新工科背景下基于专业需求的新时代大学数学教学改革研究
金陵科技学院魏广华、王丙均主持完成了2024年江苏本科高校“理工类公共基础课程教学改革研究”专项课题“新工科背景下基于专业需求的新时代大学数学教学改革研究”(课题编号:2024LGJK009),课题组主要成员:刘平、王忠伟、林洪伟、李德浩、王月明、李勤丰、刘欢、钱欣洁、石海华
大学数学是理工科人才培养体系中的基石,其教学质量直接关乎学生逻辑思维、科学素养及解决复杂工程问题能力的塑造。面对新工科建设对人才知识结构、能力素质提出的全新要求,传统上偏重理论、与专业实践脱节的大学数学教学模式已显露出明显的不适应性。本课题以“服务专业需求、赋能学生未来”为核心理念,对大学数学的教学内容体系、资源载体形式、教学方法模式进行了系统性、一体化的改革与创新实践。
一、 坚持需求导向,重构教学内容体系
本课题研究打破了公共基础课“一套大纲管全部,一本教材用多年”的路径依赖。项目组深入各主流工科专业教学一线,开展了系统性的需求溯源工作,通过量化与质性相结合的研究方法,分析了不同工程领域对数学工具、数学思维的需求。在此基础上,对经典教学内容进行了大刀阔斧的“加减法”:做“减法”,果断删减了部分陈旧过时、过于抽象的纯理论推导内容,为应用腾出空间;做“加法”,大幅增加了与专业结合紧密的应用模块和建模训练。出版的《线性代数与空间解析几何》新教材和修订的《概率论与数理统计》教材,正是这一理念的物化成果。尤为关键的是,项目组基于真实工程背景和科研项目,开发了多个教学案例。这些案例将抽象的数学概念转化为解决专业领域实际问题的钥匙。例如,在电子信息类专业中,用概率模型分析信号传输的误码率;在机械工程专业中,用统计方法处理产品质量控制数据。这使得数学课不再是孤立的理论传授,而是与专业学习紧密相连的“赋能”课程,数学课堂不再是公式与定理的枯燥推演,显著提升了学生的学习获得感与目标驱动力。
二、 推动数字赋能,建设立体化教学资源
为保障新的教学内容体系能够高效落地,项目着力打造了以“新形态教材”为入口、以“数字化资源平台”为支撑的立体化教学资源生态。学生通过扫描教材中随处可见的二维码,即可一键直达相应的微课视频(攻克重点难点)、案例详解(拓展应用视野)、软件操作演示(掌握计算工具)、科学史话(感悟数学精神)。同时,项目构建的线上案例库、习题库、试题库等,与教材内容紧密咬合、分层设计,为学生提供了个性化、自主化的学习路径选择与巩固提升的无限空间。这种“轻量化纸质载体+海量数字资源”的深度融合模式,极大地拓展了教学的边界,适应了数字原住民一代的学习习惯,实现了从“教材”到“学材”的根本性转变,为混合式教学的实施奠定了坚实基础。
三、 创新教学模式,促进能力内生增长
在教学模式层面,项目推动从“教师中心、课堂中心、教材中心”向“学生中心、学习中心、能力中心”的转变。依托建设的丰富案例库和线上平台,广泛采用“案例驱动”和“项目引领”式教学。在课堂上,教师角色从知识的传授者转变为学习的引导者和设计的教练,引导学生围绕一个具体的、有挑战性的工程问题,分组协作,运用所学数学知识进行分析、假设、建模、求解与评价,从而在解决真实问题的过程中主动建构知识、锤炼能力。线上平台则有效支撑了课前知识传递、课中互动测验、课后协作研讨与个性化辅导,实现了线上线下的无缝衔接与优势互补。这种教学模式不仅显著提升了课堂的吸引力、互动性和挑战度,更重要的是,它有效地培养了学生面对不确定性问题时的数学思维习惯和“想到用数学、会用数学”的关键能力,实现了知识向能力与素养的内化。




