为数学课注入“工程灵魂”!江苏大学打造新工科大学数学教学新模式
来源: 紫牛新闻
2025-11-08 16:53:00
11月8日讯(通讯员 孙蕾 记者 万凌云 姜天圣)江苏大学大学数学教学团队,扎根教学一线18年,从 “信息化”教学稳步迈向“数智化”课程赋能,交出了一份扎实的教学改革答卷。从2006年国家十一五规划到2015年的《中国制造2025》,中国工业智能经历了萌芽,起步到正式规划。面对“大力推进农业机械化、智能化”的新要求,大学数学教学团队主动探索新工科大学数学教学模式重构的创新路径。
团队重构“数学-工程”双向驱动课程体系,精准解决课程内容与产业需求脱节的老问题。借助知识图谱技术,团队系统梳理智能制造领域的核心数学需求,搭建起“大数基础→工程数学→专业应用”的三层递进课程架构。比如讲结构优化时,把传统微积分里的极值问题,延伸到智能农机结构轻量化设计;用线性代数的特征值理论,破解机械振动分析难题,让数学知识真正融入工程实际。团队还以科研反哺教学,逐步开发出《工程数学案例集》等10个FastGPT工作流;针对机械、电气、信息等 15 个主要工科专业,制定专属课程标准,梳理出 830 个工程数学知识点与专业课程的对应关系。对比实验显示,实验班学生解决复杂工程问题的数学建模准确率,比对照班高出 43%,专业课程里的数学应用能力明显增强。
在教学模式上,团队打造数字驱动的智慧数学新模式,直击教学模式固化、数字化应用不足的痛点。基于“智能融合”理念,他们探索出个性化、情境化、体验式结合的混合教学模式。教学中依托千笔作业、云班课等平台,AI 会智能分析学生学习数据,自动生成专属错题集和针对性训练;教师根据 AI 学习报告动态调整教学,形成“数据采集—诊断反馈—精准教学—效果评估” 的闭环流程。
同时,团队搭建“知识树+GeoGebra+AI”的数智化资源平台,开发云教材和互动绘本,让学习更直观、更有沉浸感,推动课堂从 “板书+习题”转向 “可视化 + 交互 + 智能” 的新型智慧环境。比如教微分方程时,用三维动态图演示热传导过程,学生理解度比传统教学提升 68%。他们还升级千笔作业系统的智能题库,支持难度自适应和错因诊断,累计服务 16.6 万人次学生,平均学习效率提高 35%,为教学质量监测和精准干预提供了有力支撑。
为打破评价体系单一、能力导向缺失的局限,团队创新“认知+方法+工具+ 创新”四维评价体系。这一框架包含四部分:知识理解通过在线测试考查概念掌握(占 25%);方法应用通过建模任务评估问题解决能力(占 30%);工具使用考查数学软件操作(占 25%);创新实践结合课程设计和竞赛表现评定(占 20%)。实施三年来,学生综合应用能力显著提升,全国大学生数学建模竞赛获奖率从 18% 升至 29%,毕业设计中数学建模应用的优秀率提高 46%。
在能力培养上,团队构建“课内项目+课外竞赛+创新训练”三级实践体系,强化理论与实践结合,弥补创新能力培养不足的短板。课内项目依托校企合作实践基地,以真实工程问题为载体,学生组队完成 “智能温室环境优化”“农机作业路径规划”等 135 个综合项目;课外组织参加数学建模、数学竞赛等 A 类赛事;创新训练依托“数学建模与科学计算” 微专业,培养学生用数学方法解决复杂工程问题的能力。
团队还打造“科研推动教学”的高水平队伍,为改革提供组织保障。这支 “数学+工程”跨学科团队,由数学、机械、信息等领域专家组成,实现协同育人。团队承担15项国家自然科学基金项目(含5项重大、重点项目),将10多项省部级科研成果转化为教学资源,开发智能优化算法、机器学习建模等前沿案例 68 个。团队还获 3 项省级教学成果奖,发表 85 篇教研论文,形成可持续的教改支撑体系。
大学数学从“通识基础课”到“专业核心技能课”的根本转变,为新工科人才培养提供了有效路径。18年深耕,团队用“扎根需求、破壁创新”的坚持,把抽象的数学公式课,变成了能解决真问题的技能课,既守住了教学本质,又跟上了时代步伐。