摘要:在當(dāng)代知識經(jīng)濟時代,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力顯得尤為重要,高校數(shù)學(xué)教學(xué)作為高等教育的基礎(chǔ)課程,在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與實踐能力方面具有獨特的作用。本文首先闡述了應(yīng)用創(chuàng)新能力在當(dāng)代社會中的重要地位,其次分析了數(shù)學(xué)教學(xué)與應(yīng)用創(chuàng)新能力之間的內(nèi)在聯(lián)系,指出高校數(shù)學(xué)教學(xué)存在的問題與不足,最后提出了構(gòu)建以應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)路徑,并探討了教師的角色定位與專業(yè)發(fā)展需求。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用創(chuàng)新能力;高校數(shù)學(xué)教學(xué);教學(xué)路徑;課程改革;教師發(fā)展
在知識經(jīng)濟時代,創(chuàng)新能力被視為國家競爭力的核心要素,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力的應(yīng)用型人才,已成為當(dāng)代高等教育面臨的重大課題。作為高等教育基礎(chǔ)課程,數(shù)學(xué)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著不可忽視的作用。本文將探討應(yīng)用創(chuàng)新能力在當(dāng)代社會中的重要性,剖析數(shù)學(xué)教學(xué)與應(yīng)用創(chuàng)新能力之間的內(nèi)在聯(lián)系,分析高校數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀,并提出以應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)路徑,最后探討教師的角色定位與專業(yè)發(fā)展需求。
一、應(yīng)用創(chuàng)新能力在當(dāng)代社會的重要性
在知識經(jīng)濟時代,創(chuàng)新已成為推動社會進步和國家發(fā)展的核心動力,一個國家的綜合國力和國際競爭力,越來越取決于其創(chuàng)新能力的高低,因此培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實踐能力的應(yīng)用型人才,成為各國教育界共同關(guān)注的重點。應(yīng)用創(chuàng)新能力是指運用已有知識和技能,解決實際問題的綜合能力,它不僅包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力,還涵蓋分析問題、學(xué)習(xí)新知識、運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。
當(dāng)代社會處于急劇變革之中,面臨許多復(fù)雜的全新問題和挑戰(zhàn),解決這些問題,需要人們具備創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐的綜合能力,培養(yǎng)具備應(yīng)用創(chuàng)新能力的人才,是社會可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求[1]。在知識經(jīng)濟時代,企業(yè)對人才的需求已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變,單純掌握理論知識已經(jīng)不能滿足企業(yè)的需求,企業(yè)更加青睞那些能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識靈活運用于實踐,解決實際問題的應(yīng)用型人才??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開人類的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)具備應(yīng)用創(chuàng)新能力的人才,可以為科技創(chuàng)新提供源源不斷的智力支持,推動科技事業(yè)的持續(xù)進步。應(yīng)用創(chuàng)新能力不僅是一種技能,更是一種綜合素質(zhì),具備這種能力的人,通常具有良好的學(xué)習(xí)能力、溝通能力、協(xié)作能力和獨立思考能力,有利于個人的全面發(fā)展。
二、數(shù)學(xué)教學(xué)與應(yīng)用創(chuàng)新能力的關(guān)系
(一)數(shù)學(xué)知識與實際問題解決能力的聯(lián)系
數(shù)學(xué)知識不僅具有高度的抽象性和邏輯性,同時也與現(xiàn)實生活密切相關(guān),事實上,數(shù)學(xué)是人類認(rèn)識世界、改造世界的重要工具,它為我們提供了描述和理解客觀世界的語言,幫助我們發(fā)現(xiàn)事物之間的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)聯(lián)系。數(shù)學(xué)知識可以應(yīng)用于解決各個領(lǐng)域的實際問題。比如,在工程建設(shè)中,需要運用幾何知識進行測量和設(shè)計;在金融投資中,概率統(tǒng)計知識可以幫助我們評估風(fēng)險和收益;在自然科學(xué)研究中,微積分為我們揭示了事物變化的內(nèi)在規(guī)律??梢哉f,數(shù)學(xué)知識無處不在,貫穿于現(xiàn)實生活的方方面面。
掌握數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思維方法,有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、建立數(shù)學(xué)模型、解決實際問題的能力,具體而言,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)可以鍛煉學(xué)生抽象概括、邏輯推理的能力,學(xué)會用符號語言表達問題,并運用已學(xué)知識建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型,最終得出解題方案,這一過程正是應(yīng)用創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn),即運用所學(xué)知識解決實際問題的綜合能力。
(二)數(shù)學(xué)思維對創(chuàng)新思維的促進作用
數(shù)學(xué)思維要求嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、有條理,培養(yǎng)了學(xué)生謹(jǐn)慎求證、不肯循規(guī)蹈矩的好奇心理和求知欲望,這是創(chuàng)新思維的前提和基礎(chǔ);數(shù)學(xué)思維強調(diào)抽象概括能力,學(xué)會抽象地思考問題的本質(zhì),擺脫具體事物的制約,這有利于學(xué)生形成創(chuàng)造性思維[2]。數(shù)學(xué)思維過程是一個邏輯推理的過程,需要運用歸納、類比、演繹等方法,形成一種科學(xué)的思維邏輯,而創(chuàng)新思維也需要遵循一定的邏輯,將分散的思想連接起來,最終形成新的見解,可以說數(shù)學(xué)思維為創(chuàng)新思維提供了邏輯支撐。
數(shù)學(xué)活動本身就蘊含著創(chuàng)造性,解決新的數(shù)學(xué)問題往往需要新的思路和方法,需要打破常規(guī)思維定式,這正是創(chuàng)新思維所需要的非常規(guī)性思維方式,通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和實踐,學(xué)生可以逐步培養(yǎng)出創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識,形成創(chuàng)新思維習(xí)慣。
(三)應(yīng)用型人才的需求分析
隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才已經(jīng)成為當(dāng)代高等教育的迫切需求。應(yīng)用型人才需要扎實的專業(yè)理論知識作為基礎(chǔ),理論知識是認(rèn)識世界和解決問題的前提,缺乏專業(yè)理論知識就無法真正理解并掌握所從事領(lǐng)域的本質(zhì)規(guī)律。同時理論知識還為應(yīng)用型人才提供了思考問題和解決問題的基本方法和工具。
應(yīng)用型人才更需要具備將理論知識靈活運用于實踐的能力,單有理論知識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,關(guān)鍵是要學(xué)會如何將所學(xué)知識應(yīng)用于分析和解決實際問題,因此,應(yīng)用型人才必須掌握知識遷移的技能,善于在不同的實踐場景中運用所學(xué)知識[3]。應(yīng)用型人才需要具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,在當(dāng)今日新月異的時代,單一的理論知識和應(yīng)用技能已經(jīng)不足以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。真正的應(yīng)用型人才,應(yīng)當(dāng)具備創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力,勇于挑戰(zhàn)常規(guī),追求創(chuàng)新突破。應(yīng)用型人才還需要具備良好的綜合素質(zhì),這包括溝通協(xié)作能力、獨立思考能力、自我學(xué)習(xí)能力等,有利于在復(fù)雜的工作環(huán)境中游刃有余。作為基礎(chǔ)學(xué)科,數(shù)學(xué)在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力方面發(fā)揮著重要作用。
三、高校數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析
(一)教學(xué)內(nèi)容的傳統(tǒng)性與理論性
長期以來,高校數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容偏重于傳統(tǒng)的理論知識,缺乏與實際應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容,教材設(shè)置陳舊,難以體現(xiàn)數(shù)學(xué)在解決現(xiàn)實問題中的應(yīng)用價值,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)動機不足,難以培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新意識。
(二)教學(xué)方法的單一性
高校數(shù)學(xué)教學(xué)普遍采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式,教師在課堂上理論講解占主導(dǎo)地位,缺乏師生互動和探究式教學(xué)環(huán)節(jié),難以激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識。
(三)學(xué)生學(xué)習(xí)動機與實踐機會的不足
由于教學(xué)內(nèi)容缺乏應(yīng)用導(dǎo)向,教學(xué)方式缺乏互動性,學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的內(nèi)在動機,將數(shù)學(xué)視為死記硬背的難度很大的學(xué)科[4]。同時學(xué)生缺乏將所學(xué)數(shù)學(xué)知識運用于實踐的機會,難以培養(yǎng)解決實際問題的能力。
四、構(gòu)建應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)路徑
(一)整合課程內(nèi)容,強化應(yīng)用導(dǎo)向
高校數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合社會發(fā)展需求和人才培養(yǎng)目標(biāo),對課程內(nèi)容進行全面梳理和重構(gòu),增加數(shù)學(xué)理論與實際應(yīng)用相結(jié)合的內(nèi)容,強化數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用價值。
首先,在課程設(shè)置上,可以增設(shè)一些應(yīng)用導(dǎo)向型的新課程模塊,如數(shù)學(xué)建模、工程數(shù)學(xué)、金融數(shù)學(xué)等,使數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容更加貼近實際,體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識在不同領(lǐng)域的應(yīng)用價值。同時,也可以對傳統(tǒng)課程的內(nèi)容進行整合,減少重復(fù)冗余的理論知識,增加與實際應(yīng)用相關(guān)的案例和實踐環(huán)節(jié)。在教材編寫上,要突出數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用導(dǎo)向。不僅需要系統(tǒng)講解數(shù)學(xué)理論知識,更要注重知識產(chǎn)生的背景和應(yīng)用實例,體現(xiàn)數(shù)學(xué)在解決實際問題中的作用。可以適當(dāng)引入一些典型的應(yīng)用案例,幫助學(xué)生理解抽象理論知識的具體應(yīng)用,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。課程內(nèi)容還可以適當(dāng)增設(shè)一些綜合性、設(shè)計性的實踐環(huán)節(jié),讓學(xué)生親自動手將所學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題[5]。比如,設(shè)置一些項目式學(xué)習(xí)任務(wù),要求學(xué)生根據(jù)給定的實際背景,獨立或團隊合作建立數(shù)學(xué)模型,尋找解決方案。這種探究式的實踐活動,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和應(yīng)用創(chuàng)新能力。
(二)改革教學(xué)方法,提升互動與探究
傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)代教育的需求,高校數(shù)學(xué)教學(xué)亟須改革教學(xué)方法,提高教學(xué)的互動性和探究性,以激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新思維。要加強師生之間的互動,教師不應(yīng)再扮演單純的知識灌輸者,而應(yīng)成為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進者。在課堂上,教師可以適當(dāng)采用提問式、討論式等互動教學(xué)方式,鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑、積極思考,培養(yǎng)獨立思考能力。同時教師也要主動傾聽學(xué)生的想法和疑問,及時給予反饋和解答,引導(dǎo)學(xué)生深入思考。
加強生生之間的互動與協(xié)作除了單向的師生互動,還要注重培養(yǎng)學(xué)生之間的互動能力。教師可以在課堂上開展小組討論、頭腦風(fēng)暴等互動環(huán)節(jié),讓學(xué)生相互交流思路,集思廣益。另外也可以安排一些團隊項目實踐,要求學(xué)生分工協(xié)作,鍛煉溝通協(xié)調(diào)能力。大力引入探究式教學(xué)方法。傳統(tǒng)教學(xué)過于注重結(jié)論輸出,缺乏探究發(fā)現(xiàn)的過程,而探究式教學(xué)則能夠讓學(xué)生親身體驗到解決問題的全過程,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合能力,教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)富有啟發(fā)性的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生自主探究,最終得出結(jié)論。
(三)增強實踐環(huán)節(jié),搭建創(chuàng)新平臺
實踐是培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高校數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)造更多的實踐機會,搭建創(chuàng)新平臺,讓學(xué)生將所學(xué)數(shù)學(xué)知識運用于解決實際問題中,提高應(yīng)用和創(chuàng)新能力??梢栽谡n程設(shè)置中增加一些實踐性環(huán)節(jié),將數(shù)學(xué)理論知識與生產(chǎn)實踐、社會實踐相結(jié)合,比如,安排學(xué)生到工廠、企業(yè)進行實地參觀和實習(xí),了解數(shù)學(xué)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用;或者組織學(xué)生開展社會調(diào)查,運用概率統(tǒng)計知識分析社會現(xiàn)象。此外還可以鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目,將所學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于具體的研究課題中。高校可以積極組建各種創(chuàng)新實踐平臺,如數(shù)學(xué)建模競賽、數(shù)學(xué)實驗室、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地等,為學(xué)生提供鍛煉應(yīng)用創(chuàng)新能力的機會[6]。數(shù)學(xué)建模競賽要求學(xué)生針對一個實際問題,獨立建立數(shù)學(xué)模型并給出解決方案,可以全面鍛煉學(xué)生的分析問題、建模求解、創(chuàng)新思維等綜合能力;數(shù)學(xué)實驗室則為學(xué)生提供了動手實踐的場所,可以開展一些有趣的數(shù)學(xué)實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地則為學(xué)生提供更加開放和自由的創(chuàng)新空間。
高校還應(yīng)與企業(yè)、科研機構(gòu)廣泛開展合作,為學(xué)生提供實習(xí)、見習(xí)的機會,讓學(xué)生真正將所學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題中。在企業(yè)的工作環(huán)境中,學(xué)生可以親身體會數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用價值,并在實踐中發(fā)現(xiàn)新的問題,激發(fā)創(chuàng)新思維,增強應(yīng)用創(chuàng)新能力。
(四)優(yōu)化評價機制,激勵創(chuàng)新精神
評價機制對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和創(chuàng)新意識至關(guān)重要,傳統(tǒng)的評價模式過于注重對理論知識的考查,忽視了學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力,因此亟須進行優(yōu)化改革。高校數(shù)學(xué)課程的評價體系應(yīng)當(dāng)兼顧學(xué)生對理論知識的掌握程度,以及運用所學(xué)知識分析問題和解決實際問題的能力,理論知識仍然是基礎(chǔ),但更應(yīng)重視考查學(xué)生將知識與實踐相結(jié)合的綜合能力。可以在平時和期末考核中,設(shè)置一些實踐性、探究性的題目,考查學(xué)生的建模分析、創(chuàng)新思維等方面的表現(xiàn)。評價體系還應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐等方面的表現(xiàn),可以將學(xué)生參與實踐活動的情況、創(chuàng)新設(shè)計作品等納入平時評價的范圍。同時,也可以鼓勵學(xué)生積極參加各類創(chuàng)新實踐大賽,將獲獎情況計入最終的評價分?jǐn)?shù)中。
在總評分?jǐn)?shù)中適當(dāng)增加平時分、實踐分的比重,引導(dǎo)學(xué)生重視平時的實踐環(huán)節(jié)。例如,期末閉卷考試分?jǐn)?shù)可以占60%,平時分占30%,其他實踐活動分占10%,這種評分機制能夠調(diào)動學(xué)生的積極性,督促他們勤于動手,從而激勵創(chuàng)新精神。高校還應(yīng)當(dāng)建立一套科學(xué)的過程性評價機制,不僅重視最終的結(jié)果評價,更要關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新實踐的全過程表現(xiàn),對創(chuàng)新探索的勇氣和過程中的思辨給予積極肯定和鼓勵,真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
五、教師角色與專業(yè)發(fā)展
教師在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的過程中扮演著關(guān)鍵的角色,同時,這一新的教育理念和實踐要求也對教師的專業(yè)發(fā)展提出了新的需求。在應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)實踐中,教師需要將系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論知識傳授給學(xué)生,為學(xué)生的創(chuàng)新實踐奠定堅實的知識基礎(chǔ)。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生積極主動地思考、探究和發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,而不僅僅是簡單的知識傳遞,與此同時,教師需要為學(xué)生設(shè)計富有挑戰(zhàn)性的實踐項目,并對學(xué)生的實踐過程給予有效指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。在創(chuàng)新實踐的過程中,教師與學(xué)生是平等的伙伴關(guān)系,教師需要與學(xué)生一起思考、探索和發(fā)現(xiàn),共同提升創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
結(jié)語
培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力,是當(dāng)代高等教育面臨的重大挑戰(zhàn)。作為高等教育的基礎(chǔ)課程,數(shù)學(xué)教學(xué)與應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在內(nèi)在的密切關(guān)聯(lián)。高校數(shù)學(xué)教學(xué)需要針對現(xiàn)狀中存在的不足,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)和評價體系等方面進行系統(tǒng)改革,構(gòu)建以應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的新型教學(xué)路徑。與此同時,教師在這一過程中也需要發(fā)揮多重角色,不斷提升自身的專業(yè)技能,拓展職業(yè)發(fā)展路徑,與學(xué)生共同成長。只有教育理念、課程內(nèi)容、教學(xué)方法和教師師資緊密協(xié)調(diào)、相互配合,才能為培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才奠定堅實基礎(chǔ)。
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作者簡介:李英強(1987—),男,漢族,河南信陽人,碩士研究生,助教,主要研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用;王帥坤(1995—),男,漢族,河南濮陽人,碩士研究生,助教,主要從事圖像處理方面的研究。