摘要： 在对目前理工类大学生数学素质与创新能力培养的现状及存在问题分析的基础上，提出了理工类大学生数学素质培养六要素和创新能力培养四环节的理工类大学数学教学模式及今后进一步深化理工类大学数学教学改革的思路。
Abstract: Based on analyzing the current situation and problems of mathematics quality and innovation ability training of science and engineering college students, we propose the mathematics teaching model for science and engineering college students, which is the six elements of mathematical quality education and four sections of innovation ability, and advance the reform thought for deepening mathematics teaching in future.
关键词： 数学素质；创新能力；改革与实践
Key words: mathematics quality；innovation ability；reform and practice
中图分类号：G647文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）11-0195-02
0 引言
高校理工类大学生是国家科技发展的主力军，大学生的创新能力决定了国家科技创新能力，大学生的数学素质高低对高校理工类大学生的创新能力培养起着十分重要的作用。同时，数学作为高校理工类学生的必修课程，也是硕士研究生入学考试和各类理工类学生应试的必考科目，数学课程的教学效果将直接影响理工类各专业的教学质量和人才培养质量。如何在数学课程的教学与实践中既能让学生掌握基本知识和基本技能，又能使学生的数学素质与创新能力得到培养和提高，是一个值得广大教育工作者深入研究的课题。
1 现状及存在的主要问题
人才培养质量是高等学校的生命线，人才培养质量直接决定了用人单位的兴衰，决定了高校的生存，特别是作为理工类的大学生，将来大多从事科学技术工作，他们的创新能力就决定了一个国家的科技创新能力，而数学科学作为自然科学之母，是所有自然科学发展和创新的基石。因此，近年来许多高校都十分重视数学这门自然科学最基础学科在人才培养中的重要作用，从人力、财力等多个方面对大学数学教育、教学进行了大力的支持，众专家、学者从如何培养大学生数学的学习兴趣、如何改革大学数学教学手段和方式方法、如何加强大学生数学素质培养、如何提升大学生数学应用能力和创新、如何选编大学数学补考实验教材或实验指导等等，进行了一系列卓有成效的探讨和研究，对促进大学生数学素质培养和创新能力培养起到了十分重要的作用，也取得了一些显著效果。但是也存在不少问题，具体来说主要表现在下面几个方面：①针对单门课程研究的较多，进行多门课程或课程系列研究的较少，缺乏系统性，对整体提升大学生数学素质和创新能力效果不佳；②受传统数学教育教学模式的影响，在教学手段、教学方式方法上仍以讲授主，没有充分地发挥学生在教育教学过程中的主体作用；③教学内容的改革仍以理论知识为中心，没有将数学知识的背景分析纳入教学和实践中，没有很好地将实证研究和思辨方法结合起来，存在着轻应用、轻能力培养的现象；④在部分课程中开设数学实验，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，缺乏对大型的、开放性的和系统性的实验研究，实验过程实验方法和实验结果的可推广性不强；⑤在众多环节上加强了对学生的数学素质和创新能力培养，但却忽视了对数学教师的数学素质和创新能力的提高，从而严重地影响了人才培养质量；⑥对大学生数学素质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；⑦全国各高校都十分重视数学建模竞赛，认为数学建竞赛对于培养学生的数学素质和创新能力具有非常重要的作用，因此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，对于整个理工类大学生群体来说意义不大。
2 改革与实践
针对上述存在的问题，我们在近几年的数学教学实践中，按照面向21世纪人才培养要求和我校理工类学生的实际，从教育理念、师资队伍、课程设置、数学意识、数学语言、环境氛围、理论教学、实践教学、第二课堂、数学竞赛等多个方面进行了较为深入的研究与实践，形成了理工类大学生“数学素质培养六要素、创新能力培养四环节”的数学教学与实践模式。
所谓“数学素质培养六要素”是指：教育理念、师资队伍、课程设置、数学意识、数学语言和环境氛围。
首先是“教育理念”。虽然数学课程在大教育中的地位不断提高，但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。因此，我们在数学教学与实践过程中，转变传统的数学教育理念，在保证打牢基础的同时，力求培养学生的创新意识与创新能力、应用意识与应用能力，提高学生数学素质的新的数学教育理念。
其次是“师资队伍”。大学生数学素质和创新能力培养需要一支高素质的师资队伍。作为学校应该积极组织教师参加各类数学会议，聘请知名专家来校讲座，提高教师的数学素养，将先进的数学教育理念和数学教学方法及时地引入到大学数学教学与实践活动中，使大学数学教学与实践活动充满生机和活力，提高学生对数学课的学习兴趣，使学生乐于学习，勇于创新。
第三是“课程设置”。传统的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知识的同时，培养学生应用数学知识解决实际问题的能力。因此，我们在数学课程的设置上，增强了数学的技术特性，增强学生自主学习的动力，更加有利于学生数学素质和创新能力的形成。
第四是“数学意识”。传统的数学教学主要是针对规范的数学问题来解决数学问题，学生永远体会不到数学在实际生活中的应用以及数学学习的真正价值。因此，在数学教学与实践中，我们按照“问题情景——数学建模——解释与应用”的模式，有意识地培养学生的数学意识，让学生有更多的机会接触现实生活和实践中的数学问题。
第五是“数学语言”。应用数学语言可以使人在表达思想时做到清晰、准确、简洁，在处理问题时将问题中的各种因素的复杂关系表述得条理清楚、结构分明。因此，在教学与实践中，要求教师不仅要传授数学知识、数学方法和数学技能，同时也要传授数学语言，通过教师的示范作用，使学生在应用数学知识、方法、技能解决实际问题时养成用词准确、简明扼要、条理清楚、前后连贯、逻辑性强，提高学生的数学语言素养。
第六是“环境氛围”。数学素质和创新能力培养需要良好的环境氛围。在教学与实践中，通过专栏、板报、通信、讲座、报告、公选课、数模协会、创新小组、数学竞赛等多种形式营造良好的环境氛围，构建起师生之间、学生之间、学校与社会之间互相影响的“磁场”，使学生的视野、境界、意识得到感染和升化，让学生真正品尝到创新带来的喜悦和快乐，使学生能够充分的认识到数学素质对创新能力培养的重要作用，积极主动地参与创新活动。
所谓“创新能力培的四环节”是指：理论教学、实践教学、第二课堂、数学竞赛。
第一个环节是“理论教学”。创新教育需要与之相适应的教学内容、教学方法、教学手段，因此，在理论教学中，将讲授的内容按照知识层次和知识结构归结相应的问题情景，按照“问题情景——数学建模——解释与应用”的模式组织教学，并根据问题情景的特点，适度安排一定学时的讨论课，增强师生互动；注重教学手段的选择，依据不同的教学内容采用传统的黑板教学或现代的多媒体教学手段，加深学生对所学知识的理解，提高学生的学习兴趣；在授课中安排一定比例的“开放”性内容，给学生留有一定的问号，拓展学生思维。总之，在理论课教学中始终贯彻“少讲多做”的原则，适度开放教学内容，激发学生的创新意识和创新思维。
第二个环节是“实践教学”。实践性教学环节对培养学生知识掌握和实验技能、科学研究方法及创新精神具有重要的作用。因此，在教学中，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，提高学生的分析和解决问题能力，从而全面提高了学生的数学素质和创新能力；通过研究性和探索性实验，使学生能够在校就能接触到一些社会生活中的实际问题，培养学生从事科学研究、生产实践的能力。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，为学生今后从事科学研究和科学创新打下良好的基础。
第三个环节是“第二课堂”。在课堂教学时数少，教学内容多，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、双修日、节假日、假期等时间，通过大作业、小论文、科研论文、科技创新项目、横向项目等多种形式，积极组织开辟第二课堂，使学生充分地认识到处处是创新之地，天天是创新之时，人人是创新之人，培养学生的自我探索、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，使学生的学习充满乐趣与激情，最大限度地发挥学生的创造力。
第四个环节是“数学竞赛”。在近几年的数学教学与实践活动中，积极组织学生参加全国数学竞赛、高等数学竞赛和数学建模竞赛，通过竞赛检验我校理工类数学教学与实践中对大学生实施的数学素质和创新能力培养模式所取得的成绩和存在的问题，总结经验，在巩固成绩的同时，针对存在的问题进行深入研究和探索，改革和完善现行的培养模式，使学生通过实战，发现自己、检验自己、提高自己，不断提高大学生数学素质与创新能力。
3 今后的改革思路
素质教育的核心是培养创新能力，学生的创新性需要鼓励和培养。培养创新能力没有千篇一律、一成不变的具体方案或措施，它要求为受教育者提供一个环境，营造一种氛围，允许拥有不同观点、不同意见、不同答案，鼓励独立思考和批判性思维，使受教育者得到最大限度的发挥。因此，在今后的理工类大学数学的教学改革中应重点做好下面几个方面的工作：①进一步营造民主和谐的数学教学与数学学习氛围，为学生数学素质和创新能力培养构建设优质、愉快、自由、宽松的环境。民主和谐的数学教学与数学学习氛围有利于学生创新自信心的形成，在此环境中，学生可以超越常规，打破限制，产生一些奇思妙想，更加有利于学生的数学素质和创新能力的培养。②科学创设激疑情景，激活学生所贮备的知识，有意识地培养学生的好奇心和想象力。好奇心和想象力是人类进行发明创造最大的驱动力，正如爱因斯坦所说：“想象力比知识更重要。”因此在今后的理工类大学数学的教学中，要利用最新科技成果资料，对问题给予一些大胆假设，想方设法创设激疑情境，激活学生所贮备的数学知识，打开青年学生好奇心和想象力的大门，使学生的数学素质和创新能力得到良好的培养。③注重耐挫逆境设置，深化创新意志和创新精神培养。创新是一项极其艰辛的探索历程，只有知难而进，勇于在崎岖、坎坷的道路上披荆斩棘，奋勇向前的人，才能有所成就。因此，在理工类大学数学的教学中，要合理设置陷阱，诱使学生、上当 、中计，从而引导学生从失败中吸取教训，要让学生清楚除了阳光和空气是大自然赐给的，其他一切都要通过艰辛劳动才能获得，使学生创新意志和创新精神得到良好的培养。④继续深化学科竞赛、第二课堂、创新训练项目等工作的开展，使学生的科学素养和科学精神得到良好培养。在总结成功经验的基础上，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，激发创新意识，培养创新能力，使数学教学、数学竞赛、第二课堂、创新训练项目成为大学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。
总之，理工类大学生数学素质和创新能力培养是一个复杂的系统工程，随着自然科学的不断发展，数学的应用领域不断拓宽，理工类大学数学教学、教育任重道远，只有不断地进行改革、研究和探索，才能取得更好的成绩。
参考文献：
[1]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学数学,2006,1(1):9-11.
[2]李中.教师学科知识重要性的再解读[J].浙江树人大学学报,2005,5(5):66-69.
[3]陈革，安静宜.通过多种途径打造“双师型”教学团队[J].教育与职业，2008年33期.
[4]丁笑炯.探寻中国工程教育改革之路——“新形势下工程教育的改革与发展”高层论坛综述[J].教育发展研究，2007年21期.
[5]刘继平.模块化教学与学习迁移[J].当代教育论坛（学科教育研究），2008年05期.
[6]陈礼达.深化产学研结合助推人力资源强国建设[J].中国高校科技与产业化，2008年11期.
