郑州航院：面向新工科创新型人才培养的大学数学课程教学改革

近年来，为深化教育教学改革，全面提高人才自主培养质量，郑州航空工业管理学院（以下简称“郑州航院”）以大学数学课程为试点，积极推进公共基础课教学改革。2024年1月，郑州航院立项首批10项校级教改项目（公共基础课教学改革研究与实践专项），鼓励数学学院教师积极开展公共基础课教学改革。实施面向新工科创新型人才培养的大学数学课程教学改革，全面提升教学质量，为新工科创新型人才培养提供基础支撑。

重构课程体系和知识体系。对新工科专业而言，按照专业需求对大学数学课程内容进行优化和选择，构建以项目为链条的模块化课程体系，更加突出应用属性，为进一步学习专业课程提供必要的知识和应用能力储备。对数学课程而言，从学生主体认知特点出发，不再固守知识结构的连续性和完备性，而以新工科专业需求为导向，优化知识结构、增删教学内容，构建节点化、关联化的课程知识结构体系，增强大学数学课程知识之间的融会贯通。郑州航院数学学院首先针对理、工、经管类专业和国际留学生重构“3+1”大学数学课程体系，其次通过“五融五塑”举措重塑大学数学教学过程，有效提升了大学数学课程的教学质量。同时以教学竞赛为牵引，推动教学革新，实现团队教师教学能力和课程质量的整体提升。

编写应用教学案例库。教学案例作为人才培养的重要教学资源,是实现数学基础学习和专业学习有效结合的中介。在面向新工科专业人才培养的导向下，数学课程学习应更加突出实务性与应用性，案例教学无疑是最佳教学手段之一。通过教学案例的分析、讨论和实践，促进学生在掌握数学知识的同时,基于独立思考、集体讨论,利用数学知识寻求解决问题的方法,从而实现由理论知识向实践能力的转化。为此，选择大学数学课程的某个知识点、知识点群或者某个数学方法等内容，研究与设计该内容在航空航天、信息技术、医学图像、特征识别、人工智能等新工科领域中的应用案例，并逐步积累优化，建设应用教学案例库。如在《高等数学》课程中，以“中国天眼”的反射面面积计算为例，分小组开展讨论，使学生在掌握讲解曲面面积的计算这一重要知识的同时，掌握解决实际问题的思路和方法。

强化课程思政教学。为进一步提升工科专业人才的价值塑造，在数学专业知识讲授之外，将蕴含人文精神的思政元素融入数学课程中，潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响，实现育人与育才的统一，从而促进其全面发展。在课程思政的融入方式上，避免为了思政而思政，注重吸纳和积累工科专业领域最新研究成果和实践成果，凸显前沿性、交叉性与综合性的教学内容，注重凝练本土化案例，弘扬大国工匠精神，以盐溶于水的形式融入数学课程教学，实现科学精神与人文素养的融会贯通。郑州航院大学数学课程组自2019年以来，针对重要知识点通过分工合作逐个挖掘思政案例，并在课堂教学中不断丰富、打磨、优化，建立了思政案例库，高等数学教研室获评河南省高等学校优秀基层教学组织，该课程入选河南省首批课程思政样板课程。此外，概率论、概率论与数理统计课程教学团队获批省级课程思政教学团队。

加强实践应用教学。新工科需要创新型、应用型人才，而加强实践教学和学科竞赛则能极大地促进对学生创新实践能力的培养。郑州航院在课堂教学中加强数学实验和数学建模的教学。如在大学数学教学中增设数学实验模块，结合MATLAB、Python等专业数学统计软件开展课内实践教学。同时，结合应用案例，重点开展数学建模教学，培养学生解决问题的创新思维和应用能力；此外，增强学生参加大学生数学建模竞赛等多层次数学竞赛的参与度，以赛促学、以赛促创，培养学生运用数学知识和思维去创新、发现、提出、分析和解决实际问题的能力，注重学和用的结合。

推进研究性教学。研究性教学作为一种教学理念和教学模式，重视培养学生独立思考、自主学习和研究创新的能力。在教学过程中，教师精心设计的“研究性教学”过程，使学生在知识、能力、素质等诸多方面得到全面提升，从而实现培养具有创新精神、创新意识和创新潜能的创造性人才的目标。在大学数学课程教学中，革新当前传统的教学模式，全面推进研究性教学，结合学生的认知水平及新工科专业的特点激发学生主动参与并真正融入教学过程，提升学生创造性的分析问题和解决问题的能力。郑州航院2022年开始全面推进研究性教学改革，以专题教改项目为支撑打造研究性教学的浓厚氛围，引领研究性、创新性教风学风持续改善，逐步建立了创新型人才培养的文化生态，研究性教学改革取得显著成效。

展望未来，郑州航院数学学院将继续深化“以学为中心、以教为主导”的教学改革，针对大学数学课程教学中存在的痛点问题，紧扣重构教学内容和革新教学模式两条主线，全面提升数学课程对专业学习的支撑和创新实践能力的培养效果，使学生感受“数学+专业+创新”的独特魅力。

(郑州航空工业管理学院 陈灿 周永卫 许倩倩 文)