高彥偉 王春朋

摘? ? 要：在“四新”建設背景下，“大學數(shù)學”課程教學改革面臨著數(shù)學課程在“四新”建設中的定位調(diào)整、教學內(nèi)容的革新、教學模式的轉(zhuǎn)變、數(shù)字化教育技術(shù)對教學與學習形態(tài)的影響、考核評價方法的改革等方面的挑戰(zhàn)。由于各高校在辦學層次上的差異，教學改革呈現(xiàn)不同的實踐境況。針對新工科的教學改革最為深入，并且已取得一定進展。大學數(shù)學教學改革需要和頂層設計一起，聯(lián)合相關(guān)學科共同謀劃，利用教學評價體系等手段推動教學學術(shù)研究，只有解決好這些問題才能使大學數(shù)學教學改革取得成效。

關(guān)鍵詞：新工科；新醫(yī)科；新農(nóng)科；新文科；大學數(shù)學教學

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2024）04-0079-03

2018年10月，教育部決定全面推進新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科“四新”建設?！八男隆苯ㄔO是從國家層面上對教育提出的需求，是教育強國、提升原始創(chuàng)新能力和人才培養(yǎng)的重要規(guī)劃。當前，國際與國內(nèi)形勢發(fā)生了巨大變化，國家之間的競爭日趨激烈，不同體制、不同民族、不同文化之間存在諸多問題。中華民族為完成民族的偉大復興，無論是在科技，還是社會文明發(fā)展上都要做好謀局開篇?！八男隆苯ㄔO力圖通過學科重組、交叉融合、創(chuàng)意創(chuàng)新，在科技進步與人才培養(yǎng)上取得切實成效，滿足社會需要，回答時代關(guān)切。數(shù)學作為基礎學科，對理、工、農(nóng)、醫(yī)、文等學科建設和人才培養(yǎng)都具有支撐作用。對非數(shù)學專業(yè)學生開展的“大學數(shù)學”課程是大學課程體系的重要組成部分，既包括高等學?；A通識教育中的基礎課程，也包括一部分針對具體專業(yè)的專業(yè)必修課程，幾十年來已經(jīng)形成了比較完整的課程體系與教學內(nèi)容。然而，隨著新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命爆發(fā)期的到來，社會生產(chǎn)力水平的提升，以人工智能為代表的新技術(shù)的出現(xiàn)對大學數(shù)學教學帶來了巨大的沖擊與挑戰(zhàn)。在“四新”建設的背景下如何認識這種挑戰(zhàn)，并通過實施卓有成效的教學改革去應對挑戰(zhàn)是大學數(shù)學教學正在面臨的艱巨任務。

一、“大學數(shù)學”課程教學面臨的主要挑戰(zhàn)

高等學校的主要職責是科學研究和人才培養(yǎng)?？茖W研究支撐學科建設和發(fā)展，要解決具體問題；人才培養(yǎng)要解決為誰培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么樣的人這個命題。學校進行人才培養(yǎng)的主要途徑是教學，“大學數(shù)學”課程教

學要圍繞“四新”建設的目標，找到教學改革的抓手，要落實在課程體系建設中，在包括教學目標、課程內(nèi)容、教材體系、教學模式和教學評價層面上，做好知識傳授與價值引領。培養(yǎng)學生學習新知識的能力?！八男隆苯ㄔO下的“大學數(shù)學”課程教學面臨的挑戰(zhàn)主要在于五個方面：一是數(shù)學在“四新”建設中的課程定位，也就是說新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科需要什么樣的數(shù)學教育。數(shù)學對工科的支撐作用毋庸置疑，而對于新醫(yī)科、新農(nóng)科和新文科而言，數(shù)學能起到什么樣的作用，所培養(yǎng)的人才應該具備什么程度的數(shù)學能力，需要進行深入的研究。二是教學內(nèi)容。隨著數(shù)學學科的發(fā)展和數(shù)學與計算機技術(shù)的深度融合，新理論、新方法不斷涌現(xiàn)，各學科為了更全面地解決問題，獲得有充分根據(jù)的規(guī)律性認識，不斷嘗試和運用數(shù)學的思維與方法去解決自身專業(yè)的問題。這些新出現(xiàn)的理論與方法盡管在解決實際問題中具有巨大的價值，但往往由于內(nèi)容晦澀難懂，需要數(shù)學家進行加工形成學術(shù)形態(tài)，再由教育工作者將其轉(zhuǎn)化為教育形態(tài)，使之易于教學，這就需要一個較為漫長的過程。同時，隨著新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命的興起，某些傳統(tǒng)知識重要性下降，一些理論重要性上升，但是大學數(shù)學基礎課程的內(nèi)容和比重并沒有發(fā)生實質(zhì)性的變化，傳統(tǒng)教學內(nèi)容對人才培養(yǎng)的作用降低，應該研究如何進行調(diào)整。三是教學模式。當前，對非數(shù)學專業(yè)學生的大學數(shù)學教育仍以傳授知識為主要模式，忽視數(shù)學的思想方法與人文價值。在新形勢下，數(shù)學的教學模式應由過去只傳授知識的情況，向培養(yǎng)學生具備提出問題的能力、創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變。四是數(shù)字化教育技術(shù)對數(shù)學教學與學習形態(tài)的深刻影響。應探索如何發(fā)揮數(shù)字化教育技術(shù)的優(yōu)勢，推動教學模式與學習模式的轉(zhuǎn)變，揚長避短地發(fā)揮數(shù)字化教育技術(shù)的作用。五是課程體系建設。要討論怎樣使數(shù)學課程更好地滿足不同專業(yè)對數(shù)學教育的不同需求與數(shù)學教育的多維目標，建設高質(zhì)量的數(shù)學課程體系，發(fā)揮數(shù)學類優(yōu)質(zhì)課程與教材在高水平復合型人才培養(yǎng)中的作用。

二、“大學數(shù)學”課程教學改革的實踐進展

“四新”建設提出后，全國各高校數(shù)學院、系紛紛行動起來，加快教學改革進程。由于研究型、應用型和技術(shù)型不同種類的大學在辦學目標、層次上的差異，“大學數(shù)學”課程教學改革呈現(xiàn)出不同的實踐境況。

數(shù)學與工科聯(lián)系緊密，培養(yǎng)工程科學人才是一流綜合性大學與工科強校人才培養(yǎng)的重要任務，工程科學人才的職業(yè)素養(yǎng)也被賦予了更高的評價標準，主要包括數(shù)學建模能力、實踐創(chuàng)新能力、交流能力、職業(yè)道德、專業(yè)精神與終身學習能力等[1]。新工科背景下的大學數(shù)學教學改革整體上看進展較快，但也存在一些問題。對于綜合性研究型大學，他們既有數(shù)學專業(yè)建設的任務，也承擔非數(shù)學專業(yè)的大學數(shù)學教學工作，但基本上都是以專業(yè)建設為重心，“大學數(shù)學”課程教學往往得不到重視，改革動力不足。大學數(shù)學學時多，教學任務繁重，多數(shù)高校對教學型教師在教研、課程建設等方面不作強制性要求，而是希望教師自身有主動作為的意愿。部分教師即使有愿望，但客觀受制因素多，難以推動“大學數(shù)學”課程教學改革。專業(yè)教師不愿意從事“大學數(shù)學”課程教學，即使承擔往往也是為了完成教學工作量或是考核任務，不把主要精力放在教學上，課程建設受傳統(tǒng)教學模式影響大、慣性強，課程教學改革存在具體困難。

對于以工科專業(yè)為特色的理工類大學，由于專業(yè)建設定位明確，教學改革力度大，在實踐上取得的進展最為明顯。比較具有代表性的如西安交通大學、國防科技大學、電子科技大學、天津大學等。這些“雙一流”大學的“大學數(shù)學”課程教學改革重點是針對新工科進行一流課程建設與國家級規(guī)劃教材建設。其具體改革內(nèi)容包括以下幾方面：一是對課程內(nèi)容進行了定向構(gòu)建，專業(yè)建設與公共課建設同步開展，相互尊重、相互促進，重視學科交叉和實踐，關(guān)注對學生應用能力的培養(yǎng)；二是課程設置較為完善，普遍增加了教學內(nèi)容的難度，并長期保持理論教學學時的穩(wěn)定，強化問題導向式教學，考試試題難度大、考試時間長；三是教材體系完整且各教材各具特色；四是越來越重視數(shù)學實驗課程，針對不同專業(yè)學生群體，實行差異性教學；五是加強課程思政建設。西安交通大學、國防科技大學、天津大學等針對部分對數(shù)學要求較高的專業(yè)專門開設“工科數(shù)學分析”課程，其他專業(yè)采用常規(guī)課程、分級教學，越來越注重過程性評價。國防科技大學建設多個數(shù)學實驗室，如虛擬仿真教研室、數(shù)據(jù)分析與人工智能實驗室等，以強軍為目標導向，學科建設與大學數(shù)學課程建設均取得了成效。具體到每門課程均采用負責人制，設置一個校外首席、一個校內(nèi)首席。國防科技大學的教材體系中除了包括國家級規(guī)劃教材、軍隊精品教材，對現(xiàn)代教育技術(shù)的應用與理論提煉也走在了前列，開發(fā)的教輔用書適合學生需求，例如參編了八校共同編寫的《MOOC建設與學習行為分析》《2015—2020高等數(shù)學期末試卷匯編》等高質(zhì)量教材與教輔。反映出在日常教學和學科競賽等活動中其注重資料總結(jié)研發(fā)、成果提煉和現(xiàn)代教育技術(shù)平臺建設與應用的特點。天津大學新工科大學數(shù)學課程體系建設：一是建設模式設計，多學科共同組成聯(lián)合教研室；二是規(guī)范公共數(shù)學課程體系，工科數(shù)學課程難度加大；三是不再沿襲數(shù)學專業(yè)課純數(shù)學的教學內(nèi)容，也摒棄了非數(shù)學專業(yè)數(shù)學公共課以數(shù)學計算技巧為重點教學內(nèi)容，注重引領學生一起探索數(shù)學知識的來龍去脈。此外，天津大學還在探索基礎知識傳授與專題報告相結(jié)合的教學模式，努力提高課程的兩性一度，同時也進行了教材建設。這些以工科專業(yè)為特色的理工類大學“大學數(shù)學”課程教學改革存在的具體困難主要是在考核評價方面。一是試題庫還達不到人工命題要求；二是案例教學與考核中案例開發(fā)困難，應積極謀求多渠道多方法去征集可改編案例。這些高校的改革措施已經(jīng)產(chǎn)生了一定的影響，但對于工科應用型和技術(shù)型大學來說，其改革主要集中在對教學模式進行調(diào)整方面，整體架構(gòu)性弱，這些高校的改革措施難以起到帶頭示范作用。

在新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科的大學數(shù)學教學方面，數(shù)學課程往往處于比較尷尬的地位。由于數(shù)學內(nèi)容較難，學習的基本內(nèi)容又很難馬上用于專業(yè)問題，學生的學習興趣不高，成績也常常不理想，因此某些學校管理者希望減少數(shù)學課程，甚至全部取消。根據(jù)調(diào)研和分析相關(guān)文獻，發(fā)現(xiàn)在“大學數(shù)學”課程教學改革中關(guān)于數(shù)學課程定位與課程體系建設等方面的研究較少，各高校基本沿襲原有的課程體系，改革主要集中在數(shù)字化教育技術(shù)的應用方面。這可能與不同學科對數(shù)學的需求程度、人才培養(yǎng)目標、學校支持程度等有關(guān)。新文科數(shù)學課程改革方面，取得了一定進展。針對文科專業(yè)的需求和學生情況，新文科數(shù)學著力于數(shù)學文化建設，將數(shù)學文化融合到課程教學中，其中比較有代表性的如南開大學、華中科技大學等高校。南開大學顧沛先生的“數(shù)學文化十講”課程具有典型性和廣泛的影響。北京航空航天大學、吉林大學在新文科數(shù)學課程體系和教材建設上已經(jīng)取得一定的成果。吉林大學新文科數(shù)學教材建設已具規(guī)模，而且還將數(shù)學與創(chuàng)新教育結(jié)合起來，開設了文科數(shù)學創(chuàng)新實驗課程[2]。不過整體來看新文科大學數(shù)學教學改革因為跨度大，在教學各個環(huán)節(jié)的改革還需要持續(xù)推動。

聚焦教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動與“四新”建設背景下大學數(shù)學改革的熱點與所面臨的挑戰(zhàn)，這些在課程教學模式、教材建設等方面上的探索一定程度上解決了大學數(shù)學教學改革的相關(guān)問題，凝聚了共識，起到了鼓舞人心、催人奮進的作用，但也有一些根本性問題并沒有得到有效解決。

三、大學數(shù)學教學改革的實踐審思

（一）“四新”背景下的大學數(shù)學教學改革應有頂層設計

一是課程定位問題，這是一個很難回答但必須要回答的問題。在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的形勢下，首先要清楚數(shù)學對其他各專業(yè)到底有哪些支撐，哪些專業(yè)需要深度交叉，哪些專業(yè)需要素養(yǎng)教育，本科階段要解決數(shù)學教學的哪些具體問題，本科生數(shù)學學習要達到什么樣的基本要求，也就是說要弄清對不同專業(yè)數(shù)學課程的具體定位。如果這個問題不先行解決，僅從數(shù)學學科本身進行思考，自說自話，就難以進入大學數(shù)學教學改革的深水區(qū)，難以解決深層次的問題。這需要數(shù)學和各學科的領軍學者進行綜合設計并給予引導。二是要提升對數(shù)學的認識，特別是相關(guān)專業(yè)要理解數(shù)學不僅僅是計算的工具，它還具有文化屬性，是人類文化的重要組成部分。從數(shù)學方法論、數(shù)學的社會性、數(shù)學的發(fā)展規(guī)律、數(shù)學發(fā)展的趨勢、數(shù)學科學與現(xiàn)代文明、數(shù)學美學與文學、數(shù)學模式觀的哲學基礎等角度闡釋數(shù)學文化，從數(shù)學哲學、數(shù)學史的角度進行大學數(shù)學教學改革是一個重要方向[3]。在更廣闊的視域下進行課程建設，有利于從更高的視角設計教學，有利于發(fā)揮數(shù)學科學性與人文性的和諧統(tǒng)一，充分發(fā)揮數(shù)學教育的價值。

（二）大學數(shù)學教學改革需要其他相關(guān)學科共同謀劃

數(shù)學與其他專業(yè)的結(jié)合不僅需要數(shù)學教師參與到各專業(yè)的教學科研中，也需要各學科教師的共同參與。這可以從高等學校合并之前大學數(shù)學教學的發(fā)展歷史中借鑒經(jīng)驗，其中尤以數(shù)學與工科專業(yè)的結(jié)合最為典型。例如原吉林工業(yè)大學的數(shù)學系與其車輛工程、機械制造、交通等專業(yè)相結(jié)合，在運籌學、計算數(shù)學、矩陣分析等課程方面對交通、機械、車輛等專業(yè)研究形成支撐；中國地質(zhì)大學、吉林大學地學學科（原長春地質(zhì)學院）將數(shù)學與地學交叉，形成了地下水、地表水污染數(shù)值模擬、礦產(chǎn)資源分析、地球物理場正演與反演等研究方向；吉林大學材料科學也與數(shù)學開展交叉研究，強化計算材料學研究方向。天津大學建立聯(lián)合教研室的做法也值得借鑒，多學科參與，形成了橫向融合、縱向管理的模式。新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設過程中的大學數(shù)學教學改革同樣需要對應學科的廣泛參與，吸收各學科的建議，這樣才能使改革有的放矢。綜合性大學專業(yè)學科力量實際上能夠為非數(shù)學專業(yè)數(shù)學課程建設形成強有力的支撐，這是其“大學數(shù)學”課程教學改革優(yōu)勢所在。計算數(shù)學、應用數(shù)學、概率統(tǒng)計等專業(yè)與實際問題聯(lián)系緊密，不僅在理論上，而且在實際應用上也已積累了經(jīng)驗，可以把專業(yè)研究的成果經(jīng)過改造，轉(zhuǎn)化成為教學案例。以工、醫(yī)、農(nóng)、文等為特色的高校，可以繼續(xù)深入挖掘原有的學科交叉成果，吸收借鑒同類高校的成果與做法，面向具體專業(yè)交叉融合，逐漸形成自己的“大學數(shù)學”課程特色和校本課程。

（三）大學數(shù)學教學改革需要適應數(shù)字化發(fā)展

教師的教、學生的學和管理者的管均面臨著數(shù)字化發(fā)展的挑戰(zhàn)與重塑，要在教學中有效地應用新一代信息技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[4]?！按髮W數(shù)學”課程教學也要適應數(shù)字化教育技術(shù)對教學提出的變革要求，需要廣大數(shù)學教師投身到數(shù)字化教學與課程建設中，研究數(shù)學課程教學的最佳形態(tài)。

（四）利用科學教學評價推動教師參與教學學術(shù)研究

數(shù)學教學的慣性大，教師的行為受大學各種評價標準和要求影響較大。評價標準不全面的現(xiàn)象在綜合性大學較為突出。教師也有對美好生活的向往與追求，在工作中能否積極主動地參與教學研究，形成教學學術(shù)研究的良好氛圍，與教師教學成果的評價結(jié)果息息相關(guān)。教學評價體系之所以重要，其實質(zhì)上是代表一種政策走向，一種獎勵機制，展示未來的一個發(fā)展趨勢?？蒲泄倘恢匾?，但科研所積累的研究成果不適合直接拿過來進行教學，需要整理，去粗取精，辨?zhèn)未嬲妫D(zhuǎn)化為教育形態(tài)。所以要承認教學研究也是一種學術(shù)研究，要拓寬教學研究的范圍，這是將研究前沿成果轉(zhuǎn)化為教學題材的一種思路與方法。教學研究成果的實踐效果直接關(guān)系到育人質(zhì)量，是大學職責所在。只要采用科學的評價體系，以教學評價為抓手，提高教學研究的地位，就能形成教師積極主動參與教學學術(shù)研究的推動力，為開展高質(zhì)量的教學活動奠定長期、堅實的基礎。

總而言之，在教育數(shù)字化戰(zhàn)略和“四新”建設背景下，大學數(shù)學課程教學改革面臨著挑戰(zhàn)和機遇，如何應對，需要認真研究和深入探索，雖然很多高校正在積極行動，也取得了一定的進展，但改革仍在路上，任重而道遠。

參考文獻：

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值及教學路徑[J].現(xiàn)代教育科學，2023（3）.

[2]? 高彥偉，張然.新文科數(shù)學課程體系的構(gòu)建與實施路

徑[J].吉林師范大學學報（人文社會科學版），2024（1）.

[3]? 高彥偉，楊柳.走向數(shù)學素養(yǎng)培養(yǎng)與課程思政相融通的

教學[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2022（12）.

[4]? 世界高等教育數(shù)字化發(fā)展報告課題組.世界高等教育數(shù)

字化發(fā)展指數(shù)的生成邏輯、科學內(nèi)涵及實踐應用[J].中

國高等教育，2023（1）.