新工科導(dǎo)向下大學(xué)數(shù)學(xué)課程創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐

楊永富, 胡 真, 宮奕波

(河海大學(xué)理學(xué)院，南京 211100)

1 引 言

2016年12月，習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出，高等教育發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志.我們對(duì)高等教育的需要比以往任何時(shí)候都更加迫切，對(duì)科學(xué)知識(shí)和卓越人才的渴求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈.為了主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命，培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才，教育部創(chuàng)新提出了新工科建設(shè)理念[1].2017年2月以來(lái)，為積極推進(jìn)新工科建設(shè)，教育部連續(xù)召開(kāi)了3次與工程教育相關(guān)的會(huì)議，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)” 和“北京指南”.2017年6月，教育部正式發(fā)布《教育部辦公廳關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，隨后國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見(jiàn)》，專門(mén)強(qiáng)調(diào)了加快推進(jìn)新工科建設(shè).由此可見(jiàn)，新工科引領(lǐng)高等教育變革，推進(jìn)新工科建設(shè)也成為推動(dòng)高等教育改革創(chuàng)新的迫切需要[2].在百年未有之大變局的時(shí)代情境下，新工科將實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向、從專業(yè)分割轉(zhuǎn)向跨界交叉融合、從適應(yīng)服務(wù)轉(zhuǎn)向支撐引領(lǐng)[3].新工科建設(shè)背景下工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重新定位，尤其是強(qiáng)調(diào)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，這也是我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)的核心理念，進(jìn)一步突出和強(qiáng)化了大學(xué)數(shù)學(xué)課程對(duì)新工科建設(shè)及工程教育專業(yè)認(rèn)證的重要支撐作用.

“數(shù)學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是重大技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)”[4].大數(shù)據(jù)、人工智能、生物醫(yī)藥等新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，并非單純的工程技術(shù)可以解決，必須在數(shù)學(xué)方法、科學(xué)研究和系統(tǒng)集成等方面有新的研究和發(fā)現(xiàn).大學(xué)數(shù)學(xué)課程作為新工科建設(shè)中重要的基礎(chǔ)課程，是傳統(tǒng)理工類專業(yè)本科生最重要的基礎(chǔ)必修課，通常包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)建模4門(mén)課程，具有課程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、知識(shí)涉及面廣、課程難度大等特點(diǎn)，其學(xué)習(xí)時(shí)間占到了本科四年學(xué)習(xí)時(shí)間的一半； 學(xué)分占比重，學(xué)分約占工科類專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃總學(xué)分?jǐn)?shù)的15%左右； 課程內(nèi)容理論深、邏輯性強(qiáng)、計(jì)算復(fù)雜，教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)難度大.大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，進(jìn)而影響學(xué)校一流拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn).創(chuàng)新能力是現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才的普遍要求，是一種復(fù)雜的能力，主要是由知識(shí)視野、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能和創(chuàng)新素質(zhì)等要素構(gòu)成并相互作用而形成的綜合能力[5]，大學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為推進(jìn)知識(shí)原始創(chuàng)新及科技進(jìn)步的切入點(diǎn)，是包括新工科建設(shè)在內(nèi)各類人才培養(yǎng)的核心任務(wù)，需要貫穿于人才培養(yǎng)全過(guò)程.

因此，新形勢(shì)下積極探索新工科背景下大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)研究、改革、創(chuàng)新是推進(jìn)新工科建設(shè)的基石，更是新工科人才培養(yǎng)的需要[6].本文分析新工科建設(shè)背景下，工科高校大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教育現(xiàn)狀與困境、挑戰(zhàn)與機(jī)遇，并以河海大學(xué)為例，研究構(gòu)建大學(xué)數(shù)學(xué)“1455”創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系：堅(jiān)持立德樹(shù)人根本任務(wù)，通過(guò)四元驅(qū)動(dòng)、五鏈并舉實(shí)現(xiàn)五重人才培養(yǎng)目標(biāo)，為新工科建設(shè)背景下工科高校大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)研究與改革提供參考.

2 新工科導(dǎo)向下工科高校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)的困境

大學(xué)數(shù)學(xué)課程作為大學(xué)生進(jìn)入高校面對(duì)的重要“第一課”，具有內(nèi)容多、跨度大、理論深、難度高、學(xué)分重的特點(diǎn)，其教學(xué)效果對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)、創(chuàng)新能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)都起著舉足輕重的作用.現(xiàn)有新工科導(dǎo)向下工科高校的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系，均以“教-學(xué)-練”過(guò)程為核心.雖然改革一直在進(jìn)行，但依然存在對(duì)新工科和專業(yè)認(rèn)證支撐不足、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)力度不夠[7-8]等問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下方面.

教學(xué)模式缺乏先進(jìn)性.新時(shí)代的大學(xué)生伴隨著信息技術(shù)高速發(fā)展而成長(zhǎng)，思維活躍，接受新事物能力強(qiáng)，能熟練使用手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和電腦等工具，初等教育階段通常已經(jīng)熟悉現(xiàn)代信息技術(shù)輔助的教學(xué).此外，科技發(fā)展促進(jìn)教學(xué)手段也不斷豐富，全球化、網(wǎng)絡(luò)化為代表的一系列顛覆性技術(shù)的發(fā)展使得教育、學(xué)習(xí)、信息共享方式發(fā)生了變化[11].因此，教師應(yīng)該隨著科技進(jìn)步和學(xué)情變化即時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法和模式，融合現(xiàn)代信息技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量.若仍然固守傳統(tǒng)教學(xué)方法，如常見(jiàn)的“板書(shū)+粉筆+講課”或“PPT+板書(shū)+粉筆+講課”，一方面導(dǎo)致了教學(xué)方法單一，現(xiàn)代信息技術(shù)手段應(yīng)用不足，另一方面過(guò)分強(qiáng)調(diào)教師“教”的主體作用，而忽視學(xué)生“學(xué)”的主體地位，難以激發(fā)學(xué)生的求知欲和主觀能動(dòng)性，一定程度上制約創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，“以學(xué)生為中心”的育人理念可能成為空洞的口號(hào).

教學(xué)理念缺乏創(chuàng)新性.傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)主要“以教師為中心”“以傳授知識(shí)為主”，學(xué)生更多的是被動(dòng)消極地接收老師的灌輸.“在課堂上，常常是不講發(fā)明只講證明，不講道理只講定理[9].”在這種傳統(tǒng)理念影響下，學(xué)生雖然獲得很多概念、定理等知識(shí)，但學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主觀能動(dòng)性較差，難以領(lǐng)會(huì)其精神內(nèi)核，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力不強(qiáng)，很難促進(jìn)多學(xué)科交叉融合.這種傳統(tǒng)理念下，教師也往往會(huì)忽視學(xué)生價(jià)值觀塑造、創(chuàng)新能力和科學(xué)精神的培養(yǎng)等，課堂上適時(shí)的開(kāi)展課程思政，或思政教育主動(dòng)意識(shí)相對(duì)淡薄，效果不彰.

教學(xué)內(nèi)容缺乏多樣性.隨著新興科技不斷進(jìn)步，知識(shí)分化裂變?nèi)招略庐?，邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)，但多年來(lái)我們的教學(xué)內(nèi)容幾乎一成不變，片面強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)內(nèi)容本身的嚴(yán)密性和邏輯性，而忽略了教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)的相關(guān)性[10].新工科建設(shè)與工程教育專業(yè)認(rèn)證都明確要求學(xué)生具有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)建模方法解決實(shí)際專業(yè)工程問(wèn)題能力，因此不同專業(yè)對(duì)于大學(xué)數(shù)學(xué)課程的知識(shí)需求各有差異.但在教學(xué)實(shí)踐中，同一學(xué)校所有工科專業(yè)使用的教材、教輔和習(xí)題冊(cè)都是相同的，教學(xué)內(nèi)容缺乏針對(duì)性，體現(xiàn)不出專業(yè)特色，授課內(nèi)容偏重理論，授課標(biāo)準(zhǔn)單一，忽視了數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的融合與交叉，未能做到真正的“因材施教”，同時(shí)對(duì)新工科與工程教育專業(yè)認(rèn)證支撐也不足.

因此，隨著新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證的深入推進(jìn)，大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)存在的問(wèn)題與其培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的矛盾愈發(fā)顯得突出，大學(xué)數(shù)學(xué)課程教育教學(xué)創(chuàng)新能力改革迫在眉睫.

3 新工科導(dǎo)向下大學(xué)數(shù)學(xué)課程教育教學(xué)改革與實(shí)踐的現(xiàn)狀

新工科建設(shè)的目標(biāo)是培養(yǎng)具有家國(guó)情懷的卓越創(chuàng)新型工程人才，尤其應(yīng)擅長(zhǎng)獨(dú)立思辨能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.近年來(lái)，部分專家和學(xué)者，針對(duì)當(dāng)下工科高校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)普遍存在的共性問(wèn)題，圍繞新工科建設(shè)的新要求和新機(jī)遇，從工科專業(yè)升級(jí)改造對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的要求、大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)和模式創(chuàng)新等方面，開(kāi)展了一系列關(guān)于大學(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革與實(shí)踐的研究.

針對(duì)新工科專業(yè)及傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提出的新要求，教育部高等學(xué)校數(shù)學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任委員、湘潭大學(xué)黃云清教授深刻剖析了工科高校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與問(wèn)題，指明了新工科建設(shè)背景下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革的努力方向[6].具體來(lái)說(shuō)，就是堅(jiān)持以學(xué)為中心，通過(guò)創(chuàng)新課程體系、優(yōu)化知識(shí)模塊、強(qiáng)化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、做好角色轉(zhuǎn)換、融入信息技術(shù)和突出能力培養(yǎng)，提高大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果，更好的服務(wù)與支撐新工科建設(shè).

基于新工科建設(shè)，黎鎖平等針對(duì)蘭州大學(xué)、蘭州理工大學(xué)等高校的高等數(shù)學(xué)課程，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和自身的教學(xué)實(shí)踐，探討了教學(xué)改革中如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知能力、邏輯思維能力和再創(chuàng)造能力[16].提出了“三個(gè)結(jié)合”的教學(xué)改革原則，即“課內(nèi)與課外相結(jié)合，線上與線下相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合”.具體來(lái)說(shuō)，就是遵循直觀性教學(xué)原則，通過(guò)案例教學(xué)法、多種教學(xué)模式交叉運(yùn)用、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等方式提高大學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力.

劉錫平等針對(duì)上海理工大學(xué)線性代數(shù)課程，圍繞新工科建設(shè)理念，提出“四新”模式并進(jìn)行實(shí)踐：建立系列課程“新體系”，建立以工程應(yīng)用為目的的教學(xué)“新結(jié)構(gòu)”，緊跟時(shí)代步伐，建立教學(xué)“新模式”，破除解題式陳舊思想，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的“新理念”[17].

以上的改革或探索為新工科建設(shè)背景下大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教育教學(xué)改革做了有益的嘗試，有些為下一步大學(xué)數(shù)學(xué)課程教改指明了發(fā)展方向，有些以高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等具體課程為例進(jìn)行了研究和實(shí)踐.但如何創(chuàng)建面向新工科建設(shè)需求的完整大學(xué)數(shù)學(xué)課程體系并付諸實(shí)踐，再結(jié)合成效和師生反饋進(jìn)行完善的方案尚無(wú)成熟模式可供借鑒，需要進(jìn)一步研究探索.

4 新工科導(dǎo)向下工科高校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)體系的創(chuàng)建與實(shí)踐

河海大學(xué)是以水利為特色，工科為主，實(shí)施“雙一流”建設(shè)的教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)大學(xué).大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)直面大學(xué)數(shù)學(xué)課程教育教學(xué)的困境與現(xiàn)狀，創(chuàng)建了新形勢(shì)下交叉融合的大學(xué)數(shù)學(xué)“1455”創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系(見(jiàn)圖1).

圖1 大學(xué)數(shù)學(xué)“1455”創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

該體系的構(gòu)建和實(shí)踐始終圍繞立德樹(shù)人這個(gè)核心，以新工科建設(shè)、課程思政、工程教育專業(yè)認(rèn)證和一流課程為四元驅(qū)動(dòng)，從培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱入手，結(jié)合學(xué)生專業(yè)發(fā)展開(kāi)展大學(xué)數(shù)學(xué)課程、課程思政與專業(yè)課程的交叉融合，推行多形式教學(xué)改革實(shí)踐，完善課程評(píng)價(jià)模式，有效提升學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決專業(yè)問(wèn)題能力.通過(guò)以“價(jià)值鏈”為導(dǎo)向、“支撐鏈”為保障、“知識(shí)鏈”為基礎(chǔ)、“能力鏈”為核心、“素質(zhì)鏈”為拓展的五鏈并舉，樹(shù)立正確信念，健全保障機(jī)制，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力，提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)，以期實(shí)現(xiàn)“筑信念、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)應(yīng)用、重創(chuàng)新、高素養(yǎng)”的五重教學(xué)目標(biāo)，筑牢社會(huì)主義核心價(jià)值觀和科學(xué)精神、夯實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、提升數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、注重創(chuàng)新意識(shí)和邏輯思維能力培養(yǎng).

整個(gè)培訓(xùn)體系聚焦課程建設(shè)、教材建設(shè)、課程思政、教研項(xiàng)目、教學(xué)模式、青年教師能力提升和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，支撐新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證，服務(wù)學(xué)校一流學(xué)科和一流專業(yè)建設(shè).

精準(zhǔn)定位，打造一流課程.課程是人才培養(yǎng)的核心要素，是影響學(xué)生發(fā)展最直接的中介和變量，課程質(zhì)量直接決定著人才的培養(yǎng)質(zhì)量[18].河海大學(xué)大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)始終高度重視課程建設(shè)質(zhì)量，高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)3門(mén)課程均入選校級(jí)核心課程，同時(shí)建設(shè)了豐富的線上教學(xué)資源，在中國(guó)大學(xué)MOOC、智慧樹(shù)和超星平臺(tái)上正常開(kāi)放.精心打造概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程，2008年獲評(píng)江蘇省精品課程、2019年獲批江蘇省“金課工作坊”立項(xiàng)金課，目前為江蘇省一流本科課程，正在沖刺國(guó)家級(jí)一流本科課程.為了提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)，在2016年統(tǒng)計(jì)與生活獲評(píng)國(guó)家精品視頻公開(kāi)課的扎實(shí)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)打造統(tǒng)計(jì)、大數(shù)據(jù)與生活課程，獲評(píng)首屆國(guó)家級(jí)一流本科線上課程.(見(jiàn)表1)

表1 近年來(lái)課程建設(shè)部分成效

守正創(chuàng)新，建設(shè)精品教材.面向新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證的需求，大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)一方面遵循大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)體系的自身規(guī)律，同時(shí)注重思政元素的自然融入和現(xiàn)代信息技術(shù)的巧妙運(yùn)用，新編或修訂了大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教材.為了增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，在教材的每一章增加一節(jié)內(nèi)容介紹本章知識(shí)在實(shí)際工程或經(jīng)濟(jì)問(wèn)題中的應(yīng)用.為了提升學(xué)生的家國(guó)情懷、科學(xué)精神和攻堅(jiān)克難的勇氣，在教材每一章內(nèi)容的開(kāi)頭和結(jié)尾專題介紹與本章內(nèi)容相關(guān)的數(shù)學(xué)史及數(shù)學(xué)家的故事，特別是我國(guó)古代數(shù)學(xué)家相關(guān)的貢獻(xiàn)，勉勵(lì)學(xué)生不畏困難、刻苦鉆研，為解決“卡脖子”問(wèn)題夯實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ).為了讓教材能夠滿足分層教學(xué)的多樣化需求，在教材每一章增加了一節(jié)綜合例題，所選取的例題多數(shù)為近年的考研或競(jìng)賽題，鼓勵(lì)部分學(xué)有余力的同學(xué)自學(xué)，為后面學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽做好準(zhǔn)備.借助現(xiàn)代信息技術(shù)打造新形態(tài)教材，為每一道綜合例題錄制視頻講解，在教材的相應(yīng)位置附有二維碼，學(xué)生自學(xué)遇到困難可掃碼觀看教師講解視頻.新形態(tài)教材高等數(shù)學(xué)和數(shù)字課程概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)立項(xiàng)成為江蘇省高等學(xué)校重點(diǎn)教材，線性代數(shù)立項(xiàng)為校級(jí)重點(diǎn)教材，正在申報(bào)江蘇省高等學(xué)校重點(diǎn)教材.(見(jiàn)表2)

表2 近年來(lái)教材建設(shè)部分成效

同向同行，推進(jìn)課程思政.依托江蘇高校課程思政建設(shè)工作委員會(huì)理事長(zhǎng)單位和3個(gè)校級(jí)課程思政示范課，結(jié)合學(xué)生所在專業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，將課程思政實(shí)施方案寫(xiě)入所有課程最新版教學(xué)大綱.充分發(fā)掘大學(xué)數(shù)學(xué)課程的每個(gè)細(xì)節(jié)，融入對(duì)學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng).考慮到數(shù)學(xué)課程難度大，授課學(xué)時(shí)緊的特點(diǎn)，在課堂上，通過(guò)幾句名言、幾張PPT等學(xué)生更容易接受及省時(shí)的方式，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷、科學(xué)精神及責(zé)任與擔(dān)當(dāng)意識(shí)，真正做到“守好一段渠、種好責(zé)任田”，使學(xué)生在渴望求得數(shù)學(xué)知識(shí)的興奮、愉悅和暗示下接受熏陶，啟發(fā)學(xué)生自覺(jué)認(rèn)同，產(chǎn)生共鳴和升華，實(shí)現(xiàn)潛移默化的效果.近年來(lái)大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)主持校級(jí)課程思政重點(diǎn)課題3項(xiàng)，一般課題5項(xiàng)，并且在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)精心培育獲省級(jí)教改項(xiàng)目重點(diǎn)課題1項(xiàng).(見(jiàn)表3).

表3 近年來(lái)課程思政建設(shè)部分成效

注重改革，狠抓教研項(xiàng)目.隨著新工科建設(shè)、課程思政、工程教育專業(yè)認(rèn)證等新戰(zhàn)略和新標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)理念已無(wú)法適應(yīng)時(shí)代發(fā)展提出的新要求，通過(guò)狠抓教研項(xiàng)目，提升大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)的教育教學(xué)理論水平.鼓勵(lì)教師積極申報(bào)校級(jí)教研項(xiàng)目，遴選骨干教師精心選題，反復(fù)打磨申報(bào)書(shū)，重點(diǎn)培育省級(jí)、國(guó)家級(jí)教研項(xiàng)目.近3年來(lái)，大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)獲批“基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)體系的探索與實(shí)踐”“立德樹(shù)人,融合創(chuàng)新，‘四新’建設(shè)背景下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革與實(shí)踐” “十四五大學(xué)數(shù)學(xué)課程思政建設(shè)的研究與實(shí)踐”等5項(xiàng)省級(jí)教研項(xiàng)目重點(diǎn)課題，1項(xiàng)一般課題，3項(xiàng)校級(jí)重點(diǎn)課題，11項(xiàng)一般項(xiàng)目.同時(shí)鼓勵(lì)教師積極總結(jié)教育教學(xué)改革與實(shí)踐的心得，發(fā)表高質(zhì)量教研論文，團(tuán)隊(duì)成員每年在《大學(xué)數(shù)學(xué)》《高等數(shù)學(xué)研究》等權(quán)威期刊發(fā)表論文5篇以上.

表4 近年來(lái)教研項(xiàng)目建設(shè)部分成效

與時(shí)俱進(jìn)，探索教學(xué)模式.常態(tài)化疫情防控形勢(shì)對(duì)傳統(tǒng)線下教學(xué)產(chǎn)生了很大沖擊，但也推進(jìn)了大學(xué)數(shù)學(xué)課程線上教學(xué)以及線上線下混合教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型與實(shí)施，為智能時(shí)代背景下大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)范式的探索邁出了重要一步.大學(xué)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)緊，傳統(tǒng)的教學(xué)通常擠不出時(shí)間去分析知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈，也缺乏時(shí)間去講授如何應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，從而出現(xiàn)不講發(fā)明只講證明，不講道理只講定理的情況.通過(guò)一段時(shí)間線上教學(xué)的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)線上教學(xué)具有個(gè)性化、機(jī)會(huì)多、時(shí)空受限少等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又有教與學(xué)場(chǎng)景分離、師生互動(dòng)少、學(xué)生自主學(xué)習(xí)差等方面的不足.面對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)與線上教學(xué)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)揚(yáng)長(zhǎng)避短，線下的課堂教學(xué)側(cè)重基本的概念、定理和方法的講授，同時(shí)建設(shè)了高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)學(xué)分析I選講等配套的線上輔助拓展資源，滿足分層次教學(xué)和學(xué)生多元化發(fā)展需要.同時(shí)借助超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)加大過(guò)程性考核，大力推進(jìn)線上線下混合式教學(xué)，提升大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量.

以賽促教，提升教師水平.教育部高教司吳巖司長(zhǎng)在第二屆全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽全國(guó)賽閉幕式上“鍛造中國(guó)金師”的主旨報(bào)告中指出，教師是人才培養(yǎng)的決定力量.大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)一直重視教師教育教學(xué)能力的提升，通過(guò)組建大學(xué)數(shù)學(xué)(課程群)基層教學(xué)組織，開(kāi)展“新教師研習(xí)營(yíng)”“教學(xué)加油站”“名師成長(zhǎng)苑”等各類教研活動(dòng)，完善傳幫帶機(jī)制，發(fā)揚(yáng)和傳承老一輩優(yōu)良教學(xué)傳統(tǒng).精心打造“數(shù)理文化節(jié)”和“名師講堂”品牌欄目，邀請(qǐng)著名數(shù)學(xué)家張益唐教授、湯濤院士、江松院士和教學(xué)名師前來(lái)傳經(jīng)送寶，為青年教師樹(shù)立楷模，激勵(lì)他們潛心為學(xué)、用心育人.鼓勵(lì)教師積極參加各類高級(jí)別講課競(jìng)賽，以賽促教，提升教師教育教學(xué)能力.近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員獲2項(xiàng)全國(guó)高校數(shù)學(xué)微課程教學(xué)設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)二等獎(jiǎng)、2項(xiàng)華東賽區(qū)特等獎(jiǎng)，1項(xiàng)首屆全國(guó)高校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新大賽江蘇省特等獎(jiǎng)，2項(xiàng)江蘇省高校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課青年教師授課競(jìng)賽一等獎(jiǎng)等優(yōu)異成績(jī).(見(jiàn)表5)

表5 近年來(lái)團(tuán)隊(duì)教師講課競(jìng)賽部分成效

以賽促學(xué)，增強(qiáng)創(chuàng)新能力.創(chuàng)新能力培養(yǎng)是新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心任務(wù)，也是大學(xué)數(shù)學(xué)課程肩負(fù)的最重要使命.結(jié)合大學(xué)數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn)，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，一方面要夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面要鼓勵(lì)學(xué)生積極參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽、美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、江蘇省普通高等學(xué)校高等數(shù)學(xué)競(jìng)賽等高水平學(xué)科競(jìng)賽，以賽促學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.建立“線上+線下”“課內(nèi)+課外”“個(gè)體+團(tuán)隊(duì)”的學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)機(jī)制，不斷提升指導(dǎo)效率，獲獎(jiǎng)的數(shù)量與質(zhì)量均位列全省前列.2019年以來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員指導(dǎo)學(xué)生獲全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽全國(guó)3項(xiàng)一等獎(jiǎng)、14項(xiàng)二等獎(jiǎng)、15項(xiàng)三等獎(jiǎng)； 美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽2項(xiàng)最高獎(jiǎng)項(xiàng)—特等獎(jiǎng)、1項(xiàng)(2022年全球僅6項(xiàng))美國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)特別獎(jiǎng)(SIAM Award)、21項(xiàng)特等獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)；4項(xiàng)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽全國(guó)一等獎(jiǎng)、2項(xiàng)二等獎(jiǎng)、2項(xiàng)三等獎(jiǎng)、123項(xiàng)江蘇賽區(qū)一等獎(jiǎng)；160項(xiàng)江蘇省高數(shù)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績(jī).此外，還嘗試與學(xué)生所在專業(yè)教師聯(lián)手，從全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽到學(xué)生的學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽，形成創(chuàng)新能力培養(yǎng)鏈，有效提升大學(xué)數(shù)學(xué)對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)的支撐，助力“創(chuàng)青春”全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”金獎(jiǎng)和全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽特等獎(jiǎng)等多項(xiàng)專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽獲大獎(jiǎng).(見(jiàn)表6)

表6 近年來(lái)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽部分成效

5 結(jié) 論

面對(duì)新工科建設(shè)背景下大學(xué)數(shù)學(xué)課程面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，本文研究提出新形勢(shì)下交叉融合的大學(xué)數(shù)學(xué)“1455”創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系.經(jīng)過(guò)3年多的實(shí)踐和完善，大學(xué)數(shù)學(xué)團(tuán)隊(duì)成員對(duì)新工科建設(shè)、工程教育專業(yè)認(rèn)證等新理念有了深刻的認(rèn)識(shí)，教學(xué)內(nèi)容也更具多樣性和個(gè)性化，線上線下混合式教學(xué)幾乎全面施行，人才培養(yǎng)成效初步顯現(xiàn)，部分做法為同類工科院校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)提供一定借鑒與參考.該體系作為教學(xué)成果“立德樹(shù)人、交叉融合，新形勢(shì)下工科數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐”的主要部分，申報(bào)了2021年江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)并榮獲二等獎(jiǎng).同時(shí)本體系還支撐了學(xué)校新工科和新農(nóng)科專業(yè)的一流創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作，“基于大思政觀、大工程觀的土木類一流人才‘三維三融’培養(yǎng)體系建構(gòu)與實(shí)踐” “面向鄉(xiāng)村振興的農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)教育教學(xué)改革與創(chuàng)新實(shí)踐”分獲2021江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)和一等獎(jiǎng).

同時(shí)也要看到，因受限于師資力量、保障條件等方面的不足，目前針對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教育教學(xué)改革尚未形成令人滿意的方案，和新工科建設(shè)的要求還有差距.除新工科建設(shè)外，推進(jìn)新農(nóng)科、新醫(yī)科和新文科建設(shè)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課程提出了更高、更新的要求，改革的任務(wù)仍然任重道遠(yuǎn)，需要繼續(xù)探索大學(xué)數(shù)學(xué)課程教育教學(xué)改革的新路徑，為緊缺人才和卓越拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)做出重要貢獻(xiàn).

致謝感謝河海大學(xué)理學(xué)院朱永忠教授為本文提出的建設(shè)性意見(jiàn).