新工科背景下高校數(shù)學“金課”建設探究

摘 要：“新工科”是在新科技革命、新經(jīng)濟體系、新的產(chǎn)業(yè)革命背景下提出的重要戰(zhàn)略體系，為今后的人才培養(yǎng)提供了新思路、新方法。高校數(shù)學課程作為工科專業(yè)必修課程之一，如何建設高校數(shù)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(chǎn)業(yè)。

關鍵詞：新工科教育 高校數(shù)學 金課

隨著工業(yè)4.0、中國制造2025時代的到來，眾多新興行業(yè)比如人工智能、智能機器人、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等成為社會的浪潮，而傳統(tǒng)學科高等數(shù)學、量子物理、化學等偏向于理論推導，這類工科專業(yè)已難以滿足這個時代社會對人才的需求，傳統(tǒng)的教學模式與經(jīng)濟社會發(fā)展脫節(jié)，人才培養(yǎng)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(yè)界更著重的是個人品質(zhì)、社會能力、實踐經(jīng)驗和時間管理模式，人才培養(yǎng)理念與實際需求部分脫節(jié)，現(xiàn)如今的工科教育存在教學模式單一、教育理念不完備、專業(yè)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(chuàng)新性和挑戰(zhàn)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(yǎng)的融合，不僅僅是培養(yǎng)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(chuàng)新思維。而傳統(tǒng)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(tǒng)工科教育的不足

1.人才培養(yǎng)理念落后

根據(jù)教育部規(guī)定高等院校學生畢業(yè)率就業(yè)率完成高校才能獲得專業(yè)認證，眾多高校為了追求學校的專業(yè)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(nèi)容不需要都看完，只需要記憶考試需要的部分，學生也養(yǎng)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(yè)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(yǎng)學生應該更注重的教育的過程，教師注重課堂設計、培養(yǎng)目標、素養(yǎng)培養(yǎng)，學生從教學的過程中學到知識、更學到一種精神品質(zhì)。[3]

2.人才培養(yǎng)模式單一

傳統(tǒng)學科建設過程專業(yè)的設定、教學內(nèi)容和教學方式趨向于統(tǒng)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(xiàn)在快節(jié)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(guī)律的總結，學好理論是為了更好地適應生活然后發(fā)掘生活。

3.人才培養(yǎng)創(chuàng)新機制不完善

創(chuàng)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(yǎng)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(chuàng)新前必然經(jīng)過的一條路，但是高校缺乏的是引導學生去創(chuàng)新，學會模仿后需要讓學生自主發(fā)現(xiàn)問題、自主思考問題、探討問題，這就是創(chuàng)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(fā)現(xiàn)問題，自然學生就沒有創(chuàng)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(shù)學教學

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

高校數(shù)學課程模式應該多樣化，不要局限于形式，引入翻轉(zhuǎn)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(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)這三門數(shù)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(shù)學知識的傳播，同時也需要插入人文知識的獲取，比如數(shù)學理論知識的來源、天文地理、名人傳記，或者數(shù)學家成長的故事，使得各種硬邦邦的數(shù)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(zhì)，從這些故事中學習的不僅是數(shù)學知識，更是一種研究的態(tài)度。

在高等數(shù)學的教學中，需要激活學生的原有經(jīng)驗，與新知識相連接，例如“求曲線面積”和“求矩形面積”具有內(nèi)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(nèi)在的相似性，這樣學生更容易接受。因此，激活原有經(jīng)驗、并與新知識建立連接是打造高等數(shù)學“金課”的法則。高校數(shù)學課堂的豐富化對教育是一個啟發(fā)，使得傳統(tǒng)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(yè)化。

結語

高等數(shù)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(xiàn)出時代性、引導性、創(chuàng)新性、發(fā)展性，創(chuàng)新來源于課程的設計和老師的引導。因此，高校數(shù)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(guī)范，逐步打造數(shù)學金課，引導學生成為獨立思考、敢于批評、敢于質(zhì)疑，有創(chuàng)新能力、創(chuàng)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(yè)認證與“新工科”建設背景下的特色專業(yè)發(fā)展[J].中國冶金教育，2019（04）：77-82

[2]金愛兵，趙怡晴，姜琳婧.傳統(tǒng)優(yōu)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(yǎng)“卓越拔尖”人才[J].中國醫(yī)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(tǒng)分析與集成，湖北工業(yè)大學，理學院。