新工科背景下高校数学“层次+模块”教学改革探索——以山东农业工程学院...
山东农业工程学院学报2020年第37卷第11期
新工科背景下高校数学“层次+模块”教学改革探索
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—以山东农业工程学院为例
付琦，闫宝英
(山东农业工程学院，山东济南250100)
摘要：根据新工科背景下对高校数学基础课的要求，按照学科和专业及培养方案的毕业目标对教学内容进行了重构，构建了基于“层次+模块”的数学课程教学体系，完善数学基础课对工程认证专业的支撑，保障教学课程符合专业特，持续提高教学质量&
关键词：新工科工程认证数学课程
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号:2095-7327(2020)-11-0189-04
Exploration on Teaching Reform of"Level+Module”of Mathematics in Colleges and Universities under th
e Background of New Engineering Science: Taking Shandong University of Agricultural Engineering as an Example
FU Qi,YAN Baoying
(Shandong Agricultural Engineering College,Jinan Shandong250100)
Abstract：According to the requirements of basic colleges%mathematics courses under the background of new engineering,the teaching content was reconstructed according to the graduation goals of disciplines, majors and training programs,and a mathematics course teaching system based on"levels+modules"was constructed to improve the basic mathematics courses.The support of engineering certification majors ensures that the teaching courses conform to the professional characteristics and continuously improves the quality of teaching.
Key words:emerging engineering education；enginee ring accreditation；mathematics
2019年10月，习近平总书记在向第六届世界互联网大会的贺信中指出"新一轮科技革命和产业革命加速演进，人工智能、大数据、物联网等新技术新业态方兴未艾。％我国已经进入高等教育普及化的阶段，在新一轮科技革命和产业革命及大数据、人工智能等先进制造业的冲击下，本科教育面临新的机遇和挑战$特别是我国，在基础制造业等领域，如何高等教育培养
收稿日期：2020—10—19
作者简介：付琦(1982—)，男，山东济南人，山东农业工程学院副教授，硕士，研究方向：数学建模、大数据闫宝英(1964—)，女，山东栖霞人，山东农业工程学院教授，研究方向：数学教学&
济南高校基金项目：山东教科学$”目(YZ2019012)。
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才，实现工业领域的弯道超车，解决目前精密自造业等领域的卡脖子问题，也是目前摆在工科高校前的重要内容"
在应用型本科高校“新工科”的改革过程中，越来越重视数学知识在各学科中的“基石”作用，数学在解决工程问题中的支撑能力越来越明显%工程教育认证标准对学生的12条毕业要求中，有两条是对数学相关能力的，要求学生可以“能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题”“能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、、过：研复杂工程问题，以有。”数学在工程教育中的作用越来越受到高校的重视。中国学生有公认最为扎实的基础数学素养，但到了高等教育，学生知用数学原理理实问题，和目前“新工科”要求的“工程实能力强、创新能力强的高素质”工程人才的目标有明显距离。是在“新工科”的，原有学科实现学数学“基础”“复型程”型过程中，问题和也显出来。工程认证的毕业目标数学基础的知识标,
现数学基础的基石作用，数学程为
各专业知识的重要，用数学知识和解决实际问题的学生的目标，也是高校的问题。
目前高校基于工程认证为目标的“新工科”，数学基础程改革的，的。，工程认证以学生为中的国“新工科”本
有的，有于“新工科”；
，基于工程认证的教育改革有于解决目前国数学教学“学用”的现％
1新工科背景下数学教学的主要问题
1.1数学课作为工科专业非常重要的学科基础课程，学生数学能力、从数字的角工科的重要％应用型本科高校应用型的目标，在
的过程中，断提高实教学比例，专业比例断增加导致了数学理时减少％数学时减少导致知识足以支撑各专业需要的供求矛盾越来越突出％
1.2按照工程教育认证的标准，课程对专业的支撑作关系该加体，有较的支撑％高等数学、线性代数、
概率统计等都是公共基础程，单一的程目标很难工程认证要求的支撑，是学科门类较的应用型本科高校，程和专业目标难到统一％以山东农业工程学院为例，学校经过年的发，现在基本形以工学为主体，农业工程为的学科专业体系，涵盖了工学、农学、管理学、经济学、学、艺术学6个学科门类％样的，数学如应同学科专业，毕业要求的支撑
数学基础的计提高的要求％传统单一的数学课程置已经再适应当前新工科数学程的要求％
1.3高校数学程内容跟不上教育革命要求％传统的数学程以概念、定理、公推导等死记硬的内容为主，学生在学习过程中主动性不高，新足，种适应新的学习技术革命要求％新工科改革要求在培养高素应用-的过程中，学生自主学习的能力、团队素
和使用现代化技术手解决负责问题的能力％2基于层次+模块的数学教学改革探索
基于上述问题，我校以“新工科”数学基础课程要求为发点，采用基于CDIO的教学模式和“分层教学”想，构新的数学基础
支撑，为“新工科”的高校数学基础
教学改革新途径％
2.1程体系计
针对“新工科”的目标，对照“国标”要求和工程教育认证标准，教学程体系
“层次+模块”的形计％过调整程的内容、教学方法和考核评价体系改革，：立一套基于“层次+模块”高校数学教学体系，打破传统学科和专业的，紧学科、专业发需要，能新工科学科专业目标的提供加力支撑％
“新工科”高工程型的新需求，应用型本科数学基础程体系
块化计，于业需求和学生发两个，数学程教学实需要发，以较型的
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应用型本科高校为例，将相关专业划分为机械工程、信息工程、农业工程、管理工程四大学科专业，建立起面向四大专业的基于“层次+模块”的数学课程体系（详见图1）。
图1新工科背景下高校数学基础课“层次+模块”
教学改革总体框架图
2.2课程教学内容模块化设计体系，建立以六门数学课程为载体，以内容重构的六大模块为基教学的课程体系，
性结合，组成面向四个专业的课程组合，能够很好的服于四大专业的数学教学需要。新工科背景下高校数学基础课“层次+模块”教学改革教学中的体运行机制（详见图2）。
图2新工科背景下高校数学基础课
“层次+模块”教学运行机制图
以我校数学基础课中的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换、运筹学等课程为例，按照“新工科”的需求进行“模块化”设计，形成6门主要课程,11个重点模块（详见表1）'
表1数学系列课程的模块化架构表
课程名称模块数学内容
M1
函数微积分，微分程，空间解析几何，函数分学，数
高等数学
M2多重积分，曲线曲面积分
M3二重积分
M4差分方程
线性代数
M1矩阵与线性方程组
M6相似矩阵与二次型
概率论与数理统计
M1概率论
M4数理统计
复变函数与积分变换M5复变函数与积分变换
运筹学
M3数学规划
M4图与网络
2.3数学模块化教学运行机制
按照“新工科”的要求，对现有应用型本科高校的学科和专业进行，重构数学及课程
2.4教学内容紧扣专业毕业要求
按照工的要求，重新对课程的内容进行，对主要涉及的农学、工学、管理学等专业的业要求进行，对应专业业要求的内容。以《高等数学》为例，对农专业的教学大中，型农业函数的
性计算；积分教学中设施压强的计求例；对管理专业的学进行教学，统计面的；工学中积分计
有合计算、使用立数
分；专业中,
用函数分关系等。
例的建设，面高对专业业要求的，面高了学学的，
好的教学。
2.5建立“以各种知识传授为载体，以能力与
为主要”的新模
以工程教育的要求，面向应用，使学生养成分析问题、查阅文献、建立解决思路实际应用并的能力。用一体化学验带动科学与个人和人往能的方法，树立以学为中心的观念，采用导向或基于项目的探究教学，将前置，引导学主动思考,
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建立创新思维能力和协作学习能力。
2.6考核改革实践
建立形式多样、灵活科学的考核手段，除了传统的笔试，提高过程考核的比例，积极开展线上线下混合课程的教学工作，课前通过布置预习任务的方式，引导学生进行预习，课上使用项目教学、讨论式教学等多种方式结合的方法，在教学过程中观察学生表现以及学生的回顾总结、互评和自评等方式，形成过程性考核成！
2.7以学，提高学生创新能力
引入“数学建模”思维，采用Matla%、Spss、Lingo等，实例进行，将学基本知识的讲授和实例结合，每个学生
学在工程中的作用。学生通过预习、自的方法，知识进行深入学习，教在讲解课上的，
学生性的自学习，教通过提考、上教学视、方法、总结讨论等方法，
进行补充。，学生学生学、学建的学用竞赛项目。近，47等，43等，52等，82等奖，106人等，等。
结语：
本新工科改革和工程教
下的用本科高学基课程改革
，统了学课程改革
的。学课程用
和服务，进行了基于“+”的学课程改革，通过课程进行
，教学，提高课程目与目标的支撑度。数学作工程课程的基础，其式和教学成果直接影响工程教学是否可以出合格的工程，我
也将继续在这一路上进行探索和实践。
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编辑：姚远
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