新时期数学教学中学生创新思维能力的培养
作者： 双浪花［摘 要］ 在教育改革力度不断加强的当下，素质教育与各个学科的结合变得越发紧密，这也对学生素质及能力提出了更加严格的要求。基于此，以学生这一群体为研究对象，以高职数学教学为落脚点，首先分析了培养创新思维能力的意义，其次总结了通过数学教学培养学生创新思维能力所要遵循的原则，最后结合教材内容，围绕培养路径展开了系统且深入的讨论，提出了突出学生主体地位、确定教学目标、优化教学内容等建议。
［关 键 词］ 创新思维能力；数学教学；高职院校
［中图分类号］ G715 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）26-0177-04
数学是高职学生的必修课，对学生深入学习专业课程有重大意义。很长一段时间内，受多方面因素影响，高职院校内部开展的数学教学活动普遍存在教学方法单一、教学内容一成不变等问题，不利于学生在校期间形成良好的创新思维能力。新时期，创新思维能力的作用逐渐凸显，教师应当意识到数学在培养学生创新思维能力方面的优势，转变教学理念，并根据实际情况调整教学内容及方法，真正做到通过数学教学有效培养学生的创新思维能力，使学生成长为符合社会需要的优质专业人才。
一、培养创新思维能力的意义
（一）提升解决实际问题的能力
在高职院校中，随着学习难度的提高，学生所面临的问题变得更加复杂，创新思维能够帮助学生从不同角度分析问题，使学生借助恰当的方法，有效解决自己所遇到的难题，使学习质量得到更进一步提高。另外，学生步入社会后，创新思维能力同样发挥着重要作用，可以在创新思维的引导下，针对职业生涯所遇到突发情况制订切实可行的解决方案，由此提升工作实效，增强职场竞争力。由此可见，培养创新思维能力很有必要，良好的创新思维能力不仅能够强化学生解决问题的能力，还能够为学生在工作岗位实现自身价值提供支持。
（二）激发学习兴趣和积极性
为培养创新思维能力所展开的训练，通常具有开放性、探索性和实验性，学生往往能够在独立完成极具挑战性的任务的过程中，获得前所未有的满足感、成就感，这对激发学生的数学学习兴趣有重大意义。与简单传授知识的活动相比，培养创新思维能力的活动更强调学生的参与度，教师需要凭借富有趣味性的活动形式或是内容吸引学生的目光，使学生主动参与到活动中，从而做到在分析、解决问题的过程中，对数学的作用有更深刻的了解，在增强学习积极性的同时，提高应用知识的能力。
（三）促进综合素质的提升
通过研究发现，创新思维能力并不仅仅是数学的核心能力，对其他学科的深入学习同样大有裨益，这是因为在思考数学问题的过程中，学生的逻辑思维、批判思维以及解决问题的能力均会得到不同程度的提高。另外，培养创新思维能力的过程还会使学生树立合作意识，对学生沟通能力、协作精神的发展具有积极影响，相应地，学生综合素质也会得到明显提升，对学生今后的学习、工作还有生活具有重大意义。[1]
二、培养创新思维能力的原则
（一）开放性
以往受传统教学理念制约，高职教师普遍更重视基础知识和标准解题方法的传授，虽然这样做能够使学生的解题能力得到一定的提升，但并不利于学生创造思维及能力的发展。新时期，教师应尽快摒弃传统理念，在教学过程中，根据教材内容引入开放性问题，鼓励学生畅所欲言，根据自己所掌握的知识解答问题，由此达到增加学生思维深度和广度的目的。[2]要想确保所设计问题能够充分发挥作用，教师就需要有选择性地融入实际应用场景，这样做既能够使学生的解题能力和数学水平得到提升，又可以使学生创新思维能力得到锻炼，高职院校开展该门课程的价值也能够因此而得到最大化实现。
（二）融合性
实践经验表明，将不同领域、不同学科的知识进行融合并用于数学教学，在培养学生创新思维能力方面发挥着重要作用。考虑到数学的应用领域及场景十分宽泛，教师可以有针对性地融合计算机、物理等其他学科的知识，通过设计综合项目的方式，使学生对数学在各个领域中的具体应用有更直观的了解，在此基础上，按照计划开展后续教学活动，不仅能够使学生的综合素质得到提高，还有助于学生创新思维的激发与培养。
（三）实践性
无论是创新思维能力还是其他能力，均要通过实践才能得到长足进步。鉴于此，教师应为学生提供实践平台，确保学生能够在模拟或是真实的环境中，使用自己所掌握的数学知识解决问题。例如，教师可以定期组织数学建模比赛，鼓励学生参与该比赛，为设计实际项目的解决方案建言献策。与常规的教学方式相比，该做法能够使学生在较短的时间内对新学习的数学概念、知识形成更加深刻的印象，同时还能够使学生掌握不同数学工具的使用方法，通过不断的尝试和调整，最终确定具有创新性和有效性的解决方案，达到提高创新能力的目的。
三、培养创新思维能力的有效路径
（一）突出学生主体地位
教师的教学行为主要取决于其所秉持的教学理念，在强调立德树人的当下，教师应尽快转变自己的教学理念，明确学生作为课堂主体，对教学活动走向起决定性作用，真正做到以学生情况为依据，制订并实施教学方案，确保班级内每位学生所具有的潜能都可以得到有效激发，由此达到对学生创新思维能力进行高效培养的教学目标。[3]例如，在高职数学“集合与函数”的教学过程中，教师应严格遵循由浅入深以及从简单至复杂的教学原则。虽然经过初中与高中数学的学习，高职生已经基本掌握了部分集合的知识点，并且初步认识了函数的基本概念，但由于高职数学所涉及的知识点更加繁杂，涵盖定义、不同集合的包含、不同函数比大小等诸多方面的内容，导致学生所要学习的内容过于宽泛，函数的知识与之前学习过的方程知识容易混淆在一起，如果不及时纠正，会导致部分学生发生思维混乱，难以消化所学习的知识。鉴于此，教师应对相关知识点进行深度整合，帮助学生自主建立知识的衔接点，并在脑海中重新梳理过去所学的数学知识，避免越学越乱的问题出现。通过自主探索“数学世界”，确保学生在今后的学习过程中能举一反三，更加全面地找出不同知识点间的关联之处，最终实现学习领悟力与创新思维能力的全面进步。
（二）科学确定教学目标
新时期，培养学生创新思维能力成为高职数学教师的主要教学任务。为保证教学活动充分发挥作用，教师应在教学活动正式开始前，根据教学计划、学生情况对教学目标加以确定，重点突出创新意识的培养。课堂上，用简练的语言准确告知学生本节课的教学目标，使学生明确创新的重要性，随后，通过提出具有启发性的问题，对学生的想象力、创造力进行激发，使其在探索问题解决方法的过程中，逐步形成创新思维及能力。如果条件允许，教师还可以组织学生参与包括实验设计、数学建模在内的各项数学活动，通过理论结合实际操作的方式，使学生的创新思维还有解题能力得到锻炼。另外，教师还可以引入小组合作或其他强调团队合作的教学模式，要求学生以小组为单位，整合组内成员的想法及观点，由此得到与其他小组不同的结论，与此同时，学生综合素质、创新思维还有能力会得到不同程度的提升。以“导数”为例，针对本章节的教学，教师可设置如下教学目标：（1）将本单元学会的导数知识点正确应用到具体数学问题中；（2）能充分认识到导数在后续学习中的重要意义，最大限度地激发创新思维，培养良好的听讲习惯。教学活动正式开始后，教师应先为学生搭建较为真实的数学模拟场景，让学生自行学习并掌握导数的求解方法，期间，教师应观察每位学生的情况，为其提供针对性的指导。在学生熟练掌握了基础的求解方法后，鼓励学生寻找其他同学组建学习小组，通过合作寻找其他的特殊路径，解决相关的导数问题。[3]事实证明，该方法不仅能够培养学生的创新思维能力，还能够使学生认识到合作的重要性，对其日后的全面发展有重大意义。
（三）全面优化教学内容
1.引入开放性问题与实际案例
高职数学教师可以根据教学内容，设计答案不唯一的开放性问题，鼓励学生根据自己对题目的理解，思考并给出相应的解决方案，通过此种方式发散学生的思维，使学生的解题思维更加灵活且富有创造性。[4]此外，考虑到不同专业学生的学习侧重点、未来就业方向各不相同，教师还可以结合学生所就读专业的特点，对用于课堂教学的案例作出调整，以需要学生掌握的专业技能为落脚点，通过针对性的案例，吸引学生的目光，为培养学生创新思维能力提供先决条件。例如，教师可以为就读于工程专业的学生设计与路桥预算编制有关的问题，要求学生运用自己所掌握的知识，计算项目建设成本并编制资源配置方案，由此使学生对数学在实际生活中的价值有更全面的了解，同时掌握针对实际问题制订创新性解决方案的方法与技巧。
2.跨学科知识的整合与应用
新时期，高职教师应对挖掘教学素材、整合不同学科核心知识的工作引起重视，结合丰富的教学内容，对学生创新思维及能力进行培养。在实际工作中，教师可以通过以下方式实现培养学生创新思维能力的目标：首先是将经济学、计算机等与数学等存在紧密联系的学科的知识引入数学课堂，例如，介绍数学在推动科技发展方面的作用，数学在大数据、人工智能等领域的实际应用，由此全面展示数学在实际生活中的具体应用，激发学生的兴趣。其次是以现有数学教学工具、软件为抓手，设计符合学生情况的模拟实验活动，确保每位学生都能够参与其中，通过模拟实验理解数学概念，学习利用所学知识解决问题的方法，使学生的创造思维得到发展。最后是打造支持实时互动的动态化学习环境，将课堂交至学生手中，鼓励学生主动探索，通过完成任务或是解答问题，了解数学知识的应用技巧，将所学知识转化成专业能力，从而达到提高数学水平、增强创新思维的目的。
（四）丰富教学方法手段
1.探究学习与合作学习的推广
（1）探究学习。数学教师在制订教学方案时，可以增加富有挑战性的问题，在课堂上，通过提出问题的方式，调动学生参与教学活动的热情，使学生能够全身心投入活动中，并通过思考给出相应的答案。例如，提出优化企业既有产线运行效率的问题，要求学生通过分析题目所给出数据，制订最佳的优化方案。在解答该题目的过程中，学生不仅需要手动收集数据，还要用到数学模型，这对学生创新思维的激发有重大意义。除此之外，如果条件允许，教师还可以采取实地考察、案例研究或其他教学方式，使学生置身于真实的情境中，通过运用所学知识解决实际问题，进一步提升学生的创新思维及能力。
（2）合作学习。新时期，社会对人才提出的要求较以往有所增多，作为培养专业人才的摇篮，高职院校应根据社会的需求，对教师的教学任务、侧重点加以调整。调查发现，近几年，各行各业对从业人员合作意识、协作精神的关注度普遍有所提高。鉴于此，教师应对教学方式作出改变，通过引入合作学习法，确保学生在校期间便能够形成主动与他人合作的正确观念。[5]例如，在“不定积分的概念与性质”教学过程中，教师应在充分了解学生的基本学习情况之后，制订教学目标，并设计与之对应的环节。第一步，通过多媒体设备播放微积分的发展历史，确保学生在观看后，对微积分算法有大致了解，并能够运用相关知识处理简单的问题。第二步，鼓励学生开展团队合作，通过小组协作学习模式，加深学生对数学知识点的记忆，并使其做到自主理解不定积分的“真谛”。教师在讲解完微积分的发展历史后，还可以组织本班学生进行“微积分天才”的游戏互动，向每个小组提出若干个相同的数学问题，规定回答最快且准确率最高的小组获胜，获胜小组成员能够获得相应的物质奖励，由此激发学生参加活动的兴趣，使其创新思维能力得到培养。
2.利用信息技术辅助教学
新时期，高职院校普遍配备了较为完善的多媒体设备，教师可以通过信息技术与多媒体设备结合的方式，进一步提高课堂效率。例如，利用智能教学系统内置的数据收集与分析功能，对班级内每个学生的学习习惯、能力水平和当前进度加以分析，从而确定与学生情况相符的学习方案。针对基础较为薄弱的学生，可以适当增加与基础知识有关的练习题的比重；而针对理解能力较强的学生，可鼓励其对拓展性、探究性问题进行探索，由此达到培养创新思维能力的目的。[6]此外，教师还可以通过班级内的多媒体设备播放与教学内容相关的视频等资料，使抽象的理论知识得到具象呈现，由此降低学生理解数学概念的难度。例如，在课堂上播放展示几何变换过程的动画，使学生的视觉、思维得到刺激，由此加深学生对该知识的理解。