的大学生活目标，数学是计算机专业考研重要课程，此部分学生期望教师在授课内容、难度和深度方面有所增强。上述这些诉求和期冀在现行教育模式下无法匹配，学生的精准学习需求得不到满足和对接。

2.4考核评价标准单一，过于注重结果考核

现有课程考核方式以理论试卷为主要形式，缺少对实践应用能力的关注，与专业深度结合的缺少导致学生学习本类课程的目标是获得对应学分，因此学习的方法以传统的题海战术为主，没有养成举一反三、触类旁通的能力[4]，以数学课程为载体的专业创新更无从谈起。

3计算机类用人单位对创新能力的要求

通过网络调查和现场调研结合的形式，对34家计算机类企业100余名从业人员开展了问卷调查，调查对象岗位涉及管理类、技术研发类、技术服务类、人力资源类及其他岗位，公司以成立5-10年的中小企业和初创企业为主，符合高职高专学生的就业企业特点，所在区域以区内的呼包和区外的北京、上海经济发达地区为主，符合计算机近几年的就业情况，主要技术方向包括软件技术（以软件开发、软件测试为主）、硬件技术（以硬件开发、硬件设计及硬件测试为主）、网络技术（以网络组建、网络运维为主）、图像图像、IT新技术（以云计算、大数据、物联网为主）以及相关技术服务类岗位。

通过调研，可以得出以下结论：一是职业技能方面。企业最看重的职业技能包括团队合作意识、独立解决问题的能力、持续学习的能力、职业道德和责任心、沟通能力，其中独立解决问题的能力和持续学习的能力与数学课程紧密相关，数学核心素养是使学生具备数学特征的关键性能力和人格品质，具备解决问题的策略，发展学生数学地思考问题的能力，包括数学表征与变换能力、交流表达能力、推理能力和问题解决能力四个维度。二是专业技能方面。以软件编程语言、计算机应用能力和网站设计、网络应用能力及数据开发能力为主，这些专业技能与数学的相关性较强，认同较强的占比67.65%以上，这在新IT技术的企业调查过程中体现得尤为明显，另一方面，计算机毕业生目前普遍缺乏与企业匹配的专业技能与实践能力、分析解决问题的能力、创新和创造能力等，上述与数学课程的相关性较强，也充分验证了开展教学改革的必要性。三是IT企业对数学课程相关观点。被调研企业中，基本认可开设的数学课程的重要性，尤其是随着人类从IT时代进入DT时代，各行各业每日产生的海量数据对高校基础类课程的教学提出了更高的要求，常规的基于数学的计算机语言等基础课程教学模式不能胜任时代发展的需求。在大数据和人工智能的时代背景下，教学模式需要适当的调整。这既给计算机类专业的人才培养带来了新的机遇，但同时也带来了新的挑战。计算机语言相关课程作为利用数学知识解决实际问题的重要手段，如何高标准高质量完成相关课程的教学，适应时代发展对人才的新需求，是非常值得探讨的课题。

4基于创新能力培养的高校数学课程教学模式改革及实践

高职教育以培养应用型、技能型人才为己任，因此教育的核心理念是帮助学生养成良好的职业行为习惯，不断提升职业能力和职业素养，课程改革与建设也必须遵循这一准则。高校数学课程整体改革的思路为：构建创新能力提升的培养导向，以计算机行业发展趋势和企业人才需求为指引，以学生为中心，以养成计算思维方法为重点，以基础构建、专业结合、理实一体、线上线下混合教学为方法，以整合企业实际项目案例、专业教学资源为途径，持续优化课程内容体系，调动学生学习的积极性和主动性，不断提升课堂教学质量和成效。

4.1以用人单位需求为导向，优化课程教学内容

高职学校开展数学教育的前提和先导是设计符合应用需求的课程目标，而目标的确立必须依托行业发展和用人单位人才需求，同时结合国家对高职人才的定位、学生的学情。计算机类专业的数学教育，培养的不是解题高手，而是学生的思维能力和数学应用能力。学习完该门课程后，学生能够将生活或学习中的实际问题应用数学知识进行运算、处理，这就要求对现有的教学内容结合专业进行重构，根据学生的层次差异、专业培养侧重进行内容的取舍和调整。如讲解常微分方程时，针对网络工程专业的同学可以穿插介绍其在网络安全领域的应用，针对计算机系统与维护专业的同学可以讲解其在电路分析中的应用;讲解积分时，针对信息管理与信息系统专业的同学可以着重讲解其在互信息量方面的应用等。结合专业场景讲解数学知识，增强课程趣味性的同时提升实用性，为进一步与专业对接，除传统的理论教学外，可以加入实验教学，如数学的编程实践，充分发挥MATLAB编程语言的优势[5]，依托企业实际项目案例，把日常的实际问题简化处理，让不同层次的同学找准自己的位置。

4.2以學生为中心，实施立德树人视域下的课程思政

将以学生为中心的教育理念贯穿到课堂教学过程中的各个环节。转变授课教师思想观念、育人理念，将教导变为引导，将学生被动接受学习变为主动能动学习，着力推进以计算机类专业为引领的应用技能型人才培育，树立以立德树人为根本，以创新改革为动力的建设思路，围绕提高课堂质量和教学成效的核心任务，组织教师发掘课堂中的思政元素，并潜移默化的融入数学课程教学内容中。例如以中美芯片战为切入点，引导学生明确只有基础科学研究的强大才能锻造工业的强大，强化学生重视基础学科的学习。

4.3以提高教学质量为核心，采取混合式教学方法

依据学生学情，针对不同的知识采用不同的教学方法，提高课堂教学有效性。在授课过程中，针对学生学习过程中存在的痛点，采取问题导向法、思维导图、演练结合等多种教学方法，提高学生学习的质量，达到提升教学质量的作用。

4.4线上与线下教学结合，构建混合式教学模式，完善考核评价

现有数学课堂对教学信息化的重视程度不足，导致学生学习的惰性比较明显。采用线上与线下结合的授课方式，线下教学以渐进式的理论讲授为主，重知识传授，线上教学以学习效果检测和自学能力培育为主，重技能培养，符合计算机行业知识更新迭代快的行业特点和“互联网+”时代教育碎片化的特点。通过将概念、定理等理论学习知识进行渐进式重构，降低学生知识内化的难度，同时通过线上教学的布置作业、随堂测验、学习讨论等模块的应用，更好的检测学生学习的成效，可以针对易错知识点、重难点进行针对性的讲解，助力个性化教学。将线上学生课堂的参与情况纳入考核评价体系，改变传统考核重结果轻过程的弊端，进一步发挥学生学习的能动性。

混合式教学模式的改革，对教师教学设计能力的要求相对更高，同时教师要具备一定的教学资源平台建设能力。为解决上述问题，一方面组织教师参加相关技能培训，提升教育教学水平和专业技术水平;另一方面，以数学建模、数据分析挖掘等竞赛为依托，开展数学课授课教师和计算机专业课教师的知识互通、技能互助，最终实现育人的全过程协同。

4.5课上与课下联动，搭建形式多样的第二课堂

整合第一课堂知识传授和第二课堂实践引领的优势，打造多元课堂联动育人的教学模式。第一课堂注重计算思维培育，旨在帮学生建构与专业结合的知识体系;第二课堂注重创新思维和能力的培育，以数学建模、数据分析/挖掘等竞赛为依托，以赛促学、以赛促练，同时以兴趣为导向建立数学应用小组，组织参加科技创新活动，鼓励申报一生一品项目，在真实专业应用场景中体验数学的魅力、坚定学习的信心。

5總结

面对云计算、大数据、物联网、区块链等新信息处理技术的广泛应用和新兴业态的不断涌现，计算机行业的人才需求也在逐步改变，数学类课程作为高职计算机类专业的核心基础课，在传承课程知识体系的同时，教学上更要注重计算思维能力和创新能力的培养。基于创新能力培养的高校数学课程教学模式改革，以行业企业需求为培养导向，以学生的职业能力和创新能力为培养侧重，以基础构建、专业结合、理实一体、线上线下混合教学为培养方法，以整合企业实际项目案例、专业教学资源为培养途径，一定程度上挖掘了学生学习的潜力、激发了学习的兴趣，推动了计算机类专业学生创新能力的培养，为后续相关课程的教学实施打下了坚实的知识基础。

参考文献：

[1] 王苏华.以创新能力培养为导向的大学数学课程教学改革探索与实践[J].科教文汇（中旬刊），2020（7）：68-70+97.

[2] 张玉红，潘海军.浅谈数学教学中培养学生的创新能力[J].才智，2016（12）：37.

[3] 许碧欢，张迎周，陈蕾.“卓越计划”背景下“高等数学”教学改革探索——以计算机科学与技术专业为例[J].教育与教学研究，2016，30（5）：87-95.

[4] 王宁，王顺晔.计算机类专业《离散数学》教学实践与心得[J].电脑知识与技术，2019，15（24）：162-163.

[5] 谢海斌，马荣荣，王郎.基于MATLAB的数学实验探究型课程教学设计研究[J].教育现代化，2017，4（35）：144-145+154.

【通联编辑：王力】