新工科背景下高校數學“金課”建設探究

摘 要：“新工科”是在新科技革命、新經濟體系、新的產業革命背景下提出的重要戰略體系，為今后的人才培養提供了新思路、新方法。高校數學課程作為工科專業必修課程之一，如何建設高校數學“金課”成為工科高等教育的重要問題。本文通過對新工科背景的深度剖析，提出“金課”模式來提高學生課堂積極性、互動性、主動性，提高學生知識吸收效率，使學生更有效地適應新型產業。

關鍵詞：新工科教育 高校數學 金課

隨著工業4.0、中國制造2025時代的到來，眾多新興行業比如人工智能、智能機器人、物聯網、云計算、大數據等成為社會的浪潮，而傳統學科高等數學、量子物理、化學等偏向于理論推導，這類工科專業已難以滿足這個時代社會對人才的需求，傳統的教學模式與經濟社會發展脫節，人才培養更著重教會學生如何去解決工程問題、工程實踐和團隊合作，而新工業界更著重的是個人品質、社會能力、實踐經驗和時間管理模式，人才培養理念與實際需求部分脫節，現如今的工科教育存在教學模式單一、教育理念不完備、專業性學科不突出等問題。[1]

在2018中國高等學校本科教育工作會議上提出建設有創新性和挑戰度的“金課”、消除“水課”的概念，“水課”是老師不用心準備的課堂，“金課”是有知識、能力和素養的融合，不僅僅是培養學生獲得知識、訓練邏輯思維，更主要的是要引導學生要積極向上，學會創新思維。而傳統課程教學問題諸多，需要我們探索改革完善。因此，順應新工科背景，建設適合于這個時代學生的“金課”已成為教育改革的首要任務。[2]

一、傳統工科教育的不足

1.人才培養理念落后

根據教育部規定高等院校學生畢業率就業率完成高校才能獲得專業認證，眾多高校為了追求學校的專業認證，讓課堂純粹辯變成應試教育，期末考試老師劃重點需要靠什么上課就講什么，書本內容不需要都看完，只需要記憶考試需要的部分，學生也養成了完成任務的習慣，學到什么并不重要，重要的是考試能過關，這種重視結果的教育似乎其樂融融達到了雙贏的效果。實際上，重視結果導致的后果是老師不重視研究教育的意義和科學成果，學生學習沒有收獲、面臨就業壓力大、自學能力差、研究能力弱等一系列問題。高等院校培養學生應該更注重的教育的過程，教師注重課堂設計、培養目標、素養培養，學生從教學的過程中學到知識、更學到一種精神品質。[3]

2.人才培養模式單一

傳統學科建設過程專業的設定、教學內容和教學方式趨向于統一，課程的理論部分偏重，導致學生缺乏動手能力、分析能力、解決問題的能力，難以滿足現在快節奏的生活需求。生活是最好的老師，老師不僅僅只是來源于書本上的知識，書本教授的是一套理論體系，如何將理論體系應用于生活才是未來我們在做的事情，反向思維告訴我們首先融入生活，從生活中總結理論體系也是可以的，可能效果還會比預想的好。實踐是檢驗理論的唯一標準，理論如何而來，它是前人對生活中固有的規律的總結，學好理論是為了更好地適應生活然后發掘生活。

3.人才培養創新機制不完善

創新作為這個時代的動力，對每一個教育者和受教育者都至關重要。高校培養學生大多通過為學生提出問題，然后傳授解決的方法，這個過程其實是一個機械的模仿過程，模仿是創新前必然經過的一條路，但是高校缺乏的是引導學生去創新，學會模仿后需要讓學生自主發現問題、自主思考問題、探討問題，這就是創新的過程。高校教育大多停留在了前端的模仿過程，老師幫助學生解決問題，卻沒有讓學生自己去發現問題，自然學生就沒有創新力，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學教學

面對新經濟形勢下的發展需求，高校數學專業與人工智能、大數據、5G物聯網等專業有著密切聯系，深度學習課程中的神經網絡算法推導過程需要深厚的數學邏輯推導，計算機算法的靈活運用的基礎就是數學理論的完備。所以現如今的高校數學課程要考慮到后期專業需求，分析行業特色、人文特色和國家化的人文素養相結合，讓新工科的高校數學課程具有時代的引領性、國際化的交融性。

高校數學課程模式應該多樣化，不要局限于形式，引入翻轉課程、特設教育課堂、茶會課堂等新穎的模式來提高學生的課堂積極性，通過學生與老師角色互換模式來拉近老師與學生的距離，學習最好的模式是討論。高等數學、概率論與數理統計、線性代數這三門數學課對部分學生來說是三座大山，學好不容易，教好更加不容易。課堂不再局限于數學知識的傳播，同時也需要插入人文知識的獲取，比如數學理論知識的來源、天文地理、名人傳記，或者數學家成長的故事，使得各種硬邦邦的數學公式變得妙趣橫生。這種文化底蘊的傳播可以提升學生的個人品質，從這些故事中學習的不僅是數學知識，更是一種研究的態度。

在高等數學的教學中，需要激活學生的原有經驗，與新知識相連接，例如“求曲線面積”和“求矩形面積”具有內在的相似性，“曲線面積劃分小矩形后再累加”和“圓面積求法”具有內在的相似性，這樣學生更容易接受。因此，激活原有經驗、并與新知識建立連接是打造高等數學“金課”的法則。高校數學課堂的豐富化對教育是一個啟發，使得傳統的邏輯性課堂在新工科背景下成為“金課”，讓課堂更加豐富、讓學生有獲得感、讓老師更專業化。

結語

高等數學學科在“新工科”背景下建設“金課”需要一代一代教育工作者的努力，工科教育應該體現出時代性、引導性、創新性、發展性，創新來源于課程的設計和老師的引導。因此，高校數學各門課程均有一個科學、有效的教、學、考、評的實施方案，逐漸形成課程規范，逐步打造數學金課，引導學生成為獨立思考、敢于批評、敢于質疑，有創新能力、創新思維的社會需要的時代新人。

參考文獻

[1]章小峰，楊胤.工程教育專業認證與“新工科”建設背景下的特色專業發展[J].中國冶金教育，2019（04）：77-82

[2]金愛兵，趙怡晴，姜琳婧.傳統優勢非熱門學科“新工科”建設[J].中國冶金教育，2019（04）：58-61.

[3]王運武，黃榮懷，彭梓涵，張堯，徐怡.打造新時代中國“金課” 培養“卓越拔尖”人才[J].中國醫學教育技術，2019，33（04）：379-384+388.

作者簡介

陳潔（1976—），女，湖北襄陽，博士，系統分析與集成，湖北工業大學，理學院。