數(shù)智賦能，交叉融合

摘"要：“四新”建設(shè)背景下，對大學(xué)公共數(shù)學(xué)教學(xué)提出了新要求新任務(wù)。本文針對大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的教學(xué)實際，以教學(xué)痛點為邏輯起點，技術(shù)上依托“數(shù)智賦能”，內(nèi)容和模式上遵循“交叉融合”，重塑“三維一體”的課程目標(biāo)。通過整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、更新變革教學(xué)模式、自建打造教學(xué)資源庫和建立完善過程性考核評價等多方面，構(gòu)建了“四新”背景下具有應(yīng)用特色的大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程教學(xué)體系，切實提高應(yīng)用型大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果，實現(xiàn)高質(zhì)量應(yīng)用型大學(xué)的人才培養(yǎng)方案。

關(guān)鍵詞：大學(xué)數(shù)學(xué)；數(shù)智賦能；交叉融合；教學(xué)改革

一、概述

2022年2月25日教育部舉行的全國高教處長會議強(qiáng)調(diào)要以“四新”建設(shè)為工作統(tǒng)領(lǐng)，加快完善以“四新”建設(shè)為代表的高等教育。“四新”建設(shè)強(qiáng)調(diào)調(diào)整優(yōu)化高等學(xué)校專業(yè)建設(shè)，破除學(xué)科壁壘，加強(qiáng)學(xué)科交叉融合，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的復(fù)合型創(chuàng)新人才。“四新”建設(shè)的核心任務(wù)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，而數(shù)學(xué)是一切創(chuàng)新的基礎(chǔ)和動力。“四新”背景下，對大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程提出了新要求。

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，技術(shù)與教育的深度融合是教育創(chuàng)新和改革的趨勢，也是推動教育高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵要素。黨的二十大首次提出“推進(jìn)教育數(shù)字化”；2024年3月全國兩會上，政府工作報告中明確強(qiáng)調(diào)要大力發(fā)展數(shù)字教育。數(shù)智賦能可以借助數(shù)字化和智能化驅(qū)動教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法等變革升級，數(shù)智賦能讓教育變革迎來新機(jī)遇，重塑新時代教育。

數(shù)學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)。大學(xué)數(shù)學(xué)公共課程提供學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)必需的數(shù)學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，支撐學(xué)生后續(xù)發(fā)展，課程的學(xué)習(xí)效果直接影響其他課程的理解和學(xué)習(xí)，具有改革必要性。

二、大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程教學(xué)的痛點問題

近年來，一些同行和專家圍繞“四新”背景、教育數(shù)字化、課程思政等對大學(xué)數(shù)學(xué)課程展開了研究和探索。胡真等［1］創(chuàng)建了基于“教改＋教材”雙驅(qū)動的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新模式；彭莉娜等［2］解讀了數(shù)智賦能的內(nèi)涵和技術(shù)，研討其對教育變革帶來的前景與挑戰(zhàn)；黃云清［3］基于新工科提出六位一體的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革；李德賀等［4］將課程思政融入大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)實踐。“慕課”“線上線下融合教學(xué)”等新型課堂也越來越受到關(guān)注［5］。作為學(xué)生在各專業(yè)理論研究和實踐應(yīng)用的基礎(chǔ)，目前大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的教學(xué)還有一些突出問題。

（一）與專業(yè)的交叉融合不突出

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)、專業(yè)能力發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)度較低。目前還沒有為適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生而開設(shè)不同層次的數(shù)學(xué)類課程。分類、分專業(yè)、分層次教學(xué)不夠深入，與各專業(yè)的交叉融合不突出。

（二）大班教學(xué)互動難度大

目前，大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程通常采用大班甚至超大班（合班超100人）授課的形式，學(xué)生人數(shù)龐大，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間互動難度大，很難實現(xiàn)大班教學(xué)的有效互動，影響培養(yǎng)效果。

（三）思政育人效果不明顯

課程思政背景下，大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程除了傳統(tǒng)的關(guān)注知識傳授與能力培養(yǎng)，更要關(guān)注知識傳授與價值引領(lǐng)的同頻共振。目前課程的思政教學(xué)需要進(jìn)一步挖掘素材，增加有效性、趣味性、關(guān)聯(lián)性。

（四）應(yīng)用實踐環(huán)節(jié)薄弱

傳統(tǒng)教學(xué)通常采用以知識傳授為中心的教學(xué)模式，偏重理論的講解，忽視課程內(nèi)容在課程體系中的廣泛應(yīng)用，忽視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容“重理論，輕應(yīng)用”的現(xiàn)狀不容忽視。

（五）考核機(jī)制不全面

傳統(tǒng)考核往往只由平時表現(xiàn)、作業(yè)和期末試卷考試三項成績組成，注重學(xué)生對知識的最終掌握程度，缺乏對學(xué)生平時學(xué)習(xí)效果以及實踐能力的反饋。

當(dāng)前，我國教育信息化建設(shè)進(jìn)入數(shù)字化轉(zhuǎn)型時期，如何利用數(shù)字化賦能精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，重構(gòu)教學(xué)組織方式多形式融合，教學(xué)內(nèi)容多學(xué)科交叉應(yīng)用，如何構(gòu)建高效的信息化課堂，解決教學(xué)中的痛點問題，讓數(shù)字化更好地為教學(xué)服務(wù)，是當(dāng)下教育教學(xué)改革面臨的主要挑戰(zhàn)。

三、“四新”背景下大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革

（一）“四新”背景下大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)

基于“四新”建設(shè)，以數(shù)智賦能與交叉融合為抓手，對大學(xué)公共數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革與實踐，以推動課程教學(xué)質(zhì)量的提高和培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，具體目標(biāo)如下。

（1）夯基：讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的基本概念、理論、方法，掌握基礎(chǔ)研究技能，了解數(shù)學(xué)相關(guān)前沿進(jìn)展，夯實基礎(chǔ)，實現(xiàn)知識傳授。

（2）提能：能用數(shù)學(xué)的思想方法分析和解決問題，提高學(xué)生解決實際問題的能力和實踐創(chuàng)新能力。

（3）鑄魂：培養(yǎng)學(xué)生求真、求是、求善、求美的科學(xué)精神，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感；培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，樹立正確的人生觀與價值觀。

（二）構(gòu)建“四新”背景下大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程教學(xué)體系

按照問題提出、成因分析到解決問題的思路，本著立德樹人、學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的理念，對大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)資源和考核評價等多方面進(jìn)行改革，構(gòu)建“四新”背景下具有應(yīng)用特色的大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的新型教學(xué)體系。

1.思政育人與知識傳授融合，重塑“三維一體”的課程目標(biāo)

應(yīng)用型本科院校在人才培養(yǎng)時要充分發(fā)揮“小課堂”的“立德樹人”的“大作為”，在數(shù)學(xué)知識教學(xué)過程中融入思想政治教育元素，強(qiáng)化思政引領(lǐng)力，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀與價值觀。進(jìn)一步深度挖掘課程思政元素，建立完善課程思政案例庫，重塑“三維一體”的課程目標(biāo)，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和情感價值觀養(yǎng)成的有機(jī)融合，充分發(fā)揮課程思政的感染力、價值力、吸引力，解決重知識、輕能力、價值引領(lǐng)不足的問題。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，借助數(shù)學(xué)故事、數(shù)學(xué)人物、數(shù)學(xué)事件，結(jié)合日常生活知識、當(dāng)下時事、科技應(yīng)用前沿、文化藝術(shù)知識等，充分挖掘蘊含在課程中的德育元素，挖掘提煉大學(xué)數(shù)學(xué)課程中思想政治教育資源。在進(jìn)行專業(yè)知識技能培養(yǎng)的同時，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)具有核心素養(yǎng)的人才，落實立德樹人根本任務(wù)。

2.教學(xué)內(nèi)容與實踐案例融合，重塑“交叉融合”的教學(xué)內(nèi)容

大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程長期重理論、輕應(yīng)用，重運算、輕思想，學(xué)生通常只會做題，不會解決實際問題，偏離了學(xué)以致用的教學(xué)理念。對于不同的教學(xué)內(nèi)容，選取經(jīng)典、有趣且與課程內(nèi)容緊密結(jié)合的實際問題，通過案例教學(xué)啟發(fā)學(xué)生獨立思考問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

通過融入與專業(yè)知識、社會熱點、日常生活等相結(jié)合的應(yīng)用案例，建設(shè)相應(yīng)專業(yè)的教學(xué)應(yīng)用案例庫。以案例的形式引入知識點，將數(shù)學(xué)建模的思想融入教學(xué)過程，結(jié)合數(shù)學(xué)軟件計算和演示實驗，增強(qiáng)案例與專業(yè)的針對性，重塑“交叉融合”的內(nèi)容體系，打破公共數(shù)學(xué)與相關(guān)專業(yè)之間的壁壘，實現(xiàn)數(shù)學(xué)公共基礎(chǔ)課之間、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課與相關(guān)學(xué)科專業(yè)課之間的交叉融合。

3.線上學(xué)習(xí)與線下講授融合，重塑“線上+線下”的教學(xué)模式

在教育數(shù)字化領(lǐng)域有一個著名的“墻洞實驗”。1999年，英國的印度裔教授蘇伽特把一臺能上網(wǎng)的電腦放進(jìn)了新德里貧民區(qū)的墻洞里。他觀察發(fā)現(xiàn)，貧民區(qū)沒有接受過教育的孩子竟然無師自通，靠這臺電腦學(xué)會了上網(wǎng)和數(shù)學(xué)、英語，甚至有一些孩子還學(xué)會了專業(yè)性非常強(qiáng)的生物基因知識。這個實驗說明技術(shù)可以重構(gòu)教學(xué)組織方式。

基于“雨課堂”“班級群”“慕課”等建立多元化線上線下新型課堂，提高學(xué)生參與度，實現(xiàn)大范圍師生互動。課上借助“雨課堂”“班級群”實現(xiàn)大范圍提問、課堂小練、小組研討等，增強(qiáng)師生、生生互動，改善大班教學(xué)互動難的現(xiàn)狀；課下利用慕課、泛雅課程等線上資源引導(dǎo)學(xué)生開展課前預(yù)習(xí)、小組討論、文獻(xiàn)閱讀、課后自測等多種教學(xué)活動，將“主動參與”的教學(xué)策略貫徹實施在教學(xué)的整個過程中，進(jìn)行“線上+線下”混合式教學(xué)（見圖1）。

4.引進(jìn)與自建相結(jié)合，建設(shè)“優(yōu)質(zhì)分層”的教學(xué)資源

立足本校教學(xué)目標(biāo)，引進(jìn)其他高校的優(yōu)質(zhì)MOOC資源，加以本地化改造，建設(shè)校本公共數(shù)學(xué)資源庫，構(gòu)建適合本校不同專業(yè)學(xué)生的智慧教學(xué)平臺（見圖2）。

在完善教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、教學(xué)方案等指導(dǎo)性教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，重點自建“四庫一平臺”公共數(shù)學(xué)教學(xué)資源，即基于智慧教學(xué)平臺的教學(xué)課件庫、教學(xué)視頻庫、分層試題庫以及實驗案例庫。教學(xué)課件庫和視頻庫提供教學(xué)基本內(nèi)容，服務(wù)于學(xué)生自主學(xué)習(xí)；分層試題庫提供不同難度的數(shù)學(xué)試題，供學(xué)生測評；實驗案例庫提供不同專業(yè)背景的案例以及MATLAB、Maple、SPSS等相關(guān)數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生自主實驗。“四庫一平臺”教學(xué)資源為學(xué)生打造“學(xué)—測—用”的高效學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)真知、勤測評、善應(yīng)用”。讓基礎(chǔ)不扎實的學(xué)生有多次重復(fù)學(xué)習(xí)的資源；讓學(xué)有余力的學(xué)生有拓展延伸進(jìn)一步學(xué)習(xí)的場所；讓學(xué)校智慧教學(xué)平臺守住最低要求，發(fā)展最優(yōu)的方面，真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)所需的實用平臺。

5.學(xué)習(xí)評價與教學(xué)活動融合，重塑“全程嵌套”的評價體系

將學(xué)習(xí)評價與教學(xué)活動有機(jī)融合，建立“全程嵌套”的評價體系，實現(xiàn)全過程與期終“N+1”的考核方式，全方位、多層次反映教學(xué)效果。

制訂公共數(shù)學(xué)課程綜合評定指導(dǎo)方案，在期末考核基礎(chǔ)上增加過程考核，過程考核主要依據(jù)線上線下課堂表現(xiàn)、作業(yè)、期中測試等進(jìn)行過程評價。另外，為鼓勵學(xué)生參加各級各類數(shù)學(xué)競賽，規(guī)定在當(dāng)年學(xué)期獲得省級一等獎及以上的學(xué)生可以申請免考相關(guān)課程期末考試，計算方法等課程將實驗考核納入過程考核等。

（三）課程教學(xué)改革的創(chuàng)新與特色

1.數(shù)智賦能，建立“四庫一平臺”教學(xué)資源庫

在中國大學(xué)慕課的基礎(chǔ)上，建設(shè)適合本校學(xué)生的與線下課程同步的慕課泛雅課程，自建“四庫一平臺”公共數(shù)學(xué)內(nèi)容性教學(xué)資源，即基于智慧教學(xué)平臺的教學(xué)課件庫、教學(xué)視頻庫、分層試題庫以及實驗案例庫。

2.交叉融合，推動三個深度融合

通過融入專業(yè)應(yīng)用案例，提升大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)、專業(yè)能力發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)度，增強(qiáng)大學(xué)數(shù)學(xué)課程的支撐作用，促進(jìn)現(xiàn)有大學(xué)數(shù)學(xué)課程知識之間的融會貫通，進(jìn)一步實現(xiàn)數(shù)學(xué)公共基礎(chǔ)課與相關(guān)學(xué)科專業(yè)課的交叉融合。

潛移默化地將課程思政融入課程教學(xué)，從方法論和辯證統(tǒng)一的角度去認(rèn)識數(shù)學(xué)，養(yǎng)成知識探究型學(xué)習(xí)習(xí)慣，具備終身學(xué)習(xí)的能力；培養(yǎng)學(xué)生像數(shù)學(xué)家一樣勤于思考、求真務(wù)實的科學(xué)精神，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的交叉融合。

融合運用傳統(tǒng)與現(xiàn)代化技術(shù)，借助數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)賦能創(chuàng)新課堂，使課堂教學(xué)不受時間、地點等限制，實現(xiàn)課堂教學(xué)的新變革。開展“線上+線下”混合式教學(xué)，實現(xiàn)課內(nèi)課外深入融合。

3.關(guān)注過程，實現(xiàn)考核評價全方位

完善考評方式，多角度全方位評價學(xué)生。從學(xué)生對基本知識的掌握情況、對知識體系的理解與應(yīng)用情況入手，將過程性評價與期終考核有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)全過程與期終“N+1”的考核方式，全方位、多層次反映教學(xué)效果。

結(jié)語

在“四新”建設(shè)與教育數(shù)字化雙重背景下，大學(xué)公共數(shù)學(xué)教學(xué)改革既面臨新要求又恰逢新機(jī)遇。本文以江蘇理工學(xué)院的教學(xué)研究和教學(xué)實踐為例，通過整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、更新變革教學(xué)模式、自建教學(xué)資源和完善過程性考核評價等方面，構(gòu)建了具有應(yīng)用特色的大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的新型教學(xué)體系。教育教學(xué)改革不是一蹴而就的，需要我們堅持不懈，不斷在實踐過程中調(diào)整和完善。

參考文獻(xiàn)：

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［3］黃云清.基于新工科理念推進(jìn)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2020（23）：2831.

［4］李德賀，李波，張曉.思政元素融入高校數(shù)學(xué)類課程實現(xiàn)路徑研究［J］.教育理論與實踐，2022（3）：5760.

［5］尤慧，朱文芳，盧潔.基于“慕課”的高等數(shù)學(xué)混合式學(xué)習(xí)模式的探索與實踐［J］.數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2020（8）：8590.

基金項目：本文為2024年江蘇省高校“高質(zhì)量公共課教學(xué)改革”專項課題：“數(shù)智賦能，交叉融合——‘四新’背景下大學(xué)公共數(shù)學(xué)課程的改革與實踐”（編號：2024GZJX"144）；江蘇理工學(xué)院教學(xué)改革與研究項目：“基于‘雙向互饋’原則的混合式教學(xué)模式探究——以概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程為例”（編號：11611212304）；江蘇高校“青藍(lán)工程”優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊——大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊研究成果

作者簡介：袁櫻（1982—"），女，漢族，江蘇武進(jìn)人，碩士研究生，講師，研究方向：微分方程；孟鳳娟（1982—"），女，漢族，山東單縣人，博士研究生，教授，研究方向：微分方程。