“一流本科专业”建设背景下地方本科高校数学与应用数学专业建设模式创新与实践论文

2025-04-08 15:06:02 来源: 作者:xuling
摘要:文章首先分析了地方本科高校数学与应用数学专业建设存在的主要问题,然后论述了“一流本科专业”建设背景下地方本科高校数学与应用数学专业建设模式创新与实践。
摘要:文章首先分析了地方本科高校数学与应用数学专业建设存在的主要问题,然后论述了“一流本科专业”建设背景下地方本科高校数学与应用数学专业建设模式创新与实践,其中专业建设模式实践包括抓好“一个基础”(思政教育),促进专业建设;共振“两个核心”,夯实专业建设基础;联动“两个机制”,着力实施关爱引领工程;等等。
关键词:数学与应用数学专业;“一流本科专业”建设;地方本科高校
数学科学不仅是自然科学的基础,也是一切重要技术发展的基础。1999年以来,我国高校数学与应用数学专业得到了较大的发展,多数地方本科高校几乎都开设了这一专业,但其培养模式大多是模仿传统的数学专业培养方式。为适应高等院校发展应用型本科教育、培养本科层次的应用型人才的办学定位和培养目标要求,国内许多学者对数学与应用数学专业的人才培养模式及专业建设特色进行了研究[1-4]。随着我国迈入新时代,教育部在2019年4月启动“双万计划”[5],阐述了“一流本科专业”建设的基本内涵及其在人才培养中的重要性,并认为在国家大力开展“双一流”和“双万计划”建设背景下,办好一流专业需要拥有优秀的师资队伍、高质量的本科生源、一流的课程和教学、先进的人才培养理念和培养模式、足量的教学经费投入及稳定的物质资源保障等,各高校以此为契机,推进专业建设,提升本科教育水平和人才培养质量,一流本科教育也成为中国高等教育研究的生长点[6-11]。因此,随着时代的进步,结合社会和国家对数学类优秀人才的要求,地方本科高校需要结合自身已有的专业建设经验与特色,切实把数学与应用数学专业打造成理念先进、适应需求、保障有力、面向未来、引领发展的一流本科专业,不断培养出具有创新能力的“数学+”高层次应用型专门人才。
相较其他同类型高校,湖南工业大学(以下简称“我校”)的数学与应用数学专业(本科)开设较晚(在2009年招收本科生,在2019年招收公费师范生),但根据具体情况,学校在明确专业办学特色和发展方向的基础上,按照准确定位、注重内涵、突出优势、强化特色的原则,在现有的师资条件下,积极推进专业建设,经过历年建设和改革,逐步形成了“优化课程体系—创新教学方法—强化实践教学—推行导师指导—提升核心素养”的“五位一体”的人才培养模式,且专业理论课程教学也形成了有效的教学模式。同时,在人才培养过程中坚持“四结合”,重视提高“五方面的能力”等。2021年,我校数学与应用数学专业成功入选国家级一流本科专业建设点,这为专业人才培养模式创新、特色建设和发展带来了新的机遇。基于此,根据新形势下的变化和发展需求,为有效解决地方本科高校数学与应用数学专业建设中存在的一些问题,提高专业建设质量,对数学与应用数学专业建设进行模式创新和实践势在必行。近3年来,我校数学与应用数学专业在已有的专业建设经验基础上,结合自身定位进行了改革创新与探索,具体阐述如下。
一、地方本科高校数学与应用数学专业建设存在的主要问题
在“双一流”和“双万计划”建设背景下,许多高校数学系专门针对“四个回归”,出台了加强数学与应用数学专业建设的系列措施,并在内涵方面进行深入探讨,旨在建设高水平教育教学体系,提升专业建设水平和人才培养质量,取得了可喜的进展。但是对标“一流本科专业”建设要求,地方本科高校的数学与应用数学专业在思政教育、师资队伍、人才培养模式、课程与教学资源建设等方面仍然有许多亟待探究的问题。
第一,专业建设与思政教育融合互促方面欠缺,课程思政理念未全覆盖。尽管全国高校形成了“大思政”建设的整体氛围,但数学类专业建设与思政教育的融合互促方面欠缺;虽然提倡课程思政全覆盖,但多数数学教师缺乏相应的思政素材,课程思政理念不深入;部分数学与应用数学专业课程的实施方案和思政元素的融合过于牵强,部分教师存在为了完成课程思政任务而实施课程思政的思想,并未深度挖掘专业课程蕴含的思政元素,只是单纯调整课堂教学内容,不注重实践环节的引导与融入,使得思政内容无的放矢,教育方法和手段落后;等等。
第二,省部级高层次人才短缺,纯理论型教师偏多而双师型教师较少。建设一流本科专业需要有一流的师资队伍。但地方本科高校因受到各种条件的限制,导致数学与应用数学专业的省部级高层次人才短缺,纯理论型教师偏多而双师型教师较少,学缘结构不佳,梯队结构不合理,入职的青年博士不多且创新实践教育能力不强。部分教师教育教学理念落后,创新意识不强,对“一流本科专业”建设认识不够,教学方法单一。
第三,教学资源不足,实践教学体系与学生发展的要求不匹配。对标“一流本科专业”建设要求,多数地方本科高校数学与应用数学专业的五类“金课”建设和具有专业特色、体现专业科研水平的新形态教材建设不足,导致课程设置不合理,高水平的自编教材匮乏,与数学实验、数学建模及专业课程设计等实践教学体系相匹配的网络教学资源平台不多;数学与应用数学专业与其他学科的交叉融合不充分,与学生发展的要求不匹配;等等。
第四,多样化的课堂组织模式有待加强,教学方法的应用还需完善,专业人才培养特色不鲜明。尽管地方本科高校的数学与应用数学专业教师积极开展了本科教育教学改革,取得了一定成效,但“以学生为主体、以教师为主导”的混合式教学、翻转课堂等多样化的课堂组织模式还有待加强,案例式、研讨式、合作式、探究式等教学法的应用还需要完善。面对新时代对数学与应用数学专业应用型创新人才的需求,人才培养模式需要突破、创新,并体现专业的鲜明特色。
第五,课程考核评价体系滞后,与市场需要的数学人才的能力水平不符。专业课程考核方面仍存在“重终结性评价,轻过程性评价”的问题,过程考核仍以考勤、作业等为主,局限于传统的试卷测试,以分数定档次,缺乏对学生实际应用能力的考查,不利于学生对所学知识的运用和实践;毕业论文选题和研究内容与专业培养方向联系不紧密,论文形式和考核环节方面把关不严;等等。
因此,根据新形势下的变化和发展的需要,考虑上述存在的现实问题,对标“一流本科专业”建设内涵,结合我校已有的专业建设经验,数学与应用数学专业应围绕人才培养,扎实有效地开展专业建设,这样才能使人才培养机制符合新时代高层次应用型专门人才培养的要求,切实提高专业人才培养质量。
二、“一流本科专业”建设背景下地方本科高校数学与应用数学专业建设模式创新与实践
依托国家一流本科专业建设点,我校数学与应用数学专业从本专业定位发展出发,通过改革与实践,构建了“一基两核两制两型四融合”专业建设模式并取得了一定的成效。其具体做法如下:抓好“一个基础(思政教育)”,共振“两个核心(专业师资队伍和人才培养)”,联动“两个机制”(本科生全程导师制、教工党员联系学生制度),构建“两种类型”(教研型、竞赛创新型),同时注重“四项融合”(教师特长、学生发展、专业特色、竞赛双创),将课程思政融入数学与应用数学专业建设,围绕人才培养,抓党建、凝合力、促发展,多举措扎实有效地开展专业建设,打造地方本科高校高水平数学与应用数学专业,为推进数学类一流本科教育教学改革和提高本科生人才培养质量提供新的思路。
(一)专业建设模式创新
针对新时代地方本科高校数学与应用数学专业建设的问题和挑战,结合我校数学与应用数学专业定位发展和建设现状,在“大思政”教育背景下,构建了“一基两核两制两型四融合”专业建设模式,如图1所示。
近三年来,在上述专业建设模式下,通过发挥教师特长,借助竞赛双创,提炼专业特色,有效促进了学生的发展。我校数学与应用数学专业的数据科学方向坚持聚焦数学能力,促进多元发展,以学科竞赛和创新创业为抓手,使学生成为“数学+”高层次应用型专门人才。数学与应用数学专业的公费师范生方向则聚焦数学能力与师范技能提升,形成“双素”(师德素养、教学素养)“分段共推”(课程学习分段、见习研习实习分段、师范技能培训分组分段)的师范生培养模式,将“笃行”贯穿人才培养全过程,以“注重实践、强化应用、追求卓越、服务地方”作为专业人才培养特色。在实践中,分培养方向制定了本专业学生大学四年成长路线,并将思政教育深度融入,师生共同推进,成效较好。如数学与应用数学专业学生共获得全国大学生数学建模竞赛、专业类数学竞赛、全国大学生统计建模大赛等国家级一等奖5项、二等奖8项,省级一等奖20余项、二等奖30余项;获得省级以上大学生创新性实验计划项目资助12项(其中国家级4项)。学生在省级以上期刊发表学术论文7篇。有湖南省优秀毕业生5人,本专业学生党员20余人。60%左右的首届公费师范生入职湖南省重点高中。
(二)专业建设模式实践
1.抓好“一个基础”(思政教育),促进专业建设。数学与应用数学专业建设中的思政教育融入是一项系统工程,需要师生的共同努力和持续推进,以思政建设促专业建设,将专业建设与思政建设深度融合。一是专业课程内容融入思政元素。要求在数学类专业课程的教学大纲和考试大纲中明确含有思政元素的知识点和思政元素融入方式,并收集相关素材有机融入具体教学内容。如集体搜集相关思政素材,在数学分析、概率与数理统计、常微分方程等专业课程中有机融入家国情怀、社会责任、人文精神、法治意识等思政元素。二是教学过程渗透思政教育。要求教师结合具体教学内容渗透思政教育,如通过穿插介绍我国数学家的杰出贡献和数学领域取得的重大成就,增强学生的民族自豪感和文化自信,同时引导学生在解决问题时树立正确的三观。三是学生竞赛、双创实践活动等融入思政教育。通过组织本专业学生参加各种实践活动,如数学建模比赛、统计建模竞赛、师范技能比赛及社会调研等,将思政教育融入实践环节。在活动中既培养学生的实践能力和团队协作精神,也让学生在实践中感悟社会责任,增强服务社会意识。四是专业教师团队思政化。在教师成长过程中,教研室积极加强教师团队的思政教育,提高教师的思政素质和教育教学能力。以系党支部建设促教风、学风建设,引导专业教师在师德风范上树立旗帜,在教书育人上做出好榜样,通过定期的培训和学习,使教师充分认识到思政教育在数学与应用数学专业建设中的重要性和必要性,自觉将思政教育融入专业课程教学。五是思政建设常态化。从新生入学教育、实习实践、毕业论文撰写到毕业离校,教研室始终将思政教育贯穿数学与应用数学专业教育的全过程,使其成为专业教育不可或缺的一部分。如此,力争通过多种途径培养本专业学生的思政素养和社会责任感,推进思政教育在数学与应用数学专业建设中的深入发展。
2.共振“两个核心”,夯实专业建设基础。①第一核心:专业师资队伍建设。德才兼备的一流师资队伍是“一流本科专业”建设的重要基础。我校依托学校政策,采用内培外引相结合的方式,加强数学与应用数学专业师资队伍建设,具体如下:树立团队教学标杆,加强数学分析、高等代数、数学建模等课程教学团队和教学梯队建设,并对标教师教育质量提升,抓好“新手—熟手—老手—高手”的教师发展链,强化青年教师培养的“传帮带”长效机制;加强专业教师队伍的思政教育,充分发挥系党支部专任教师在数学与应用数学专业学生思想教育、竞赛与双创指导方面的先锋模范作用;加强与“数据科学”及“公费师范生”培养方向相关的高层次人才的引进与培养。通过多种方式,打造一支“四有四能”(四有:有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心。四能:能做科研、能站讲台、能指导学生竞赛双创、能成为学生朋友)的专业教师队伍,并发挥专业教师特长,多向融合,有效促进本专业学生发展。②第二核心:专业人才培养。先进的育人理念和人才培养模式是“一流本科专业”建设的重要支撑。我校结合教育部制定的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,在学校已有的“2019版数学与应用数学专业人才培养方案”的基础上,及时更新教育思想观念并借鉴国内外一流高校数学类专业的人才培养理念、培养模式和培养方法等,进一步深化数学与应用数学专业人才培养模式改革,如图2所示。同时,结合已有的人才培养经验,分培养方向给出了数学与应用数学专业学生大学四年成长路线,为本专业学生开展自我提升提供了指南。
优化的创新人才培养模式主要涉及以下五个方面。
第一,强化专业认知教育,对学生进行分类分层培养。一方面,通过开设数学与应用数学专业导论课、认识实习和学科前沿课,举办数学讲坛、数学物理文化节、开展师范技能培训和比赛等活动,强化本科生专业认知教育和技能提升训练,并以此形成有特色的专业文化。另一方面,本专业学生按数学与应用数学(非师范)和数学与应用数学(公费师范生)开展分类培养工作,同时进行分层培养。第一层次:研究型,主要培养学生的科学研究能力,鼓励这部分学生考研,进入高层次大学深造。第二层次:应用型,主要加强理论与实践的结合。针对我校数学与应用数学(非师范)的“数据科学”专业培养方向,主要加强数学能力、计算机应用能力、数据分析与处理能力,校企联动,增加就业机会。针对公费师范生方向,主要通过“分段共推”来强化师范技能和表达数学的能力,把学生培养成卓越的高中数学教师。第三层次:复合型,通过开设“应用数学”双创实验班,加强综合素质和管理能力培养,向一流大学看齐,培养高端人才。
第二,夯实四级实践,强化实践教学。着眼于数学与应用数学专业的发展和应用型、创新型人才的培养,开展实践教学改革,构建了包含目标体系、内容体系、途径体系、管理体系及保障体系五大内容的实践教学体系,强化“数学实验、学科竞赛、创新训练、毕业设计”四级实践。一方面,积极完善校内实践资源和拓展校外实习基地建设,增加实践教学比重,增加综合性、设计性实验在实验课程中的比例,要求本专业每门实验课程和课程设计都有对应的大纲和指导书,规范实践教学管理过程,真正促进学生发展。另一方面,在本专业班级开展“一班一研一赛一文”实践活动,以数学专题学习、创新训练科研立项、数学学科竞赛和毕业设计为抓手,培养学生的数学应用能力和创新意识。同时,要求毕业设计选题(不少于70%的选题来自行业指导教师出题)和研究内容与专业培养方向紧密联系,严把论文质量和考核环节等。
第三,加强建设三个网络平台,实现三类资源共享。在我校理学院网站上建设数学与应用数学一流本科专业网页,搭建在线开放课程及创新实训平台。同时,及时把本专业建设的有关活动和资料、一流课程的相关介绍和课程内容链接、学科竞赛与创新实训的有关培训资料等进行更新,实现“课程、平台、活动”三类资源共享。
第四,优化学生学业考核评价体系。结合我校教务处的相关要求,数学与应用数学专业共有数学分析、解析几何、数值分析等10余门课程开展课程考试改革,把专业课程的考核终端控制变为“过程考核+终端控制”的“N+2”考核方式,培养学生自主学习能力。其中“N”是要求不少于3次的过程考核次数,采取小测验、课程报告、小论文和口试等;“2”是学习作业和期末考试。
第五,强化理论课、实验课和创新活动的“三重交叉”。一是结合本专业的具体培养方向,将具有专业方向背景的实例导入理论课。例如,在数学分析课程教学中,面向师范方向的学生,教师针对课程中与高考数学试题联系密切的导数、级数等部分内容,引导学生从大学数学视角来探讨高考试题;面向数据科学方向的学生,教师则选取具有此方向实际背景的例题和习题,并将数学建模思想和数学在工程技术中的应用贯穿教学始终。二是将具有专业方向背景的案例融入实验课。如将物流行业、医疗行业和教育领域的案例作为多元统计分析、数据挖掘等课程的实验与课程设计题目。三是将与专业培养方向关联的项目引入学科竞赛、创新训练、毕业设计。如引导师范方向的学生参加统计建模比赛,要求他们收集与中学教育相关的数据并进行分析和建立相关统计模型。在毕业论文选题方面,对数据科学方向的学生,要求选题源自纯粹数学、运筹和优化建模、统计建模及数据挖掘与分析等方面;对师范方向的学生,则要求以中学数学教育教学研究的课题为主。
3.联动“两个机制”,着力实施关爱引领工程。①在数学与应用数学专业班级实施本科生全程导师制,拓展专业教师育人的“宽度”。每位教师在每个年级指导4至6位学生,采用“三次双向选择+跟做毕业论文”模式,主要在思想提升、学业发展、生活适应、心理健康、就业指导等方面对学生进行个性化指导,帮助学生准确理解专业人才培养方案,有针对性地制定自我提升方案和做好职业生涯规划,同时吸收本科生参与教师的科研项目,指导学生参加竞赛双创活动和专业技能培训等,全面促进学生发展。②在“大思政”教育背景下,推进和落实“教工党员联系学生制度”。一是开展系教工党支部和本专业学生党支部共建活动。通过同上微党课、共观主题教育片、开展专题交流等方式,推动形成组织育人新格局。二是安排系党员教师作为本专业学生入党积极分子的联系人。通过系党员教师对入党积极分子进行思想政治引领,增强其责任意识,激发其内驱力,督促其在班级中发挥好示范作用。概言之,在本专业人才培养全过程中,以联动“两个机制”为保障,着力实施关爱引领工程,助力学生发展。
4.加强教研型、竞赛创新型专业建设,多方联动、协同育人。首先,教研型建设。围绕数学与应用数学专业人才培养和师资队伍建设两个核心,秉承以科研带动教研,以教研促进教学,相应建设思路重点如图3所示。
第一,在教学方面,除落实日常教学事务外,主要围绕以下四个方面开展专业建设工作。一是推动五类“金课”建设。通过提高网上资源共享课程的比例,鼓励教师借助已建成的国家级和省级一流课程进行混合式教学,根据数学与应用数学专业学生的特点因材施教,有效促进学生发展。二是共促教师教学技能提升。院系同步抓好“新手—熟手—老手—高手”的教师发展链,提升教师的教学技能。通过相互听课磨课、督导反馈、借助建好的一流课程等方式,促使专业教师不断提升教学技能。鼓励专业教师参编数学专业类教材,尤其是高水平的自编教材;积极探索教学新理念、新技术、新方法,将科研成果运用于专业课程教学。三是加强网络资源平台建设。在“课程、平台、活动”三类资源共享的基础上,以资源有效整合为抓手,以协同育人为目标,从我校理学院层面加强网络资源平台建设。四是完善学生实习实训。通过设置多样化的数学实验类型,培养本专业学生数学建模、数据处理等能力;规范本专业学生校内、校外实习实训管理制度,强化实操,提升学生的综合技能与专业素养,紧贴我校数学类专业人才培养需求,落实校企合作,共建具有专业特色的实习实训基地。
第二,在科研方面,一是加强团队建设。依托我校理学院省级科研平台,以项目为抓手,通过教师合理组队申报科研教改项目、参编数学专业类学术专著等,有效开展系科研团队的建设。二是强化教科研互动建设。抓好“教学—科研—教学”的教科研互动发展链,既引导教师能站讲台、站稳讲台,也引导教师坚持科研,将教科研融为一体,形成科研育人氛围。三是指导学生竞赛。在“夯实四级实践,强化实践教学”基础上,教师指导学生学科竞赛,让学生在竞赛中实现能力的提升。四是指导学生双创训练。教师以项目研究为驱动力,在学生双创项目申报等方面进行分类分段指导,狠抓学生创新能力培养。
其次,竞赛创新型建设。一是以赛促教,教学相长。通过组建教学团队和专业课教学梯队,进行集体备课和开展课堂公开课等,培育省级教学比赛选手和团队。二是聚焦“数学+”创新型人才培养,推进双创教育与专业教育深度融合。结合我校数学与应用数学专业学生的特点,贯通课程体系、实践体系和竞赛体系,构建“面向全员、融入专业、强化实践、形式多样”的双创教育课程,学生综合素质得到整体提升。三是举办“应用数学双创实验班”,构建“以赛促学,以赛促教,课赛结合,赛创融合”的竞赛体系,引导学生参加学科类竞赛、创新创业训练项目,提高本专业学生的整体培养质量。
三、结语
近三年来,我校数学与应用数学专业对标“一流本科专业”建设内涵要求,构建了“一基两核两制两型四融合”的专业建设优化模式。在实际建设中,数学与应用数学专业坚持以“一基”为动力,以提升“两核”为重点,以联动“两制”为推手,以推动“两型”发展为落脚点,同时注重“四项”融合,在专业建设方面取得了一定的成效。希望本文探讨的内容能够为地方本科高校数学类专业建设提供一些解决问题的思路。
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