新工科视域下高等数学教学改革研究与实践

2024年1月9日发(作者：山东卷答案数学试卷)

新工科视域下高等数学教学改革研究与实践

摘要高等数学教育教学，应当使学生掌握专业学习必需的数学知识，培养学生的逻辑思维能力，为工程技术人才培育和加强国家科技力量做出基础性的奉献。随着科学技术的急速发展，新工科建设对高等数学教学提出了新要求，要不断提高学生的数学实践创新能力，致力于培养学生灵活使用数学知识处理生产和生活中的实际问题，促进高等数学能够满足学生的专业应用需求，推动学生的专业良性发展。

关键词：新工科；高等数学；交叉融合；教学改革；课程体系

1、新工科视域下的高等数学教学改革路径

新工科建设的主要目标可以表述为：“主动布局、设置和建设服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的工程学科与专业，培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力和高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才”。根据新工科建设理念和要求，桂林理工大学高等数学教学团队积极开展课程研究和实践，根据新工科背景下高等数学教学需，要根据产业转型升级和社会发展的要求，围绕新专业或专业升级改造对于数学知识、方法、思维和能力提出新的要求，特别是在高等数学教学中需更加注重培养学生的创新思维和实践能力，提高数学对解决工程问题能力的支撑作用。

为达到真正意义上的创新型新工科人才培养目的，更需要我们从更高的站位思考整个学科专业的改革、教学方式的升级，以及师资队伍、科研平台的建设。经过学校课程团队多年连续不断地研究实践，不断优化课程体系，改革传统的高等数学教育教学模式和课程体系，加强数学应用和实践创新方面的培养。构建了“高等数学理论+高等数学实践+高等数学应用+高等数学创新”循环式的高等数学教育教学流程，凸显“重交叉、优体系、强实践、结专业”的高等数学教育教学特色。

课程团队不仅要对教学内容进行增、删、改、并等优化与融合，还要协调好课程之间的关系。在课程内容优化方面，课程除了在课程之间的连接和协调方面始终依照专业培养目标进行校正以外，还要在授课案例、课程作业、实践项目及学科竞赛等多个方面进行校正。

通过外引内培，重视教师的工程实践能力培养，提升教师将工程实践有机融入数学教学的能力引进具有工程背景数学教师4人，70%的年青教师具有到企业挂职或出国进修的经历，选派20余名教师参加各类数学应用会议培训。组建学科专业竞赛指导团队，80%的教师参与了“大学生数学建模”“大学数学竞赛”和“大学生创新创业”指导。教师通过开设应用研究型课程提升学科交叉和实践能力。

确立了“课堂为基础、竞赛为牵引、重点在实践”的创新型卓越工科人才培养观基于新工科建设理念，在以学生为中心，产出为导向的引导下，首先对高等数学内容进行模块化划分，依照专业发展需求开展层次化、模块化的组合教学。基础模块满足各专业对数学课程要求；专业模块由专业、行业、企业和数学老师共同商议决定；发展模块设为公选课，为学生考取研究生继续深造设置。其次开展数学建模、数学竞赛等活动，通过专题讲座、培训和赛前训练等，提高学生的分析、建模、表述和求解的能力，达成“以赛促学、以赛促教”。重视数学实践，使学生经过课程、竞赛和创新创业实践活动，完成从知识接受到知识创造，提升学生实践创新能力。

注重跨学科课程资源的开发与整合，走开放、融合和自适应的新工科建设之路[5]。根据“基础知识—基础训练—综合知识—综合训练—创新实践”:序渐进原则，设置“基础课程、基础实验、综合课程、竞赛培训、竞赛实践”五个课程教学模块，建成“课程内知识融合、课程之间知识融合、已有知识与拓展知识融合、课内实践与课外实践融合”的高等数学课程体系。

基于“知行合一”，形成了“四融合、六结合”的高等数学教学模式数学不是单独的符号，其来源于实践并应用于实践，才能为新工科专业发展提供更好服务。在注意可教学性的原则下，适当浸透现代数学思想，介绍现代数学术语和符号，为学生将来学习现代数学知识供给对应接口。用现代数学观点实行教学，“为未知而教，为未来而学”，坚持问题导向，致力“教、学、赛、创”四融合联合创新，践行“知行合一”原则。重视“六结合”，即数学与专业、思政结合，教学与科研结合，理论与实践结合，课内外结合，工程素质与创新能力结合。

重视课程团队和资源建设搭建丰富的高等数学、概率统计等课程网络教学资源。课程团队制作了1000多分钟的基本知识点微课视频，搭建了网络教学平台，编写了《概率统计》《线性代数》《高等数学学习指导与习题集（上、下）》，收集整理了历年全国高等数学建模竞赛优秀论文，编制了20余套《高等数学单元测试题》。

将思政教育有机融入课程教学高等数学课程教学不仅要传授数学知识，培养学生数学应用和实践创新能力，还要坚持立德树人、价值引领，将思政教育有机融入课程教学。

2、高等数学教育教学改革实践效果及应用

课程建设成果丰富，二门课程获广西区一流本科课程大学数学中的高等数学、概率论与数理统计，2019、2020分别被认定为广西区一流本科课程。课程覆盖全校理工科及经管各个专业，根据学校办学定位和各专业需求，形成了分层次、分模块组合教学，达到良好效果，学生在各类学科专业竞赛中成绩显著，近年学校考研录取率每年上升2%以上的比率。

根据新工科建设和工程认证的要求，开展以专业发展为目标的高等数学教学，有效支撑桂林理工大学（以下简称“我校”）各专业按照OBE（基于学习产出的教育模式）的理念进行人才培养。我校土木工程等8个专业通过工程教育专业认证，通过认证的数目在广西名列前茅；环境类专业、资源勘查工程专业完成了教育部首批新工科研究与实践项目；金属材料工程、能源化学工程等14个专业进行了新工科建设专业升级改造。

课程团队教师教学水平得到了明显提升组建了高等数学、线性代数和概率统计课程教学团队，录制了近1000min的微课教学视频。成立了竞赛教练组和考研数学辅导团队。团队以老带新，通过试讲点评、讲课竞赛和观摩示范，鼓励年轻教师积极参与各类教学竞赛，其中多位老师获得校十佳讲课老师、获全国大学数学微课设计比赛一、二等奖项，高等数学、概率统计获广西区一流课程，多位老师被评为数学建模、数学竞赛国家级、区级优秀指导老师。

课程与实验教学平台的建设成果丰富为加强数学实践创新能力培养，建立了1个省级重点实验室；建成4个数学实验室：数学建模实验室、统计专业实验室、信息与计算科学专业实验室和智能信息处理实验室；2门区级一流课程和3门课程网络教学平台。通过课程网络平台，构建了多层次、多向性的教学互动。网络教学突破了时间、空间的限制，使学生更乐于学数学，体现了以学生为主体，充分做到了因材施教，促进了学生创新意识和创新能力的培养。

结语

确立创新型卓越工科人才培养观，构建全贯通的高等数学课程体系，优化高等数学教学模式，竭力培养学生敏锐运用数学知识解决复杂工程问题的能力，培养学生积极主动的学习意识，提高课程教学质量，促使学生专业、素质全面发展。

参考文献

[1]刘进波.微课背景下高校高等数学课程教学改革的研究与实践[J].教育现代化,2020，7(48):67-70.

[2]席岩.高等数学课程建设和教学改革研究与实践[J].才智,2019(24):68.

[3]张晓丽.高校文科师范生高等数学教学的研究与实践[J].现代经济信息,2019（14):457.作者简介：姜红（1990.9—），女，汉族，单位：商丘工学院，邮编：476000，研究生学历，研究方向：控制理论及其应用