基于大學(xué)生創(chuàng)新活動的數(shù)學(xué)類課程自主學(xué)習(xí)的研究與探索

施三支 馬文聯(lián) 孟品超 呂堂紅 張文丹 賈小寧

[摘 要] 自主學(xué)習(xí)是學(xué)生作為主體，獨立自主地實現(xiàn)學(xué)習(xí)。近幾年，創(chuàng)新活動在國內(nèi)外高校開展得如火如荼，包括各種大學(xué)生競賽活動，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及大學(xué)本科生參與科研項目等。主要討論創(chuàng)新活動對自主學(xué)習(xí)，特別是數(shù)學(xué)類課程的自主學(xué)習(xí)的影響，研究將創(chuàng)新活動中的數(shù)學(xué)思想和方法融入各高等數(shù)學(xué)類課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的可行性。

[關(guān) 鍵 詞] 自主學(xué)習(xí)；創(chuàng)新活動；數(shù)學(xué)建模；科研

[中圖分類號] G645 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2019）01-0198-02

由于當(dāng)今社會對高級專門人才的需求迅速增長，我國高等教育近三十年發(fā)生了翻天覆地的變化，正在以前所未有的速度發(fā)展，服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的能力也大大提高。

我國高等教育法明確規(guī)定：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才?！痹诟叩冉逃?，高等數(shù)學(xué)教育是以傳授數(shù)學(xué)知識和培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維為宗旨，是整個高等教育不可或缺的部分，而在高等數(shù)學(xué)教育中，如何利用高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等數(shù)學(xué)類課程作為載體，促進大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高，從而達到綜合素質(zhì)的全面發(fā)展，是每個任課教師應(yīng)積極思考的問題，也是我們課題組近幾年一直研究的問題。

近幾年，大學(xué)生創(chuàng)新活動在國內(nèi)外高校開展得如火如荼，如何將各高等數(shù)學(xué)類教學(xué)與各種大學(xué)生創(chuàng)新活動相結(jié)合，將創(chuàng)新活動中的數(shù)學(xué)思想和方法融入各高等數(shù)學(xué)類課程教學(xué)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，扎實數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并提高學(xué)生運用所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力，是我們必須要考慮的，并且迫在眉睫。

一、與數(shù)學(xué)相關(guān)的國內(nèi)外創(chuàng)新活動

大學(xué)生創(chuàng)新活動的形式主要有以下三部分：各種大學(xué)生競賽活動，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及大學(xué)本科生參與科研項目。

各種大學(xué)生競賽活動中與數(shù)學(xué)課程相關(guān)的有大學(xué)生高等數(shù)學(xué)競賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等，省級競賽和全國競賽每年各舉行一次。我校通過校內(nèi)、省內(nèi)選拔，每年有大批學(xué)生參加這兩類競賽，并且成績顯著。2017年和2018年我校還組織學(xué)生參加了美國數(shù)學(xué)建模競賽，均取得了良好成績。

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目分國家級、省級和校級三個層次，在我校近幾年立項的項目中有近15%的項目需要用數(shù)學(xué)類知識解決，或用數(shù)學(xué)知識作為評價工具。除長春理工大學(xué)校級以上的訓(xùn)練項目外，各個院系部門也都有適合大學(xué)生的創(chuàng)新項目，如就業(yè)指導(dǎo)中心每年會立項班級創(chuàng)新項目，各個實驗室每年會吸收一些優(yōu)秀的大學(xué)生。以數(shù)學(xué)創(chuàng)新與實踐實驗教學(xué)中心為例，2017年共有11個數(shù)學(xué)類創(chuàng)新實驗項目立項，參與學(xué)生人數(shù)超過60人。

近幾年，我國本科生參與科研的積極性越來越高，特別是參與教師科研的本科生逐年增多。

實踐表明，參與競賽、大創(chuàng)項目和科研的本科生自主學(xué)習(xí)的主動性大大增強，進步巨大，效果極其顯著。

這幾種形式的活動在國外各高校也一直存在，特別是大學(xué)本科生參與科研，如麻省理工學(xué)院的UROP計劃、加州大學(xué)伯克利分校的URAP計劃，各高校暑期REU項目等。許多大學(xué)還鼓勵學(xué)生進行主導(dǎo)型項目研究，如加州大學(xué)伯克利分校的“校長本科生研究獎學(xué)金”，主要資助優(yōu)秀本科生在教師指導(dǎo)下從事原創(chuàng)性的研究工作。與數(shù)學(xué)相關(guān)的項目有很多，如REU項目中，芝加哥大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院、佐治亞理工學(xué)院數(shù)學(xué)系近幾年在全球范圍內(nèi)招收優(yōu)秀的大二、大三學(xué)生參與包括代數(shù)、幾何、分析以及各種交叉學(xué)科的研究。

除此之外，國內(nèi)外各高校的暑期活動也是提升大學(xué)本科生自主學(xué)習(xí)和科研能力的很好平臺。如國外各高校的暑期REU項目，國內(nèi)各高校針對本科生開展的各種暑研和暑期學(xué)習(xí)，特別是數(shù)學(xué)類暑期活動，國內(nèi)“985院校”幾乎每年舉行。

二、創(chuàng)新活動與教學(xué)間的關(guān)系研究

關(guān)于各類創(chuàng)新活動與教學(xué)之間的關(guān)系，近幾年國內(nèi)外都有廣泛的研究。劉冬梅、劉唐偉等研究了大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和教學(xué)策略的關(guān)系，張再云、馮道明、李冬梅等研究了大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和學(xué)生創(chuàng)新能力之間的關(guān)系，他們主要從教師教的角度考慮學(xué)生能力的培養(yǎng)。趙世杰、張恭孝等著重于地方高校討論了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展。

關(guān)于大學(xué)本科生參與科研，李書華通過國內(nèi)外大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的比較，討論了我國大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的長效機制，郭卉等研究了理工科大學(xué)生參與科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動之間的關(guān)系，王定勇討論了研究型大學(xué)本科生科研能力提升策略，林云對中美大學(xué)本科生的科研訓(xùn)練進行了比較。

將大學(xué)本科生的各種創(chuàng)新活動與本科課程教學(xué)銜接是我們課題組一直關(guān)注的問題，特別是在數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中，如何通過創(chuàng)新活動提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，我們一直在探索與實踐。2013年及2017年，課題組成員及部分教師對開設(shè)數(shù)學(xué)類課程的各學(xué)院各專業(yè)進行了調(diào)研，了解了各學(xué)院各專業(yè)對“高等數(shù)學(xué)”“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”“線性代數(shù)”等數(shù)學(xué)類課程的需求，及時修訂、調(diào)整和更新了課程教學(xué)內(nèi)容，重新修訂教學(xué)大綱，重新修訂的教學(xué)大綱分別在2013年9月和2018年9月開始實施。更加突出課程內(nèi)容的應(yīng)用性，并與各學(xué)院專業(yè)需求及創(chuàng)新活動相結(jié)合，盡可能地提升學(xué)生對數(shù)學(xué)類課程的學(xué)習(xí)熱情。2017年7月，我們組織了一些感興趣的本科學(xué)生，研究大學(xué)生時間管理與學(xué)業(yè)之間的相關(guān)性，他們通過自主學(xué)習(xí)，設(shè)計調(diào)查問卷，并通過發(fā)放紙質(zhì)調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，借助SPSS和EMOS統(tǒng)計軟件，對不同性別、不同地區(qū)、不同學(xué)校以及不同年級學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進行相關(guān)性分析，也取得了創(chuàng)新實踐活動與自主學(xué)習(xí)關(guān)系的第一手資料，為我們研究創(chuàng)新活動中促進大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ)。

三、自主學(xué)習(xí)的必要性

自主學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體，通過獨立分析、探索、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標。自主學(xué)習(xí)是倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。

2015年是全面深化綜合改革的關(guān)鍵之年，教育規(guī)劃綱要明確要求，2020年基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化。經(jīng)過新中國60多年、改革開放30多年的不懈努力，我國高等教育發(fā)生了巨大變化，取得了舉世矚目的成就。特別是教育規(guī)劃綱要實施五年以來，我國教育改革發(fā)展明顯加速，服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的能力大大增強，與國際教育先進水平的差距不斷縮小，為基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化奠定了堅實基礎(chǔ)。高等數(shù)學(xué)類課程是各高等學(xué)校理、工、經(jīng)、管、醫(yī)、農(nóng)各專業(yè)以及文科中的部分專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，也是數(shù)學(xué)系主干課程。它包含的內(nèi)容豐富，理論深刻，與各專業(yè)的進一步學(xué)習(xí)和社會生活都密切相關(guān)，應(yīng)用十分廣泛。

為實現(xiàn)當(dāng)前信息化社會高等教育的教育目標，現(xiàn)在的數(shù)學(xué)教育已經(jīng)不再是單純的理論知識的傳授，而是一種涉及智力和非智力因素的綜合教育，因此，大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)變得尤為迫切，教師在教學(xué)過程中將“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”，從課堂的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的服務(wù)者，使學(xué)生在主觀能動性的驅(qū)使下進行自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識和自主學(xué)習(xí)的能力是十分必要的。

現(xiàn)代社會的發(fā)展越來越需要高校培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬廣的人才，如何實現(xiàn)這一目標，從課程教學(xué)層面來講，需要進行教學(xué)改革，與各學(xué)科專業(yè)知識進行融合，與各類創(chuàng)新活動相結(jié)合，提高學(xué)生參與的積極性，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)所用的知識，提高學(xué)生的知識水平，并將所學(xué)知識應(yīng)用到各類創(chuàng)新活動中。

為了將大學(xué)生自主學(xué)習(xí)與各種創(chuàng)新活動相結(jié)合，我們課題組成員及部分教師多次對全校各專業(yè)學(xué)生進行了調(diào)研，了解各專業(yè)學(xué)生對數(shù)學(xué)類課程的需求。課題組成員都積極參與指導(dǎo)各種創(chuàng)新活動，包括大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽，大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及大學(xué)本科生參與科研項目等，取得了良好成績。我校于2007年開始組織校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽，并對選拔隊伍進行培訓(xùn)，參加全國數(shù)學(xué)建模競賽，連續(xù)超過10年都取得了優(yōu)異的成績。

近年來，我國高校十分重視大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的開展，在人才培養(yǎng)模式的改革中進行了理論與實踐上的多種探索和研究，在高等數(shù)學(xué)類課程教學(xué)中，結(jié)合各類大學(xué)生創(chuàng)新活動，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，形成良好的學(xué)習(xí)動機，對學(xué)生自身能力的發(fā)展以及大學(xué)人才培養(yǎng)模式的教學(xué)改革都有著深遠意義。

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編輯 馮永霞