曾祥艷 何芳麗
摘 要:大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目培養(yǎng)范圍小,并且完成質(zhì)量需要提高。在大學(xué)數(shù)學(xué)的基本課程中選取合適的知識(shí)點(diǎn)改為以學(xué)生為主體的創(chuàng)新實(shí)踐課,將使培養(yǎng)范圍最大化,并且在源頭上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,能使其更好地完成創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目。創(chuàng)新實(shí)踐課的內(nèi)容選取除了基于教材,還可以依據(jù)教師的科研方向和學(xué)生的專業(yè)來設(shè)計(jì)。創(chuàng)新實(shí)踐課的實(shí)行模式可以引入“翻轉(zhuǎn)課堂”“微課”等新的教學(xué)模式,使學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新鍛煉。
關(guān)鍵詞:大學(xué)數(shù)學(xué);創(chuàng)新實(shí)踐課;內(nèi)容設(shè)計(jì);模式設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-4107(2018)06-0033-02
《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》明確提出了“推進(jìn)人才培養(yǎng)模式和機(jī)制改革,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”的要求。在此要求下,全國(guó)各大高校正在如火如荼地進(jìn)行以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力為目的的教學(xué)改革,研究和建立創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系,改革學(xué)校人才培養(yǎng)模式和機(jī)制,積極倡導(dǎo)和鼓勵(lì)大學(xué)生進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí),強(qiáng)化大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐精神[1-3]。
一、現(xiàn)有大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)措施存在的問題
(一)完成質(zhì)量需要改善
桂林電子科技大學(xué)積極倡導(dǎo)學(xué)生和教師參加大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,啟動(dòng)了大批大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和科教協(xié)同育人計(jì)劃項(xiàng)目,這些項(xiàng)目取得了一些成果。但是,項(xiàng)目實(shí)施中出現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵問題:參加項(xiàng)目的學(xué)生各個(gè)課程成績(jī)都較高,但是他們對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力卻較差,只能解決一些較簡(jiǎn)單的問題,很多項(xiàng)目的完成質(zhì)量不高,因此,這些項(xiàng)目的投入和產(chǎn)出并不成正比。究其原因,學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力不能指望幾個(gè)項(xiàng)目就有很大的發(fā)展,還必須從平時(shí)的課程教學(xué)中就開始培養(yǎng)。
(二)培養(yǎng)范圍較小
不管是大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,還是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽
等,都只是很少的一部分學(xué)生參與,大部分學(xué)生沒有這個(gè)鍛煉機(jī)會(huì)。這種狀況顯然不符合教學(xué)改革的目標(biāo),教學(xué)改革是希望提高大部分學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。而且,很多學(xué)生具備完成項(xiàng)目的能力,但是因?yàn)槿狈Ψe極性,不愿意報(bào)名參加這些項(xiàng)目和競(jìng)賽。所以,我們要激發(fā)每個(gè)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,就需要在平時(shí)的課堂教學(xué)中貫穿實(shí)踐創(chuàng)新思想,使每個(gè)學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)。
(三)學(xué)生課時(shí)飽和致使不能另設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐課
現(xiàn)在的大學(xué)工科專業(yè)的課程安排已經(jīng)飽和,一天的課程經(jīng)常在6節(jié)以上,所以各個(gè)高校正在致力于減課時(shí),讓學(xué)生有更多自主安排的時(shí)間,有利于學(xué)生進(jìn)行自主性、研究性學(xué)習(xí)。大學(xué)工科專業(yè)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般包括3~4門:高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、復(fù)變函數(shù)與積分變換。這些課的課時(shí)之和已經(jīng)很多,各高校不可能另外增設(shè)數(shù)學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐課。那么,解決此問題的方法之一就是將一些知識(shí)點(diǎn)由講授課直接改為創(chuàng)新實(shí)踐課。
(四)新的教學(xué)方式研究易而實(shí)施難
傳統(tǒng)的教學(xué)方式是灌輸式,教師從頭講到尾、學(xué)生完全被動(dòng)地接受知識(shí),沒有自己主動(dòng)思考的時(shí)間,根本談不上創(chuàng)新實(shí)踐。對(duì)于此問題,教學(xué)工作者已經(jīng)進(jìn)行了大量的改革研究,提出了很多新的教學(xué)方式,如:?jiǎn)l(fā)式、探討式、翻轉(zhuǎn)式等,還有現(xiàn)在國(guó)家進(jìn)行的“微課”競(jìng)賽,也是以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)。這些教學(xué)方式雖然已有大量文獻(xiàn)研究,但是并沒有被大量實(shí)際運(yùn)用,我國(guó)高校還是主要采用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法,學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力一直沒有得到很大的提高。這說明理論研究易,真正實(shí)施難。大學(xué)課程繁多,哪些適合啟發(fā)式,哪些適合探討式,哪些又適合翻轉(zhuǎn)式呢?而且,就是一門課程也不能全部采用一種方式,應(yīng)該是幾種不同方式相互結(jié)合。這就需要大量細(xì)化的工作,所以真正實(shí)施起來必須做好細(xì)節(jié)方面的問題。
二、大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)引入創(chuàng)新實(shí)踐課的內(nèi)容設(shè)計(jì)
從現(xiàn)有的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)措施存在的問題看,現(xiàn)在高校啟動(dòng)的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,以及一些數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等,不僅效果不理想,而且培養(yǎng)范圍小,我們應(yīng)該在平時(shí)的課程教學(xué)中就培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。為了不占用課時(shí),我們就在大學(xué)數(shù)學(xué)的課程教學(xué)中選取一些合適的知識(shí)點(diǎn)由講授課直接改為以學(xué)生為主體的創(chuàng)新實(shí)踐課。那么,對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐課內(nèi)容的選取和設(shè)計(jì)就是第一個(gè)需要解決的問題。
(一)篩選課本知識(shí)點(diǎn)由講授改為創(chuàng)新實(shí)踐課
實(shí)際上,在大學(xué)數(shù)學(xué)課程中,哪些知識(shí)點(diǎn)適合由教師講授改為以學(xué)生為主體的創(chuàng)新實(shí)踐課,在各課程的經(jīng)典教材中已經(jīng)給出了答案。例如,在《高等數(shù)學(xué)》的同濟(jì)版教材中,就有“導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用”“定積分的應(yīng)用”等章節(jié),而且關(guān)于“微分方程”的內(nèi)容中幾乎每一類微分方程都有物理應(yīng)用實(shí)例,“泰勒級(jí)數(shù)”“傅里葉級(jí)數(shù)”更是有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。所以,大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中哪些內(nèi)容可以改為創(chuàng)新實(shí)踐課并不難確定。
(二)基于教師的科研方向設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐課
大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目一般是由教師提交研究題目和內(nèi)容,學(xué)生報(bào)名參與完成。很多教師是在自己的研究方向和科研項(xiàng)目中選取一部分簡(jiǎn)單的研究?jī)?nèi)容給學(xué)生研究。這些相對(duì)簡(jiǎn)單的科研內(nèi)容所需要的理論知識(shí)一般都包含在大學(xué)課程的內(nèi)容中。比如,應(yīng)用范圍很廣的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型,如線性回歸、灰色預(yù)測(cè)模型等,這些模型的參數(shù)估計(jì)就是一個(gè)求極值的問題,可以將《高等數(shù)學(xué)》中的“多元函數(shù)極值”這一節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一次創(chuàng)新實(shí)踐課,讓學(xué)生運(yùn)用極值的理論知識(shí)解決線性回歸和灰色預(yù)測(cè)模型的參數(shù)估計(jì)問題。另外,參數(shù)估計(jì)需要的目標(biāo)函數(shù)是可以做出多種改進(jìn)的,可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。根據(jù)教師的科研方向?qū)⑾嚓P(guān)課程設(shè)計(jì)為創(chuàng)新實(shí)踐課,會(huì)很好地鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力,還有利于發(fā)現(xiàn)一些能力強(qiáng)的學(xué)生,讓其參與到教師的科研項(xiàng)目中,這是國(guó)內(nèi)外大學(xué)都倡導(dǎo)的本科教育方式。
(三)基于學(xué)生的專業(yè)開設(shè)不同的創(chuàng)新實(shí)踐課
在筆者主持的教改項(xiàng)目“工科大學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)狀況調(diào)查及改善措施探究——以桂林電子科技大學(xué)為例”中,選取了6個(gè)學(xué)院的近500名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查問卷,在“數(shù)學(xué)教學(xué)有哪些方面需要改進(jìn)”的提議上,48.4%的學(xué)生要求“增加與專業(yè)課程相關(guān)的運(yùn)用”。調(diào)查問卷也列出了4門大學(xué)數(shù)學(xué)課程(高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、復(fù)變函數(shù))涉及的所有知識(shí)點(diǎn),要求學(xué)生簡(jiǎn)述每個(gè)知識(shí)點(diǎn)在自己專業(yè)中的相關(guān)應(yīng)用。這樣,我們收集到了一些較具體的資料。比如,“定積分的計(jì)算”在“積分、微分電路”中應(yīng)用較多;“高階微分方程”在“RLC振蕩電路”中應(yīng)用較多;“傅里葉級(jí)數(shù)”在模電、信號(hào)系統(tǒng)中應(yīng)用很多等。商學(xué)院的學(xué)生則指出數(shù)理統(tǒng)計(jì)的“點(diǎn)估計(jì)與置信區(qū)間”在“統(tǒng)計(jì)學(xué)”的產(chǎn)業(yè)估計(jì)中有應(yīng)用等等。根據(jù)這些資料我們可以針對(duì)不同的專業(yè)設(shè)計(jì)不同的創(chuàng)新實(shí)踐課內(nèi)容。
三、創(chuàng)新實(shí)踐課的模式設(shè)計(jì)
(一)引入翻轉(zhuǎn)課堂模式
“翻轉(zhuǎn)課堂”模式是學(xué)生在課外先看教師錄制的視頻,學(xué)習(xí)課程的基本知識(shí)點(diǎn),課內(nèi)的時(shí)間則以做習(xí)題及問題討論的方式進(jìn)一步掌握知識(shí)點(diǎn),教師在其中進(jìn)行引導(dǎo)?!胺D(zhuǎn)課堂”在課內(nèi)課外都是以學(xué)生為主體,讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),而不是被動(dòng)接受教師的講解。這將促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),根除教師在臺(tái)上講,學(xué)生想聽就聽,不聽就玩的不良現(xiàn)象。這一教學(xué)模式一經(jīng)提出就得到廣泛關(guān)注,一些高校已經(jīng)開始了翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試。比如,杭州電子科技大學(xué)聯(lián)合浙江省幾所高校,錄制“高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”等大學(xué)數(shù)學(xué)課程的課外學(xué)習(xí)視頻,并且,“線性代數(shù)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式已經(jīng)開始實(shí)施。這種模式的引入,將解決現(xiàn)在學(xué)生的“課時(shí)飽和問題”,可以大大增加創(chuàng)新實(shí)踐課時(shí),擴(kuò)充創(chuàng)新內(nèi)容,除了課程基礎(chǔ)內(nèi)容,還能有充足的時(shí)間與教師的科研以及專業(yè)相結(jié)合,使學(xué)生得到更多更深層次的創(chuàng)新鍛煉。
(二)與微課模式相結(jié)合
創(chuàng)新實(shí)踐課的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式需要教師錄制課前視頻,讓學(xué)生先通過視頻學(xué)習(xí)課程理論知識(shí),若一個(gè)視頻太長(zhǎng),包含的內(nèi)容過多,學(xué)生會(huì)失去耐心,注意力容易分散,影響視頻學(xué)習(xí)的效果?!拔⒄n”模式則能解決這個(gè)問題,“微課”視頻一般10分鐘左右,內(nèi)容精練,是將課程內(nèi)容分解、碎片化,有助于學(xué)生自我消化。視頻的設(shè)計(jì)引入“微課”模式,將提高“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的實(shí)行效果。國(guó)家已經(jīng)開始了幾年的“微課”競(jìng)賽,很多教師已經(jīng)有制作“微課”視頻的經(jīng)驗(yàn)。另外,創(chuàng)新實(shí)踐課中,相關(guān)創(chuàng)新實(shí)踐問題的提出也可以采用“微課”方式,課前錄制好視頻,節(jié)省出更多的課內(nèi)時(shí)間,用于問題的解決。
(三)改變現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課模式
一些高校對(duì)有些大學(xué)數(shù)學(xué)課程,如“線性代數(shù)”“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”,已經(jīng)開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課。但是,開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的目的并不是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,而只是為了讓學(xué)生掌握一門數(shù)學(xué)軟件,如“mathematics”“matlab”等。教師在這種實(shí)驗(yàn)課上只是簡(jiǎn)單地給出一些矩陣計(jì)算、線性方程組求解等沒有實(shí)際背景的純數(shù)值計(jì)算題,要學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件得出答案即可。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力沒有多少幫助。我們可以改變這種實(shí)驗(yàn)課模式,讓學(xué)生運(yùn)用軟件解決一些實(shí)際應(yīng)用問題,不僅使學(xué)生學(xué)會(huì)了運(yùn)用軟件,也鍛煉了他們的創(chuàng)新實(shí)踐能力,從而發(fā)揮這些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的最大效應(yīng)。
選取大學(xué)數(shù)學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)由教師單方面的講授改為以學(xué)生為主體的創(chuàng)新實(shí)踐課,將在源頭上培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)的能力,提高“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目”的完成質(zhì)量。引入“翻轉(zhuǎn)課堂”“微課”等教學(xué)模式將進(jìn)一步增加創(chuàng)新實(shí)踐課的課時(shí),從而可以擴(kuò)充創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容,讓學(xué)生得到更深層次的鍛煉。
參考文獻(xiàn):
[1]牛慶瑋,胡偉,劉臻,等.學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系研究與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2011,(10).
[2]毛洪賁,殷德順,郭娟,等.大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)探索與實(shí)踐[J].中國(guó)林業(yè)教育,2010,(5).
[3]曾祥艷,南江霞.基于以創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究[J].黑龍江教育:高教研究與評(píng)估,2017,(5).