新工科背景下高校數(shù)學(xué)“金課”建設(shè)探究

摘 要：“新工科”是在新科技革命、新經(jīng)濟(jì)體系、新的產(chǎn)業(yè)革命背景下提出的重要戰(zhàn)略體系，為今后的人才培養(yǎng)提供了新思路、新方法。高校數(shù)學(xué)課程作為工科專業(yè)必修課程之一，如何建設(shè)高校數(shù)學(xué)“金課”成為工科高等教育的重要問題。本文通過對(duì)新工科背景的深度剖析，提出“金課”模式來提高學(xué)生課堂積極性、互動(dòng)性、主動(dòng)性，提高學(xué)生知識(shí)吸收效率，使學(xué)生更有效地適應(yīng)新型產(chǎn)業(yè)。

關(guān)鍵詞：新工科教育 高校數(shù)學(xué) 金課

隨著工業(yè)4.0、中國制造2025時(shí)代的到來，眾多新興行業(yè)比如人工智能、智能機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等成為社會(huì)的浪潮，而傳統(tǒng)學(xué)科高等數(shù)學(xué)、量子物理、化學(xué)等偏向于理論推導(dǎo)，這類工科專業(yè)已難以滿足這個(gè)時(shí)代社會(huì)對(duì)人才的需求，傳統(tǒng)的教學(xué)模式與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展脫節(jié)，人才培養(yǎng)更著重教會(huì)學(xué)生如何去解決工程問題、工程實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作，而新工業(yè)界更著重的是個(gè)人品質(zhì)、社會(huì)能力、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間管理模式，人才培養(yǎng)理念與實(shí)際需求部分脫節(jié)，現(xiàn)如今的工科教育存在教學(xué)模式單一、教育理念不完備、專業(yè)性學(xué)科不突出等問題。[1]

在2018中國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上提出建設(shè)有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“金課”、消除“水課”的概念，“水課”是老師不用心準(zhǔn)備的課堂，“金課”是有知識(shí)、能力和素養(yǎng)的融合，不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生獲得知識(shí)、訓(xùn)練邏輯思維，更主要的是要引導(dǎo)學(xué)生要積極向上，學(xué)會(huì)創(chuàng)新思維。而傳統(tǒng)課程教學(xué)問題諸多，需要我們探索改革完善。因此，順應(yīng)新工科背景，建設(shè)適合于這個(gè)時(shí)代學(xué)生的“金課”已成為教育改革的首要任務(wù)。[2]

一、傳統(tǒng)工科教育的不足

1.人才培養(yǎng)理念落后

根據(jù)教育部規(guī)定高等院校學(xué)生畢業(yè)率就業(yè)率完成高校才能獲得專業(yè)認(rèn)證，眾多高校為了追求學(xué)校的專業(yè)認(rèn)證，讓課堂純粹辯變成應(yīng)試教育，期末考試?yán)蠋焺澲攸c(diǎn)需要靠什么上課就講什么，書本內(nèi)容不需要都看完，只需要記憶考試需要的部分，學(xué)生也養(yǎng)成了完成任務(wù)的習(xí)慣，學(xué)到什么并不重要，重要的是考試能過關(guān)，這種重視結(jié)果的教育似乎其樂融融達(dá)到了雙贏的效果。實(shí)際上，重視結(jié)果導(dǎo)致的后果是老師不重視研究教育的意義和科學(xué)成果，學(xué)生學(xué)習(xí)沒有收獲、面臨就業(yè)壓力大、自學(xué)能力差、研究能力弱等一系列問題。高等院校培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)該更注重的教育的過程，教師注重課堂設(shè)計(jì)、培養(yǎng)目標(biāo)、素養(yǎng)培養(yǎng)，學(xué)生從教學(xué)的過程中學(xué)到知識(shí)、更學(xué)到一種精神品質(zhì)。[3]

2.人才培養(yǎng)模式單一

傳統(tǒng)學(xué)科建設(shè)過程專業(yè)的設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式趨向于統(tǒng)一，課程的理論部分偏重，導(dǎo)致學(xué)生缺乏動(dòng)手能力、分析能力、解決問題的能力，難以滿足現(xiàn)在快節(jié)奏的生活需求。生活是最好的老師，老師不僅僅只是來源于書本上的知識(shí)，書本教授的是一套理論體系，如何將理論體系應(yīng)用于生活才是未來我們?cè)谧龅氖虑?，反向思維告訴我們首先融入生活，從生活中總結(jié)理論體系也是可以的，可能效果還會(huì)比預(yù)想的好。實(shí)踐是檢驗(yàn)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)，理論如何而來，它是前人對(duì)生活中固有的規(guī)律的總結(jié)，學(xué)好理論是為了更好地適應(yīng)生活然后發(fā)掘生活。

3.人才培養(yǎng)創(chuàng)新機(jī)制不完善

創(chuàng)新作為這個(gè)時(shí)代的動(dòng)力，對(duì)每一個(gè)教育者和受教育者都至關(guān)重要。高校培養(yǎng)學(xué)生大多通過為學(xué)生提出問題，然后傳授解決的方法，這個(gè)過程其實(shí)是一個(gè)機(jī)械的模仿過程，模仿是創(chuàng)新前必然經(jīng)過的一條路，但是高校缺乏的是引導(dǎo)學(xué)生去創(chuàng)新，學(xué)會(huì)模仿后需要讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、自主思考問題、探討問題，這就是創(chuàng)新的過程。高校教育大多停留在了前端的模仿過程，老師幫助學(xué)生解決問題，卻沒有讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題，自然學(xué)生就沒有創(chuàng)新力，只具備解決同種問題的能力，難以處理新的難題。

二、新工科背景下高等數(shù)學(xué)教學(xué)

面對(duì)新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的發(fā)展需求，高校數(shù)學(xué)專業(yè)與人工智能、大數(shù)據(jù)、5G物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)有著密切聯(lián)系，深度學(xué)習(xí)課程中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法推導(dǎo)過程需要深厚的數(shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)，計(jì)算機(jī)算法的靈活運(yùn)用的基礎(chǔ)就是數(shù)學(xué)理論的完備。所以現(xiàn)如今的高校數(shù)學(xué)課程要考慮到后期專業(yè)需求，分析行業(yè)特色、人文特色和國家化的人文素養(yǎng)相結(jié)合，讓新工科的高校數(shù)學(xué)課程具有時(shí)代的引領(lǐng)性、國際化的交融性。

高校數(shù)學(xué)課程模式應(yīng)該多樣化，不要局限于形式，引入翻轉(zhuǎn)課程、特設(shè)教育課堂、茶會(huì)課堂等新穎的模式來提高學(xué)生的課堂積極性，通過學(xué)生與老師角色互換模式來拉近老師與學(xué)生的距離，學(xué)習(xí)最好的模式是討論。高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)這三門數(shù)學(xué)課對(duì)部分學(xué)生來說是三座大山，學(xué)好不容易，教好更加不容易。課堂不再局限于數(shù)學(xué)知識(shí)的傳播，同時(shí)也需要插入人文知識(shí)的獲取，比如數(shù)學(xué)理論知識(shí)的來源、天文地理、名人傳記，或者數(shù)學(xué)家成長的故事，使得各種硬邦邦的數(shù)學(xué)公式變得妙趣橫生。這種文化底蘊(yùn)的傳播可以提升學(xué)生的個(gè)人品質(zhì)，從這些故事中學(xué)習(xí)的不僅是數(shù)學(xué)知識(shí)，更是一種研究的態(tài)度。

在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中，需要激活學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)，與新知識(shí)相連接，例如“求曲線面積”和“求矩形面積”具有內(nèi)在的相似性，“曲線面積劃分小矩形后再累加”和“圓面積求法”具有內(nèi)在的相似性，這樣學(xué)生更容易接受。因此，激活原有經(jīng)驗(yàn)、并與新知識(shí)建立連接是打造高等數(shù)學(xué)“金課”的法則。高校數(shù)學(xué)課堂的豐富化對(duì)教育是一個(gè)啟發(fā)，使得傳統(tǒng)的邏輯性課堂在新工科背景下成為“金課”，讓課堂更加豐富、讓學(xué)生有獲得感、讓老師更專業(yè)化。

結(jié)語

高等數(shù)學(xué)學(xué)科在“新工科”背景下建設(shè)“金課”需要一代一代教育工作者的努力，工科教育應(yīng)該體現(xiàn)出時(shí)代性、引導(dǎo)性、創(chuàng)新性、發(fā)展性，創(chuàng)新來源于課程的設(shè)計(jì)和老師的引導(dǎo)。因此，高校數(shù)學(xué)各門課程均有一個(gè)科學(xué)、有效的教、學(xué)、考、評(píng)的實(shí)施方案，逐漸形成課程規(guī)范，逐步打造數(shù)學(xué)金課，引導(dǎo)學(xué)生成為獨(dú)立思考、敢于批評(píng)、敢于質(zhì)疑，有創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維的社會(huì)需要的時(shí)代新人。

參考文獻(xiàn)

[1]章小峰，楊胤.工程教育專業(yè)認(rèn)證與“新工科”建設(shè)背景下的特色專業(yè)發(fā)展[J].中國冶金教育，2019（04）：77-82

[2]金愛兵，趙怡晴，姜琳婧.傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)非熱門學(xué)科“新工科”建設(shè)[J].中國冶金教育，2019（04）：58-61.

[3]王運(yùn)武，黃榮懷，彭梓涵，張堯，徐怡.打造新時(shí)代中國“金課” 培養(yǎng)“卓越拔尖”人才[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2019，33（04）：379-384+388.

作者簡介

陳潔（1976—），女，湖北襄陽，博士，系統(tǒng)分析與集成，湖北工業(yè)大學(xué)，理學(xué)院。