新工科背景下高校工科基礎(chǔ)學(xué)科教育現(xiàn)狀綜述

楊晗 曾瑯 陳波 李文豹 何燕

摘要：2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，是國家重要戰(zhàn)略之一。本文主要以“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”獲獎情況為基礎(chǔ)，嘗試論證“各高校工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教育差異”對“應(yīng)用能力培養(yǎng)”的影響，以此說明“新工科”提出的“培養(yǎng)一大批多樣化、創(chuàng)新卓越工程科技人才”的戰(zhàn)略目標(biāo)。在當(dāng)前教育環(huán)境下，還存在的問題主要表現(xiàn)在學(xué)科基礎(chǔ)教育的教材沒有偏重應(yīng)用能力培養(yǎng)以及教師隊伍結(jié)構(gòu)問題。

關(guān)鍵詞：新工科;全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽;高等數(shù)學(xué);數(shù)理類學(xué)院構(gòu)造

背景

為了積極應(yīng)對新一輪的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略。自2017年2月起，教育部門積極鼓勵新的工程學(xué)科建設(shè)，先后形成“復(fù)旦共識”，“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》、《關(guān)于推進新工科研究與實踐項目的通知》，以充分探索中國模式的形成和中國經(jīng)驗，這些經(jīng)驗和經(jīng)驗引領(lǐng)著全球工程教育，以幫助建設(shè)一個具有扎實基礎(chǔ)的高等教育。新工程概念的提議打破了傳統(tǒng)的學(xué)科思想，并鼓勵工程在技術(shù)進步和工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上突破了傳統(tǒng)學(xué)科的界限，基于技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重新審視新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展背景下新的工程學(xué)科。

一、“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”各高校獲獎情況分布

（一）高等數(shù)學(xué)的功能與作用

“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”是對學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的測試，《高等數(shù)學(xué)》在其中發(fā)揮的作用相對較大。

在田茹會與牛西武發(fā)表的《高職工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程的功能與作用》中首先表明，具備良好的數(shù)學(xué)理解能力、數(shù)學(xué)思維能力、數(shù)學(xué)語言能力、數(shù)學(xué)閱讀能力，以及良好的數(shù)學(xué)品質(zhì)、數(shù)學(xué)意識不僅有助于技術(shù)型人才與設(shè)計人員進行溝通與交流，高效能地開展工作，同時會幫助他們在周邊參與的過程中盡快融入團隊核心。再者，數(shù)學(xué)作為“模式的科學(xué)”，所建立的知識體系、語言體系、思維模式、研究方法以及數(shù)學(xué)技術(shù)構(gòu)建了自然科學(xué)數(shù)學(xué)化的理論體系以及描述和認識世界的數(shù)學(xué)模型，為自然科學(xué)，甚至社會科學(xué)的發(fā)展、傳播與交流提供了重要的工具[1]。

在趙玉潔發(fā)表的《高等數(shù)學(xué)文化的教育價值分析與解讀》中表明，不斷培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，可以樹立數(shù)理意識、辯證意識、探索意識以及全面意識[2]。

（二）各高校獲獎情況統(tǒng)計及分析

本文統(tǒng)計了近八年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽獲獎情況如表1所示，以及2020年全國排名前30的高校排行如表2所示：

由表1，表2分析得知，在QS高校綜合能力排行的前30所高校中，近八年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的獲獎情況較好的高校僅占33%。

由此可知，在師資力量，學(xué)生質(zhì)量以及硬件設(shè)施大致相同的前提下，各高校對于工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科的教育差異，會對應(yīng)用能力的培養(yǎng)產(chǎn)生較大影響。部分非“雙一流高校”更加注重應(yīng)用能力的培養(yǎng)，如南京信息工程大學(xué)、安徽大學(xué)、中國計量大學(xué)等，因此這些學(xué)校在“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”中甚至超過了一些“雙一流高校”，而影響工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教育差異的因素在大前提基本相同的情況下僅剩兩項：一項是所用教材，另一項是數(shù)理類學(xué)院的構(gòu)造。所用教材會決定高校對于這門學(xué)科的授課方向，而學(xué)院構(gòu)造決定了一所學(xué)校對于學(xué)科應(yīng)用的偏重程度。

二、教材與應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)系

《高等數(shù)學(xué)》是幾乎所有工程應(yīng)用數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，各高校所使用的教材往往會決定學(xué)校對于這門學(xué)科的授課方向，因此本文選擇以《高等數(shù)學(xué)》教材作為參考數(shù)據(jù)，所以本文在此統(tǒng)計了表1中各高校近年來使用的《高等數(shù)學(xué)》教材版本幫助分析，統(tǒng)計結(jié)果如表3所示：

統(tǒng)計結(jié)果表明，獲獎較多的高校使用的版本大致都為高等教育出版社出版的《高等數(shù)學(xué)》，由此可知，幾乎大部分院校對于工程應(yīng)用數(shù)學(xué)授課方向是大致相同的，因此在授課方向上并不會存在過大差異。

三、數(shù)理類學(xué)院構(gòu)造與應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)系

（一）應(yīng)用型系別開設(shè)的作用

上文提到影響工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教育差異的因素在師資力量，學(xué)生質(zhì)量以及硬件設(shè)施大致相同的前提下，一項是所用教材，另一項是數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院或者是數(shù)理類學(xué)院的構(gòu)造。現(xiàn)在在幾乎大部分院校對于工程應(yīng)用數(shù)學(xué)授課方向是大致相同的情況下，僅剩學(xué)院構(gòu)造會對工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科教育產(chǎn)生影響了。

數(shù)理類學(xué)院在大部分高校中承擔(dān)《高等數(shù)學(xué)》等一系列應(yīng)用數(shù)學(xué)的授課重任。各高校數(shù)理類學(xué)院的系部設(shè)置可以看出該高校對數(shù)學(xué)應(yīng)用的重視程度。并且應(yīng)用型系別的開設(shè)，往往能很好的幫助學(xué)生理解工科專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科在本專業(yè)中的使用方向以及重要程度。

（二）高校各類型應(yīng)用型系別統(tǒng)計及分析

為了更好的分析出數(shù)理類學(xué)院構(gòu)造與應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)系，本文統(tǒng)計了表1中各高校數(shù)理類學(xué)院中應(yīng)用型系別占比，統(tǒng)計結(jié)果如圖1，2，3所示，各類型應(yīng)用型系別高校名單如表4，5，6所示：

綜合表4，5，6進行分析，可知排名靠前的高校的數(shù)理類學(xué)院的構(gòu)造主要是以應(yīng)用型系別為主，系部的設(shè)置，會決定一個學(xué)校對于應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)注程度。但參賽的學(xué)生對于不同大學(xué)而言，在能力上還是存在差異，個數(shù)數(shù)據(jù)存在一定的偶然性。

四、結(jié)論與展望

經(jīng)過數(shù)學(xué)建模獲獎分布統(tǒng)計與各高校《高等數(shù)學(xué)》教材版本的對比，得出了幾乎大部分院校對于工程應(yīng)用數(shù)學(xué)的授課方向是大致相同的，因此在授課方向上并不會存在過多的差異。之后再分析出排名靠前的高校的數(shù)理類學(xué)院構(gòu)造主要是以應(yīng)用型系別為主，系別的細劃，顯示了高校對數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)重視程度。

由此作出以下展望：

①在“新工科”背景下，其他“應(yīng)用能力培養(yǎng)”較差的高校可以采用高等教育出版社出版的《高等數(shù)學(xué)》這本教材，這本教材能指明一條關(guān)于“應(yīng)用能力培養(yǎng)”較好的方向。

②關(guān)于工科基礎(chǔ)學(xué)科的教授，最好是由應(yīng)用型的教師來教授，他們能夠比理論性教師更加明白工科基礎(chǔ)學(xué)科對于工科專業(yè)的發(fā)展方向，也能夠讓學(xué)生明白所學(xué)課程在之后的作用，能夠更加主動的參與學(xué)習(xí)。

③系部的設(shè)置，決定了學(xué)校對于應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)注程度，因此，在“新工科”的背景下，學(xué)校對于系別的劃分得更加細致和嚴(yán)格。

參考文獻：

[1]田茹會，牛西武.高職工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程的功能與作用[J].陜西教育（高教），2017（08）：60-61+65.

[2]趙玉潔.高等數(shù)學(xué)文化的教育價值分析與解讀[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，32（08）：80-81.

作者簡介：楊晗（1992—），男，漢族，重慶市南川區(qū)，講師，碩士，重慶移通學(xué)院，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)安全;

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