南京邮电大学金正猛、宋洪雪主持完成了2024年江苏省高校“高质量公共课教学改革研究”专项课题（课题编号：2024GZJX165），课题组主要成员：秦芳芳、杨朝霞、许碧欢

数字化赋能STEAM理念下电子信息类高校数学公共课教学改革与实践研究成果精粹

一、研究背景与核心目标

（一）研究背景

  立足教育数字化战略部署，紧扣党的二十大“教育数字化”发展要求，聚焦高等数学公共课程与电子信息类专业适配性不足、传统教学模式难以支撑“高阶性、创新性、挑战度”教学需求等问题，以南京邮电大学（双一流学科建设高校）为实践载体，探索虚拟现实、人工智能等数字技术与数学教学深度融合的路径，助力高等教育现代化与高等教育强国建设。

（二）核心目标

1、创新数学课程教学形态，构建“数字化资源-混合式模式-智能化环境”三位一体的教学体系，形成可推广的公共数学课程改革经验。

2、培育线上教学名师空间与智慧课程，提升教师数字素养，培养兼具数学基础、工程技能与人文情怀的电子信息类人才。

3、实现“教与学”全流程优化，通过数字化教学设计、实施与评价，强化学生数学思维、创新能力及解决工程实际问题的能力。

二、研究重点与突破难点

（一）研究重点

1、数字技术驱动教学创新：革新课堂形式、教学内容、教学方法与评价体系，推动数学公共课程与数字技术深度融合。

2、智慧教学环境构建：整合大数据、5G等技术，打造个性化课堂，提升学生理论素养与工程问题解决能力。

3、数字化育人体系重塑：从育人、办学、管理、保障四个维度，结合人工智能技术优化育人全流程，推动思政教育转型。

（二）难点突破

1、顶层设计协同化：联动学校各部门明确改革目标，形成“校-院-教学中心”三级推进机制，确保改革与国家教育数字化战略同频共振。

2、教师教学理念转型：通过赛事驱动、能力培训与实践赋能，推动教师从“演示型教学”向“交互型、翻转式、个性化教学”转变。

三、研究基础与实施路径

（一）核心研究基础

  依托南京邮电大学工科优势与信息学科特色，已形成扎实的改革基础：

1、分层次教学内容：按理工、经管、文艺等专业需求，构建“高等数学A/B/文科数学”分层课程体系，融入复变函数、STEAM教育理念及工程应用案例。

2、递进式课程群建设：打造“通识（基础数学）-综合（数学实验）-创新（竞赛进阶）”课程群，配套贝尔学院强化班、创新实验班，形成“强基培优”体系。

3、混合式教学成熟化：2020年起推行线上线下融合教学，建成异步SPOC课程、微课资源库，运用雨课堂、慕课堂等工具实现过程性评价与学情诊断。

（二）关键实施路径

1、教师数字能力提升：以国家级、省级教学赛事为抓手，研制教师数字化能力发展方案，通过课题研讨、技术培训推动教师掌握数字化教学设计与大数据分析技能。驱动教师积极投入数字常态化教学实践，将课程的知识点、技能点、课程思政要求进行颗粒化设计和安排，引导教师对所在课程教学进行数字融合创造，实现信息化教学创新。

2、数字化资源建设：开发“AI+专业”新形态教材，利用Mathematic、GeoGebra等软件实现抽象数学知识可视化、可操作性、复杂计算的可实现性，配套数字资源包与专业衔接指南。使新形态数字化教学资源充分满足线上、线下自主学习的新需求，充分重视数学直观、数学思想、数学应用的培养。

3、学生数字素养培育：开展Mathematic、Python、Excel数据建模等培训，通过在线平台技巧分享会、数学建模工作坊，强化学生数字化学习与应用能力。引导学生运用数据工具解决数学中的统计分析、线性规划等实际问题；让学生掌握用编程工具处理复杂数学模型，强化运用数字化手段解决高等数学综合问题的能力。

4、教学模式与评价革新：构建“启发式-研讨式-问题驱动式”混合教学模式，采取融入数学建模与数学实验的实验化教学过程和分类分层教学方式。开发在线考试系统实现试题管理、考务管理、自动评分和成绩统计等功能，改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价。实行“过程性评价+终结性考核”多元评价体系。5、数字思政深度融合：依托虚拟现实技术打造虚实结合思政课堂，挖掘数学课程中的思政元素，建设10个思政案例库与15个专业案例库，形成“大思政”育人格局。其中教学微课《AI路径规划的数学密码—梯度算法》和《这个数学公式驱动北斗，你知道吗》作为高等数学知识在人工智能领域的专业应用案例和课程思政案例已经完成，并取得了很好的反响，未来继续探索高等数学在通信与信号处理、电磁场、电子科学与技术、集成电路、物联网等领域的应用。

  数字化赋能的线上线下混合式教学延伸了教学的时空，加大了课容量，优化了考试考核方式，所以在分层次教学改革、实施课程群建设等各项改革措施助推下，近年来我校学生数学公共课考试成绩稳步提高，不及格率逐年下降，考研数学成绩优异，各类学科竞赛中表现突出。

四、核心研究成果

（一）课程建设与资源成果

1、智慧课程与教材突破：完成《高等数学》（上）智慧课程建设，推进“三维一体”（优质内容+AI工具+专业场景）新形态教材编写，计划2026-2027年陆续出版电子信息类专业适配的纸质版（慕课版）与数字化教材；金正猛主编《数学实验》（2022年科学出版社）入选“十四五”省级规划教材并推荐国家级规划教材。

2、数智化教学体系构建：建成高等数学知识图谱，实现AI辅助答疑、云阅卷、智能资源推送；立项校级《高等数学》“课程思政”示范课程、数智融合课程，以及《高等数学》课程标准化研究与实践项目，形成“教-学-评”全流程数字化闭环。

（二）教学改革与实践成效

1、学科竞赛成绩斐然：近五年指导学生获全国大学生数学竞赛国家级一等奖4项、二等奖3项，三等奖4项，其中第十五届竞赛我校获一等奖数和获奖总数位列江苏省第2名（东南大学第一名）、全国第32名；近5年获省级奖项几千项，第22届（2025年）江苏省普通高等学校高等数学竞赛我校有2名同学荣获“高教社智数奖”（全省前100名）。2025年美国大学生数学建模竞赛获3项特等奖（并列全球第一）；全国大学生数学建模竞赛3次实现“大满贯”，2023年获本科组唯一“北太天元数模之星”奖。

2、学科建设与人才培养双提升：2021年获批数学一级学科博士学位授权点，2022年入选省级数学拔尖学生培养计划2.0基地，2023年获批数学博士后科研流动站，形成“课程改革-竞赛成果-学科发展”协同共进格局。

（三）教师发展与学术成果

1、教师教学能力显著提升：宋洪雪获2025年江苏省微课教学比赛一等奖、校微课教学比赛特等奖、校教师教学创新大赛一等奖等多项荣誉，秦芳芳获江苏省数学基础课青年教师授课竞赛三等奖；教师团队连续多年获“全国和江苏省大学生数学竞赛优秀指导教师”称号。

2、教学研究成果丰硕：在《高等数学研究》、《大学数学》、《大学教育》等高质量教学研究期刊发表《对于一道曲线积分原函数问题的思考》、《一体化教学模式下任务驱动式高等数学教学改革探索》、《以培养时代新人为目标的高等数学课程改革探索》等教学论文3篇，宋洪雪在全国大学生数学竞赛暑假研讨会报告《数学竞赛中曲线曲面积分题的解题策略与典型例题》等等，形成可复用的数字化教学改革方法论。

五、研究价值与展望

（一）核心价值

1、理论价值：构建“数字化赋能公共数学课程改革”理论框架，填补“数字技术与理工科基础课程深度融合”的研究空白，为高等教育数字化转型提供新视角。

2、实践价值：形成“分层教学-课程群建设-数字赋能-思政融合”的改革模式，已在南京邮电大学验证成效，其教材建设、混合式教学等经验可直接为同类高校公共基础课改革提供参考。

（二）未来展望

1、深化“AI+数学教学”融合，开发自适应学习系统，实现学生学习路径的精准个性化匹配。

2、扩大改革覆盖面，联合多所高校构建数字化数学教学资源共享联盟，推动成果跨校推广。

3、持续优化数字思政育人体系，探索“数学+工程+思政”的跨学科融合教学模式，进一步提升人才培养质量。

（全文基于南京邮电大学课题实践，数据与案例均来自2020-2025年实际成果，无知识产权争议。）