基于实践创新能力培养的数学专业课程改革探索

于浍 胡军 武志辉 陈才 张红旭

摘  要：以实践创新能力培养为导向，该文从课程整体设计、课程建设目标、课程教学模式、课程教学评价四个方面入手，探索“四位一体”数学专业课改革路径，以期在满足社会需求、培养特色和目标定位的前提下，确保实践创新能力培养工作能在不断摸索、总结和完善中持续进行。

关键词：实践创新能力培养；四位一体；课程改革；数学专业课程；课程建设

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）25-0125-04

Abstract： Guided by the cultivation of practical innovation ability， the aim of this paper is to explorethe reform path of "four in one "mathematics professional course fromfour aspects， which include the overall curriculum design， curriculum construction objectives， curriculum teaching mode and curriculum teaching evaluation. It expects that the cultivation of practical innovation ability can be explored， summarized and improved successively on the premise of meeting the social needs， training characteristics and goal orientation.

Keywords： cultivation of practical innovation ability; four in one; curriculum reform; Mathematics major courses; course construction

为适应社会经济发展对高级专业技术人员需求的快速增长，2019年，《教育部关于深化本科教育教学改革 全面提高人才培养质量的意见》（以下简称《意见》）中指出，要推动科研反哺教学、深化创新创业教育改革，以提高学生创新和实践能力[1]。《意见》深化了本科教育教学改革，为大学生实践创新能力的培养指明了前进方向。2021年，国务院印发了《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》（以下简称《纲要》），明确指出要激发青少年好奇心和想象力，增强科学兴趣、创新意识和创新能力[2]。高校是培养实践创新人才的基地和摇篮，着重探索形成国家主导、行业指导、社会参与的人才培养发展规划。因此，实践创新能力培养已成为高校大学生培养模式改革的重点内容，也是高校教师提升课程实践育人能力的首要问题。

实践创新能力的培养要以良好的知识储备和创新素质为基础，其离不开良好的数学基础、创新的数学思维。为此，本校为数学专业学生开设了多门实践课程，包括工程训练、课程设计、技能训练、科研训练、综合实践、课外科技活动及毕业设计等，主要目的是通过这些课程进一步加强培养学生的数学理论基础，同时加强培养学生在工程实际中应用数学知识创新性地解决问题的能力。实践创新能力培养，其优势在于更注重学习的创新性、独立性、应用性，其劣势则在于纯理科的培养数学思维与数学能力的课程，其课程实践环节相对薄弱。因此，充分挖掘提炼数学专业课程教學体系中所蕴含的实践创新能力培养内涵，以知识传授、能力提升、价值塑造为引领，立足学生实践创新能力培养，探索“课程-思政-课堂-评价”四位一体数学专业课教学改革方案，在满足社会需求、培养特色和目标定位的前提下，确保实践创新能力培养工作能在不断摸索、总结和完善中持续进行。

一  文献综述

关于实践创新能力的培养问题，学者们的关注角度多样，有的从不同学科专业、层次类别和区域进行研究，有的从实践创新能力内涵的挖掘进行研究，还有的从培养环节进行研究。通过梳理不同研究者的研究角度、思路和成果发现，学者们在提出建设方案时一般都会在内涵挖掘、总体设计、实施路径和保障机制等一个或多个方面展开。

（一）  关于实践创新能力培养的内涵研究

为深入贯彻全国教育大会精神和《中国教育现代化2035》，国家教育部高度重视高校大学生实践能力和创业能力培养工作，先后印发了《意见》《纲要》等重要文件，明确提出要以社会需求为导向的人才培养模式育人。“实践创新能力”的提出正是基于此背景，成为教育界理论热点和重要实践课题之一。2017年，王志堂[3]提出实践创新能力是创新精神和实践能力有机结合的现实表现，是创新意识与创新精神、创新与创造、实践能力与创新能力等多个概念在新时期高等教育理论上的重构与发展。接着，赵建华等[4]认为实践创新能力是学生实践能力达到高级阶段的集中表现。2021年，孟兆娟等[5]则提出实践创新能力是有别于实践能力和创新能力的，其实质是学生利用所学的专业理论知识，在生产实践中提出具有首创性的新技术、新方法或者将理论成果创新性地应用于实践，实现其应用价值的一种能力。此概念的提出为课程实践创新能力培养价值目标的确定指明了方向与思路。可以说，深度挖掘实践创新能力培养的内涵，是推进落实创新人才培养的前提条件。

（二）  关于实践创新能力培养的实施路径研究

近年来，国内不少学者分别从课堂教学、课外实践、实验教学、管理体制等多角度对不同专业学生的实践创新能力培养进行研究。例如，田为龙[6]论述了实验教学与学生实践创新能力培养之间的关系。针对实践创新能力培养实施路径研究，张仕斌等[7-8]以产教融合理念为指导，构建了工程实践能力培养体系。邸明伟等[9-10]主张采用双导师制践行研究生实践创新能力培养，即校内导师为主、校外企业导师为辅助参与实践指导，协同推进研究生培养。此外，刘桂礼等[11]提出可通过鼓励学生参加各类学科竞赛、加强实践基地建设等提高学生的实践和创新能力。

（三）  关于实践创新能力培养的保障制度研究

创新能力培养保障体系的内涵是提升学生教育质量，同时也是社会经济发展和教育综合改革的必然要求。2017年，郑盟[12]探讨了构建以政府职能部门为主导、教育管理部门承上启下、人才培养单位为核心、导师为直接责任者、学生为直接受益者和社会力量提供外部支持的、和谐的创新能力培养体系。李立清等[13]从国家政策、学院制度、资金筹集、文化建设等方面提出了创新能力培养的运行保障机制。在国家政策支持的基础上，贺硕怡[14]还认为学校需要在人才培养过程中发挥创新团队建设应起到的保障作用。刘宏波等[15]指出，社会需求和专业培养管理制度为学生实践创新能力培养提供了一定的保障。这些具有通用性的保障制度为数学专业课程实践创新能力建设积累了宝贵经验，但是关于课程持续优化方面的保障策略还鲜有探讨。作为支撑国家创新发展战略的基础学科，持续完善创新能力建设工作是培育时代新人的与时俱进要求。

目前研究中，从某一门理论课程入手，探讨从培养学生实践创新能力的角度实施课程综合改革的相关研究不多，特别是针对理论性、基础性更强的数学专业课程的教学改革研究更少。究其原因，一是数学专业课程理论性强，相关知识在工程实践中的直接应用案例不是很多；二是在数学课堂中增加“工程实践”内容及相应的实践环节难度较大，对授课教师提出了挑战性的要求。如何结合数学专业特点，探讨基于实践创新能力培养的数学类课程的教学改革，建设新型的数学专业课程是本文研究的重点任务。同时，紧跟人才培养目标，找到符合课程改革要求的实施办法又是落实创新能力培养的关键。

二  数学专业课教学改革路径

（一）  变革课程整体设计，建设创新人才培养课程，推动课程教学的实践创新

课程体系的变革是推动教学改革之本，为了构建创新型应用型人才培养课程体系，需注意以下方面。①课程内容选择要突出应用性。数学专业课程的内容要淡化抽象的数学理论，突出有实际背景的数学方法及其应用过程。②课程内容讲授要突出问题导向性。与传统的从理论到理论、从方法到方法的讲授方式相比，数学课程内容的讲授应以实际问题为导向，以解决问题为目标，遵循“从实际问题到数学方法再回到问题解决”的授课脉络。③课程整合有必要突出数学实验环节。数学实验是对课程理论作出的科学验证，是践行实践创新能力培养的必要环节。为了满足教学需求，打破数学专业课程之间的界限，将内容相近或有联系的部分有机整合，形成一次综合实践活动，发挥实验教学的最大功效。④课程教学方法突出多种方法交叉融合。理论课堂教学侧重选用利于思维能力和学习能力培养的推进启发式、引导式、探究式等教学方法；应用实践教学侧重选用培养专业实践技能的演示法、案例法、练习法等教学方法。⑤课程教学手段突出多种手段融合运用。传统黑板、多媒体以及新媒体教学手段的有机结合，可以做到优势互补，丰富授课内容，实现知识与人交流、语言与心灵交流。

（二）  变革课程建设目标，开展课程思政示范建设，发挥课程教学的育人功能

将德育融入课程建设，开展课程思政，明确课程思政建设目标，充分发挥课程教学的育人功能[16]，其实施路径为以下几点。①依托课程组教师集体备课。联合支部学习，深挖知识点与思政教育的切合点、闪光点。②依托如数学经纬网、数学科普与学习等网络公众号，从数学发展史和数学家故事出发，激励学生传承不懈奋斗、勇于挑战、攻坚克难的大珩精神。③依托課程实际应用背景、研究现状与前沿问题的讲授，引导学生抓住国家快速发展的战略机遇，将个人的价值体现融入国家发展建设，走科技兴国道路，树立并坚定远大的理想，努力把爱国情怀转化成为国家科技发展奉献力量的行动。④依托学生对国内外最新研究成果的跟踪学习，使学生了解前沿科学问题及处理方法，立足专业基础理论，提高科研创新能力。

（三）  变革课程教学模式，搭建多样化教学课堂，提高课程教学的实践创新成效

现代课堂把实践创新能力培养总目标分解，充分发挥各种课堂的职能与优势，通过多课堂联动与开放，实现教学资源的互动与优化组合，打破沉默课堂。①教室为第一课堂。其是学生学习知识的主课堂，由教师与学生共同完成学习过程。②教学平台与互联网为第二课堂。课前，通过教学平台向学生发布学习任务，使其了解课程背景、熟悉实际问题，并要求及时将学习心得通过互联网反馈给教师，根据学生掌握程度因材施教。课后，通过互联网开展学科类科技竞赛、专业类科研实践等，选取竞赛骨干教师、青年教师作为推进实践创新能力培养的建设主体，使学生了解前沿发展、锻炼实际问题的解决能力，为学生学习拓展、研究搭建了开放、互动的全过程交流平台。多课堂之间的合理互动，可实现教学在内容、时空上的延伸，同时促进学生的发展。

（四）  变革课程教学评价，构建多元化评价体系，保障课程教学的提质增效

实施评估主体与评估过程的多元化，激发学生学习动力、挖掘学习潜能、改进学习策略，使其在实践创新能力培养中发挥激励、引导、促进的作用。课程教学评价要以对学生创新能力考核为主，遵循科学性、多元性、开放性、主体性原则。①期末考核中，建立教改与考改联动的机制，从重在对知识掌握程度的终结评价，转向重在对实践创新能力水平的过程性评价与主体评价。②课堂教学评价由理论课评价与实验课评价两部分组成，在传统的对教师教学进行评价的基础上，增加对学生的学习评价，可由学生自我评价和学生间互评来体现。③课外活动评价是通过学科类科技竞赛、专业类科研实践活动（参加科研课题、学术会议等的表现及科研成果的产出）考核学生的实践创新能力。④思想政治评价以学生学习风气、意志品质、学术道德等为评价依据，引导学生树立正确的核心价值观。在实施评价过程中，从关注结果的实效性到关注过程的合理性转变，使学生实现差异化、全方位的发展，从而达到保障课程教学质量的目的。

本文以“知识传授、能力提升、价值塑造”为指引，立足学生实践创新能力培养，分别从课程整体设计、课程目标、课程教学模式及课程教学评价方面，探索“四位一体”数学专业课程教学改革，着重探索形成社会需求主导、教师指导、学生参与的具有“理工特色”教育发展格局，具体研究技术路线如图1所示。

三  教学改革中的关键问题

第一，实践创新能力是数学专业学生培养的重要目标之一。如何在把握数学课程教学规律的基础上，设计出符合创新人才培养目标、符合专业特色与创新的数学课程实践活动，在数学课程教学中把理论知识、专业知识与实践创新结合起来，提高学生独立认识问题、分析问题和解决问题的能力，是落实创新能力培养的关键。

第二，在发挥教育行政管理部门、培养单位、专业教师在实践创新能力培养中的管理作用的同时，多维度能力评价指标体系的建立是课程综合改革的关键。该指标体系应具备可量化性和客观性，使其测量结果更为真实、更便于观察。

第三，数学课程的任课教师都是数学专业出身，如何提升数学教师的创新能力与潜力，引导教师掌握实践创新能力培养的思路与方法，并能够根据自身教学经验与特点进行实践创新与拓展，是保证学生培养质量的关键因素之一。

四  结束语

实践创新能力培养已成为高校大学生培养模式改革的重点内容，也是高校教师提升课程实践育人能力的首要问题。本文以实践创新能力培养为导向，探索了“课程-思政-课堂-评价”四位一体数学专业课教学改革路径，即变革课程整体设计，建设了创新人才培养课程；变革课程建设目标，开展了课程思政示范建设；变革课程教学模式，搭建了多样化教学课堂；变革课程教学评价，构建了多元化评价体系。本文立足实践创新能力培养，将实践训练融入数学课程教学中，通过在实践教学过程中应用课程讲授的数学方法，让学生认识问题，并提出解决问题的创新思路，实现知识与方法的有机融合，使课程建设有抓手；此外，由于学生教育的课程讲授、实践、课外科研活动、科技竞赛等各个环节，实践创新能力培养目标和评价标准是不同的。本文提倡整合数学系列课程，使创新培养分阶段、有层次，并为新时代课程改革提供理论指导和借鉴。

参考文献：

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