构建“数学+”复合型人才培养新模式
面对全球新一轮科技革命与产业变革的重大机遇和挑战,国家先后实施创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网+”、“网络强国”等重大战略。以新经济、新产业为背景,开展创新型、综合化、多元化的高等教育改革,需从学科导向转向以产业需求为导向、从学科分裂转向跨界交叉融合、从适应服务转向引领支撑,迫切需要培养大批具有深厚理科基础和较强工科实践能力的复合型人才。
21世纪是数字经济的时代,以数学为基础的大数据、人工智能、“互联网+”、信息安全等已成为21世纪的时代标志,也是国家创新驱动发展战略的主要内容。数学基础目前已成为制约我国各专业技术人才创新能力的主要瓶颈,“高技术本质上是一种数学技术”正逐渐成为现代人的共识,具有坚实数学基础与深厚数学素养的交叉复合型人才是新时代社会与经济发展急需的。为了全面贯彻党的教育方针,国家教育部门全面推进“四新”建设,提出了一流本科建设“六卓越一拔尖”的中国方案。
基于此,湖北大学相继启动一流本科建设1.0、2.0、3.0方案,设立楚才学院,开启“双专业交叉复合实验班”试点。以此为契机,结合时代需求、学生实际与师资基础,数学与统计学学院以“数学学科拔尖创新人才培养体系的探索与实践”等多项省教改项目为依托,经过近3年的研制与5年的实践,成功地将OBE人才培养理念与个性化培养、特色化发展教育理念融入学院人才培养实践,创建了以立德树人为根本任务、以交叉融合为抓手的“数学+”复合型人才培养新模式,设计了与之相适应的“四交叉”实施路径,构建了厚基础、强实践、重交叉的人才培养新范式,形成了价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的人才培养新格局,很好地回答了“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的问题;学院人才培养质量显著提升,对高等院校数学学科人才培养起到了示范带动作用,产生了较好的社会影响。
“数学+”复合型人才培养模式,即在“大数学”背景下,坚持“以生为本,个性化培养、特色化发展”的理念,以交叉融合为抓手,通过数学与金融、大数据、信息安全等专业的深度交叉融合,设置“数学+金融、数学+大数据、数学+信息安全”等分类培养目标,培养学生的多学科交叉思维能力与实践能力,提升学生解决复杂问题的能力与原始创新能力,适应新时代对数学知识、方法、思维与能力提出的新要求,服务区域经济与社会发展。
所谓“四交叉”实施路径,即通过专业知识与思政元素交叉、数学基础与方向课程交叉、理论课程与实践教学交叉及“专业—学科—院系”交叉,打破专业、学科与院系的藩篱,汇聚校内外资源,进行资源整合与要素重组,重构知识体系,更新教学内容,弥合理论与实践间隙,将课程思政融于专业教学中,形成“因材施教、个性培养、协同保障、多元评价”的“数学+”复合型人才培养新模式。
一、专业知识与思政元素交叉,实现课程思政与价值引领“双发展”
学院围绕高校立德树人根本任务,将专业知识与思政元素有机融合,通过坚持为党育人、为国育才统一,为“三全育人”理念落实落地保驾护航。依托省级名师工作室与教学名师,组建以课程思政为引领的教学团队,将数学文化、数学美育等思政元素与专业知识有机融合,形成全员育人的“宽度”;以全员导师制为抓手,将课程思政贯穿学生从入学到毕业的全过程和每一门课的教学全过程,把教师、教材、教案、教风等核心要素嵌入育人各环节,构成全面覆盖、全程衔接的立体化全过程育人的“长度”;建立教师队伍政治理论宣讲和教师业务学习制度,将育人元素灵活嵌入教案设计、教法创新、课堂教学等环节,形成全方位育人的“深度”,实现知识传授、能力培养与价值塑造的有机融合。
二、数学基础与方向课程交叉,实现交叉融合与课程创新“双突破”
学院围绕数学基础课程群,紧跟产业发展趋势和行业发展需求,通过不同专业相互作用的“化学反应”,重构知识体系、调整知识结构、更新教学内容,实现知识的整合与课程体系的融合,构建复合课程群。例如,根据数理金融专业需求,将随机微积分、高等概率论、数学建模、随机微分方程等课程整合成“数理金融数学基础”;根据大数据专业需求,将“多元统计分析、最优化方法、随机过程、矩阵分析”等课程整合成“大数据中的数学问题”;立足信息安全专业需求,将初等数论、计算方法与算法设计等3门传统课程整合成“密码中的快速实现算法”复合课程。同时,以行业应用为导向构建专业实践课程群(如由企业工程师授课的“第三学期特色课程”),共同形成“厚基础、强实践、重交叉”的复合课程体系,做到“正本清源”与“守正创新”相结合,体现“金课”的“两性一度”标准,实现学生个性化培养与特色化发展。
三、理论课程与实践教学交叉,实现能力素养与实践创新“双提升”
学院通过搭建科教融合、校企协同与学科竞赛三大实践训练平台,提升学生实践创新能力,弥合理论与实践间隙。依托湖北国家应用数学中心、应用数学湖北省重点实验室等多个科研教学平台,实现学科前沿向教材内容的转化、科研成果向教学训练项目的转化、科研平台向创新实践平台的转化;依托曙光大数据分析平台、武汉软帝集团、深圳点宽网络科技有限公司等实习基地,构建立体化实践教学体系,培养学生解决复杂问题的实践能力与创新创业能力;搭建数学建模竞赛等各大学科竞赛平台,以“数学建模”为核心纽带,完善“以赛促学、以赛促教、以赛促改、以赛促创”机制,培养学生的多学科思维能力和实践创新能力,实现理论与实践相结合。
四、专业、学科与学院系部交叉,实现资源整合和制度创新“双优化”
数学与统计学学院和楚才学院、计算机与信息工程学院等院系互通有无,打破专业、学科与院系的藩篱,整合重组教育教学资源,形成人才培养选拔、教学、评价等教育管理新机制。通过全校选拔、院内分流、动态管理等举措,组建相应的交叉复合实验班;建立“主导师、副导师、行业导师”的导师组制度;打造专业交叉型、“双师型”、学科交叉型3类教学团队;健全教学改革机制,深度推进信息技术与教学融合,推行交互式、讨论式、案例式、分享式4类教学组织形式;完善诊断性、形成性、终结性相结合的多元化、过程化、个性化的学业评价机制。
“数学+”复合型人才培养模式形成了一套贯彻OBE教育理念、推进信息化融合、“让课堂活起来、学生忙起来、效果实起来”的教学组织形式,被广泛运用于学校多个专业的复合型人才培养中,并在多所兄弟院校中推广应用。通过多年探索实践,学院人才培养口径逐步拓宽,就业和升学渠道进一步拓展,从较单一的数学教育及数学应用相关方向拓展为数学教育、数学强基、金融、大数据、网络空间安全等多元化的领域,学生就业方向明确化与多元化,更好地服务于区域经济与社会发展;学生解决复杂问题的能力显著提升,实现了本科生参与重大复杂项目的突破。
与此同时,教师逐渐转变传统的教育理念、贯彻OBE教育理念,优势师资力量充分整合,形成数理金融、大数据、信息安全等数支科研能力强、教学水平高、极富责任心的教学团队,拥有享受国家特殊津贴一人、湖北省“百人计划”一人、湖北省杰出青年科学基金项目获得者3人、“楚天学子”4人、湖北教学名师一人、湖北大学教学名师3人等高水平师资力量。以高水平科教平台支撑学生创新能力培养,湖北国家应用数学中心(湖北大学分中心)、应用数学湖北省重点实验室等科研平台逐渐转化为科教支撑平台,数学学科为湖北省重点学科,数学与应用数学专业为湖北省专业综合改革试点专业,入选国家一流本科专业建设点(2019年)、湖北省“荆楚卓越人才”协同育人计划(2018年),“高等代数”与“数学分析3”两门课程获评省级线下一流课程(2021年)。
新时代孕育新机遇、呼唤新作为。面对高等教育千帆竞发、百舸争流的态势,面对不进则退、慢进亦退的严峻挑战,学院依托“数学+”复合型人才培养模式打造的地方高校基础学科人才培养新格局,将继续以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,抢抓国家“双一流”建设发展机遇,以扎根中国大地为基础、以顺应时代潮流为导向、以面向未来发展为考量,不断突破发展边界,超前识变、主动求变,推动高校人才培养高质量内涵式发展,写好新时代“双一流”建设的奋进篇章。(曾祥勇 徐运阁 付应雄)
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