经过多年的探索，孙维刚形成了一套比较系统的教学方法和教学思路。
首先，必须系统地学习知识。知识之间是有关联的，要善于从根源上把握和理解事物之间的内在联系，多问几个“为什么”。
其次，注重教学思想哲理性的升华。著名数学家华罗庚认为学习的过程是“由薄到厚”向“由厚到薄”的转变，就是教学思想哲理性的升华。
第三，要让学生成为课堂的主人。在课堂上，注重调动学生的思维，让学生的思维跑在他的思维前面，鼓励学生“反对”自己、“打倒”自己，使课堂真正成为学生聪明才智相互碰撞的场所。
第四，注重方法和规律的掌握。对待做题，主张题不在多，但要有代表性。在方法上，主张一题多解，达到熟悉；多题归一，寻求共性和规律。每出一道题，自己要先做上10道类似的题，从中选出最精彩、最典型、最能启发学生思维的，让学生在课堂上讨论，不用预习，不留作业。学生在课堂讨论中感受到数学学习的乐趣，下课后就会把解题当作一种乐趣。
第五，善于发现问题和解决问题。提倡和指导学生用写论文的方法来积极开展问题研究。这种方法对培养学生的创新精神和提升学生的思维能力有很好的成效。
第六，科学安排学生的学习和休息时间。在教学实验的过程中不留过书面家庭作业，保证每个学生每天都能有充足的睡眠。
孙维刚教学成功的秘诀，归根到底就是一条：永远把学生作为教学的主体，把学生的发展放在第一位。
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