為數(shù)學(xué)課注入“工程靈魂”！江蘇大學(xué)打造新工科大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)新模式
來(lái)源： 紫牛新聞
2025-11-08 16:53:00
11月8日訊（通訊員 孫蕾 記者 萬(wàn)凌云 姜天圣）江蘇大學(xué)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，扎根教學(xué)一線18年，從 “信息化”教學(xué)穩(wěn)步邁向“數(shù)智化”課程賦能，交出了一份扎實(shí)的教學(xué)改革答卷。從2006年國(guó)家十一五規(guī)劃到2015年的《中國(guó)制造2025》，中國(guó)工業(yè)智能經(jīng)歷了萌芽，起步到正式規(guī)劃。面對(duì)“大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化”的新要求，大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)主動(dòng)探索新工科大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式重構(gòu)的創(chuàng)新路徑。
團(tuán)隊(duì)重構(gòu)“數(shù)學(xué)-工程”雙向驅(qū)動(dòng)課程體系，精準(zhǔn)解決課程內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的老問(wèn)題。借助知識(shí)圖譜技術(shù)，團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)梳理智能制造領(lǐng)域的核心數(shù)學(xué)需求，搭建起“大數(shù)基礎(chǔ)→工程數(shù)學(xué)→專業(yè)應(yīng)用”的三層遞進(jìn)課程架構(gòu)。比如講結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，把傳統(tǒng)微積分里的極值問(wèn)題，延伸到智能農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)；用線性代數(shù)的特征值理論，破解機(jī)械振動(dòng)分析難題，讓數(shù)學(xué)知識(shí)真正融入工程實(shí)際。團(tuán)隊(duì)還以科研反哺教學(xué)，逐步開(kāi)發(fā)出《工程數(shù)學(xué)案例集》等10個(gè)FastGPT工作流；針對(duì)機(jī)械、電氣、信息等 15 個(gè)主要工科專業(yè)，制定專屬課程標(biāo)準(zhǔn)，梳理出 830 個(gè)工程數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)與專業(yè)課程的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模準(zhǔn)確率，比對(duì)照班高出 43%，專業(yè)課程里的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力明顯增強(qiáng)。
在教學(xué)模式上，團(tuán)隊(duì)打造數(shù)字驅(qū)動(dòng)的智慧數(shù)學(xué)新模式，直擊教學(xué)模式固化、數(shù)字化應(yīng)用不足的痛點(diǎn)。基于“智能融合”理念，他們探索出個(gè)性化、情境化、體驗(yàn)式結(jié)合的混合教學(xué)模式。教學(xué)中依托千筆作業(yè)、云班課等平臺(tái)，AI 會(huì)智能分析學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成專屬錯(cuò)題集和針對(duì)性訓(xùn)練；教師根據(jù) AI 學(xué)習(xí)報(bào)告動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)，形成“數(shù)據(jù)采集—診斷反饋—精準(zhǔn)教學(xué)—效果評(píng)估” 的閉環(huán)流程。
同時(shí)，團(tuán)隊(duì)搭建“知識(shí)樹(shù)+GeoGebra+AI”的數(shù)智化資源平臺(tái)，開(kāi)發(fā)云教材和互動(dòng)繪本，讓學(xué)習(xí)更直觀、更有沉浸感，推動(dòng)課堂從 “板書(shū)+習(xí)題”轉(zhuǎn)向 “可視化 + 交互 + 智能” 的新型智慧環(huán)境。比如教微分方程時(shí)，用三維動(dòng)態(tài)圖演示熱傳導(dǎo)過(guò)程，學(xué)生理解度比傳統(tǒng)教學(xué)提升 68%。他們還升級(jí)千筆作業(yè)系統(tǒng)的智能題庫(kù)，支持難度自適應(yīng)和錯(cuò)因診斷，累計(jì)服務(wù) 16.6 萬(wàn)人次學(xué)生，平均學(xué)習(xí)效率提高 35%，為教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)干預(yù)提供了有力支撐。
為打破評(píng)價(jià)體系單一、能力導(dǎo)向缺失的局限，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新“認(rèn)知+方法+工具+ 創(chuàng)新”四維評(píng)價(jià)體系。這一框架包含四部分：知識(shí)理解通過(guò)在線測(cè)試考查概念掌握（占 25%）；方法應(yīng)用通過(guò)建模任務(wù)評(píng)估問(wèn)題解決能力（占 30%）；工具使用考查數(shù)學(xué)軟件操作（占 25%）；創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合課程設(shè)計(jì)和競(jìng)賽表現(xiàn)評(píng)定（占 20%）。實(shí)施三年來(lái)，學(xué)生綜合應(yīng)用能力顯著提升，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)率從 18% 升至 29%，畢業(yè)設(shè)計(jì)中數(shù)學(xué)建模應(yīng)用的優(yōu)秀率提高 46%。
在能力培養(yǎng)上，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“課內(nèi)項(xiàng)目+課外競(jìng)賽+創(chuàng)新訓(xùn)練”三級(jí)實(shí)踐體系，強(qiáng)化理論與實(shí)踐結(jié)合，彌補(bǔ)創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足的短板。課內(nèi)項(xiàng)目依托校企合作實(shí)踐基地，以真實(shí)工程問(wèn)題為載體，學(xué)生組隊(duì)完成 “智能溫室環(huán)境優(yōu)化”“農(nóng)機(jī)作業(yè)路徑規(guī)劃”等 135 個(gè)綜合項(xiàng)目；課外組織參加數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)競(jìng)賽等 A 類賽事；創(chuàng)新訓(xùn)練依托“數(shù)學(xué)建模與科學(xué)計(jì)算” 微專業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。
團(tuán)隊(duì)還打造“科研推動(dòng)教學(xué)”的高水平隊(duì)伍，為改革提供組織保障。這支 “數(shù)學(xué)+工程”跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，由數(shù)學(xué)、機(jī)械、信息等領(lǐng)域?qū)＜医M成，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人。團(tuán)隊(duì)承擔(dān)15項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（含5項(xiàng)重大、重點(diǎn)項(xiàng)目），將10多項(xiàng)省部級(jí)科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，開(kāi)發(fā)智能優(yōu)化算法、機(jī)器學(xué)習(xí)建模等前沿案例 68 個(gè)。團(tuán)隊(duì)還獲 3 項(xiàng)省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)，發(fā)表 85 篇教研論文，形成可持續(xù)的教改支撐體系。
大學(xué)數(shù)學(xué)從“通識(shí)基礎(chǔ)課”到“專業(yè)核心技能課”的根本轉(zhuǎn)變，為新工科人才培養(yǎng)提供了有效路徑。18年深耕，團(tuán)隊(duì)用“扎根需求、破壁創(chuàng)新”的堅(jiān)持，把抽象的數(shù)學(xué)公式課，變成了能解決真問(wèn)題的技能課，既守住了教學(xué)本質(zhì)，又跟上了時(shí)代步伐。