應用型本科院校數學類專業建設與人才培養體系研究

摘 要：隨著人工智能與大數據的快速發展，基于學校的應用型本科定位，依據工程認證標準，制定專業建設發展規劃，重構人才培養體系。學校確立人才培養目標、畢業要求，進一步分解可考核指標點，探討了數學專業人才培養體系的構建與實施；加強課程建設，結合社會需求的變化，不斷優化專業課程內容；注重理論與實踐相結合，搭建五級實踐教學體系；將第一課堂與第二課堂融合滲透，提升學生的創新能力；為保證人才培養質量，采取四級質量保障體系，內外評價相結合，閉環管理，持續改進，常態評估。

關鍵詞：應用型本科院校；數學類專業；人才培養；質量保障；專業建設

應用型人才培養是一個涵蓋第一課堂、第二課堂和自我成長教育的系統工程，涉及教學管理、學生管理、實驗室建設、招生就業等方方面面的工作［12］。我?，F在開設的數學類專業按照“夯實基礎，突出應用”的辦學原則，以應用領域企業崗位需求為目標，以數學、統計學、計算機科學等學科為基礎，培養信息技術領域需要的、綜合素質較高、實踐能力較強、有成長力的崗位工程師和管理者。本文基于學校的轉型發展，以市場需求為導向，依據工程認證標準，結合人工智能與大數據的發展探討了數學類專業的人才培養體系的構建與實施，采取了四級質量保障體系來保證人才培養質量。

一、專業建設優化的必要性

數學實力往往影響著國家實力，幾乎所有重大發現都與數學的發展與進步相關，數學已成為航空航天、信息、交通、能源、海洋、人工智能、先進制造等領域不可或缺的重要支撐。2023年2月，教育部等五部門聯合印發的《普通高等教育學科專業設置調整優化改革方案》中指出，到2025年，基礎學科特別是理科和基礎醫科本科專業點占比進一步提高；加強基礎學科專業建設，地方高校要拓寬基礎學科應用面向，構建“基礎+應用”復合培養體系；推動應用理科向工科延伸，形成新興交叉學科專業。國家迫切需要培養大批具有深厚數學理論基礎和較強工科應用能力的創新型、應用型、復合型人才，建設應用理科專業是國家發展的戰略需求。

近10年來，隨著人工智能、大數據、云計算、5G通信和物聯網等新一代信息技術飛速發展，交通作為對信息具有高度依賴性的重要領域，更是迎來劃時代的發展機遇。依托新一代信息技術、集“路、海、空、軌”于一體的我國智能交通運輸網絡體系逐漸形成。航空運輸、高速鐵路網絡與智能城市公交和城軌網絡無縫銜接，智能高速公路、無人駕駛技術快速實驗和推進。信息化、智能化已經是現代綜合交通運輸發展的顯著特點。“數字交通”基礎設施已經成為推動經濟社會高質量發展的必然要求。

山東交通學院秉承“立足交通，突出特色，強化素能”的辦學方針和“以人為本，特色立?！钡闹涡７结?，是以培養具有愛國主義精神、國際化視野，富有創新意識和實干精神的交通事業高級應用型專門人才為辦學特色的高校。學校在工程類、交通類專業具有幾十年的積淀，形成了獨特優勢。通過調整重組，優化工學學科，穩步發展管理學學科，加快發展理學學科，最終形成現有學科專業優勢得到提升、潛力學科專業得到拓展的局面。理科是山東交通學院學科門類中不可或缺的一部分，以理科專業為基礎，培養一支實力雄厚、技術拔尖的高層次教科研師資隊伍，助力工科高質量發展，為我校高水平、應用型人才培養及更多大學提供重要支撐［3］。

二、課程體系構建

學校的數學類專業培養德智體美勞全面發展，具備數據建模、數據分析、數據理解、軟件設計和開發的能力，能夠對各類數據問題建立數學模型，并熟練地運用科學計算和數據處理技術解決這些實際問題，能在信息技術領域的企事業單位從事數據分析師、數據運營師、數據挖掘工程師、統計員、軟件開發工程師等具有深厚理科基礎和較強工科實踐能力的復合型應用理科專業創新人才［4］。

依據人才培養目標定位，構建以崗位為導向的課程體系。學校以公共基礎、專業基礎、職業技能、個性化選修、創新課程五大模塊為主體，構建模塊化的課程體系，構建數學、統計學、計算機三大基礎課程群，以數學建模、統計計算、數據分析為核心。現階段數學類專業的課程體系存在如下問題：專業前兩年基本上以數學類課程居多，后面的專業必修與選修課系統性不強，一些核心的專業課不能有效地進行，畢業時學生在計算機技術使用上與計算機科學與技術專業學生有一定的差距。而在數學知識方面上也不是很好，導致學生畢業時感覺到專業方向不清，很難從事相關行業。學生學習時僅僅局限于書本上的知識，而不涉及具體的操作，勢必造成學生實踐能力不強、理論知識和實踐不能有機結合。專業實訓環節也存在著一些問題，例如實踐教學內容陳舊，行業項目缺乏等。在人工智能時代，傳統教學內容與模式已經不利于人才的培養，甚至偏離市場對人才的需求方向［5］。針對以上問題，我們將從以下幾個方面進行課程體系的優化調整。

（1）融合人工智能案例，引導學生掌握數學分析課程中的方向導數與梯度、微分與積分；掌握高等代數中的矩陣運算、線性相關；掌握概率論中的概率分布、期望與方差等。

（2）構建面向人工智能的教學平臺。該平臺除了結構化數據外，還能夠對文本、語音、圖像這些非結構化數據進行處理，并融入深度學習等新技術。結合交通領域，構建新穎的實訓案例，充分融合大學生軟件設計大賽、數學建模大賽、挑戰杯大賽等方面的研究題目。

（3）創新教學內容和模式。針對數據結構與算法、數據分析、數據挖掘、數學模型與實驗課程，進行一體化的課程群案例建設；將工程應用、技術創新教育貫穿于教學、實踐實訓階段，實現課程教學內容和工程項目相結合。

三、實習實訓體系構建

注重理論與實踐相結合，搭建“課程實驗—課程設計、企業實訓、頂崗實習、畢業設計、創新實踐”五級實踐教學體系，采用“學習—實訓—再學習—再實訓”的螺旋式培養模式；實行“點（實驗課）→線（課程設計）→面（綜合實訓）→體（實習、設計、考證）”各實踐環節遞進的系統過程。學校與企業分別實施，協調管理，假期安排課程設計、競賽培訓、認證培訓、社會實踐作為補充。

點：上機實驗課，進行資源整合，保證課程有序銜接。線：獨立的課程設計，提高學生綜合實踐能力。面：綜合實訓，企業級應用案例實戰。以項目實戰，強化動手能力；建立校內創新活動基地，開展創新、創業、學科競賽活動。體：搭建校外基地，在企業實踐基地開展頂崗實習、畢業設計、職業資格認證活動。企業指導教師和學生協調，根據企業實習的內容，提出畢業設計選題。企業教師和學校教師同時指導項目，審查論文。畢業答辯小組成員由雙方導師共同承擔，將實習、畢業設計、就業有序銜接，全面提升畢業設計質量。

四、第二課堂活動體系構建

第二課堂體系的構建以應用型人才培養的要求為出發點，深刻把握應用型人才成長規律，以學術理想引導，有針對性地設計了一系列的工作體系。第二課堂活動目標體系共計五大類：（1）思政教育與行為養成類。側重于學生思想水平、行為表現等，采用定量考核與定性考核相結合，個性評價與集體目標相結合，過程管理與目標達成相結合。（2）學術科技與創新創業類。側重于學生認知水平、參與態度、協同意識、活動成效等，多采用量化考核并與書面評語相結合。（3）文體藝術與身心發展類。側重于學生對知識的涉獵和綜合運用，多采用啟發式、誘導式和實踐式。（4）社團活動與社會工作類。側重于學生能力以及發現問題、分析問題、解決問題的綜合素質，認知社會、服務社會的本能，多采用指導幫助、實踐鍛煉并舉，合作與創新相結合。（5）社會實踐與志愿服務類。側重于學生學術水平、學以致用等，采用定量考核與定性考核相結合，個性評價與集體目標相結合，過程管理與目標達成相結合的方式。第一課堂、第二課堂融合滲透，延伸了課堂，提升了學生的創新能力。

五、自我成長體系構建

自我成長是學生內化于心、外化于行的長期過程，引導學生自覺感受、自覺領悟、自覺行動、自覺發展，真正成為有理想、有道德、有擔當、有戒律、有文化、有本能、有進取，不辜負時代造就、不遺忘歷史使命、不后悔美好青春的國家棟梁之材。促進自我成長，讓學生了解自己、吸取別人優點、擁有人生目標、強化品德修養、堅持終身學習、享受生活與工作、開闊心靈及視野、擁有友誼、學會生存。要做到“引導與誘導”并舉、“倡導與指導”結合、“輔導與督導”并重，堅持學生自主、自覺、自發，進而實現學生自主教育、自主提升，全面發展。考核采取學生自評、同盟互評、專家鑒定、組織評價等，考核結果連同第一課堂、第二課堂成績一并存入學生檔案。

六、質量保障體系

遵從目標性原則、有效性原則、持續改進原則和可控性原則，結合專業特點，構建四級質量保障體系：院級質量保障體系、系級質量保障體系、企業級質量保障體系和教師級質量保障體系［6］。內外評價相結合，閉環管理，持續改進。內部機制重過程管理，外部機制重調研反饋。（1）院級質量保障體系在宏觀上制定制度。對系級、企業級、教師級保障體系進行監控。（2）系級質量保障體系是在教師、學生代表、輔導員、系領導四方力量下定期跟蹤課程教學質量，分析相關問題，提出解決方案并實施，對專業進行畢業要求達成度評估，在課程質量、專業認同度方面持續改進。（3）企業級質量保障體現在教學管理和就業保障上。建立教學檢查與反饋制度；建立就業質量保障機制、與校方共同落實人才培養目標。（4）教師根據系里制定的課程質量標準，實施教學活動，評估學生是否取得預期學習成果，進行課程目標達成度的評估，并做出適時調整，取得課程內的持續改進。通過（學院、系、企業、教師）四級管理、（期初、期中、期末）三段教學檢查、（院督導評價、教師互評、學生評價）三方評價、（學生評教、信息員跟蹤、畢業生跟蹤）三級反饋機制進行質量監控。

七、專業建設發展規劃

（一）師資隊伍建設

落實立德樹人根本任務，以強化高校教師思想政治素質和師德師風建設為首要任務，以提高教師專業素質能力為關鍵，以加強專業教師和實訓指導教師隊伍建設、培養中青年專業帶頭人和骨干教師為重點，建立一支專兼結合、知識結構合理、創新人才培養模式的師資隊伍。

（二）課程建設

課程建設是專業改革和建設的基礎，是提高教育質量的根本保證。通過課程建設，不斷更新和優化教學內容，使課程在具備較深的基礎理論的同時也能及時反映本學科領域的最新科技成果，積極整合優秀科研成果和教改成果，使課程教學內容達到基礎與專業前沿的有機結合。專業課程的教材覆蓋面不足、特色體現不足，亟須加強該專業的課程教材。鼓勵本專業教師與開設此專業的高校以及企業聯合開發教材，鼓勵專業課程教材依托真實的項目案例，創新呈現形式，充分運用數字化技術，增強互通性、可讀性，逐步建設該專業的教材試題庫、資源庫、案例庫，構建該專業統一的教材體系。

（三）校內外實驗實訓條件建設

通過學校投資、校企共建實驗室等方式，多渠道籌措資金，改善教學條件，構建起以實踐能力和創新意識培養為特色的實驗實訓體系，有效服務本科教學。進一步深化校企合作新模式，在師資交流、實驗實踐資源整合優化、產學研合作等方面不斷探索新的合作途徑和模式。新增實訓基地，強化學生崗位技能實訓。

（四）加強產學研合作，創新人才培養模式

通過企業生產、學校教學和科研行為三者的有機結合，構建全面系統的教育內容體系，基于產學研合作背景，深度進行產學研合作，搭建產學研創新平臺，加強創新型人才培養，保障產學研合作模式落實到位，構建“演示——實踐——總結——創新”的實踐教學體系，引導學生參與科研項目，培育學生科研素養、提升科研能力，不斷提高學生的綜合素質，促使生產、教育和科研深度融合，為國家發展培養高素質創新人才［7］。

結語

在應用型人才培養過程中，進一步優化本科專業布局、加強專業內涵建設、體現辦學特色和優勢。結合我校發展規劃和專業建設總體規劃，從師資隊伍、實驗室、實踐教學基地、教學科研與教學改革、教學管理、學生管理等方面采取有效措施加強對數學類專業的建設，努力提高辦學水平，創新人才培養模式，提高人才培養質量，走出一條適合自身發展、服務社會發展的理科專業特色發展之路。

參考文獻：

［1］楊仁樹，焦樹強，羅熊.“產教融合”構建行業特色高校應用型人才培養新生態［J］.中國高等教育，2024（02）：3336.

［2］劉獻君.應用型人才培養的觀念與路徑［J］.中國高教研究，2018（10）：610.

［3］呂秀敏，賈婷婷，鄭瑞瑞.應用型本科高校大學生數學應用創新能力培養實踐研究［J］.創新創業理論研究與實踐，2024（11）：138142.

［4］殷志祥，王國強，方濤.數據計算及應用專業建設與探索［J］.大學數學，2023，39（01）：2024.

［5］李永明，吳金霞，佟紹成.人工智能背景下信息與計算科學專業的教學改革［J］.遼寧工業大學學報（社會科學版），2023，25（02）：118120.

［6］吳立平，劉鳳麗.應用型本科高校教學質量監控體系及運行機制構建［J］.黑龍江高教研究，2016（01）：3537.

［7］孫國霞，趙嵐.應用型本科高?！爱a學研賽創五位一體”人才培養模式研究［J］.中國高校科技，2023（12）：6064.

基金項目：山東交通學院教學改革資助項目“人工智能與信息與計算科學專業交叉融合研究”（2022YB52）；教育部高教司產學合作協同育人項目（220501828110029）

作者簡介：楊萬春（1982— ），男，漢族，山東臨沂人，博士研究生，副教授，研究方向為人工智能應用；邢朝輝（1978— ），女，漢族，山東濱州人，博士研究生，副教授，研究方向為信息安全。