“沒想到，這個(gè)水利工程裡的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，用的是我們?cè)鴮W(xué)過的矩陣特征值?。　焙雍４髮W(xué)2022級(jí)水利水電工程專業(yè)學(xué)生王子健翻開大一學(xué)過的《線性代數(shù)》課本，興奮地說。曾經(jīng)讓他頭疼的數(shù)學(xué)符號(hào)，如今成了破解專業(yè)難題的“敲門磚”。

轉(zhuǎn)變背后，是河海大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院一場(chǎng)持續(xù)10余年的教學(xué)改革——為破解工科生數(shù)學(xué)知識(shí)“學(xué)不會(huì)、用不上”的困局，該校打造了以“數(shù)學(xué)課程超市”為核心的創(chuàng)新體系，通過分層教學(xué)掃除學(xué)習(xí)障礙、專業(yè)融合打通應(yīng)用脈絡(luò)、競(jìng)賽實(shí)戰(zhàn)錘煉創(chuàng)新能力，讓數(shù)學(xué)成為新工科育人的“創(chuàng)新引擎”。

從“一刀切”到“精準(zhǔn)滴灌”

在河海大學(xué)“高等數(shù)學(xué)”的課堂上，曾經(jīng)困擾教師的教學(xué)難題正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。在這裡，學(xué)生可以根據(jù)自身水平和專業(yè)需求，在“數(shù)學(xué)課程超市”中自由選擇學(xué)習(xí)路徑。僅“高等數(shù)學(xué)”一門課就設(shè)有基礎(chǔ)班、A+、A、B、C等9種“菜單”，然后嵌入動(dòng)態(tài)分層機(jī)制，在入學(xué)后根據(jù)專業(yè)和成績(jī)“看單做菜”。

為保障分層效果，“超市”裡的“菜單”還配套了強(qiáng)大的線上資源庫(kù)，供學(xué)生隨時(shí)回看查漏補(bǔ)缺，累計(jì)服務(wù)超30萬人次。但是“看人做菜”不是毫無原則的降維妥協(xié)，學(xué)校嚴(yán)格實(shí)行“同卷同標(biāo)”考核，確保不同層次學(xué)生評(píng)價(jià)公平，杜絕“分層歧視”和“標(biāo)準(zhǔn)注水”。

數(shù)據(jù)顯示，實(shí)施分層教學(xué)后，學(xué)生們不僅“聽得進(jìn)去”，還“提得上來”。2022級(jí)水利水電工程專業(yè)學(xué)生蔡宇暉在基礎(chǔ)班通過針對(duì)性訓(xùn)練，期末成績(jī)躍升37分並獲第二屆江蘇省高等學(xué)校高等數(shù)學(xué)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。他在結(jié)課筆記中寫道：“分層教學(xué)讓我不再畏懼?jǐn)?shù)學(xué)，重新找回了學(xué)習(xí)的節(jié)奏?！毕癫逃顣熯@樣受益的學(xué)生還有很多，近3年，百余名學(xué)生憑借扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)入頂尖學(xué)府深造，深造率顯著提升。

從“紙上談兵”到“實(shí)戰(zhàn)攻堅(jiān)”

在河海大學(xué)，數(shù)學(xué)不再是抽象的符號(hào)堆砌，而是直面工程挑戰(zhàn)的利器。老師在講解偏微分方程時(shí)，不局限於理論推導(dǎo)，而是通過烏東德水電站的案例，向?qū)W生展示如何用數(shù)學(xué)模型計(jì)算混凝土溫控。當(dāng)學(xué)生看到動(dòng)畫中微分方程如何預(yù)測(cè)大壩應(yīng)力時(shí)，立即理解了數(shù)學(xué)原理的奧妙所在。

豐富的案例讓老師講得“有理”，學(xué)生聽得“有味”。這種把數(shù)學(xué)課程與專業(yè)需求、工程實(shí)踐、科學(xué)精神緊密結(jié)合的“耦合”方式大受歡迎。河海大學(xué)一方面柔性組建跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，邀請(qǐng)土木、水利等專業(yè)教師參與數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)﹔另一方面深度開發(fā)“數(shù)學(xué)+”實(shí)踐平臺(tái)，將三峽工程、南水北調(diào)等重大工程案例轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材。例如，“概率論”課程引入貝葉斯算法預(yù)測(cè)洪水概率，“線性代數(shù)”課用矩陣分析橋梁結(jié)構(gòu)，物理專業(yè)則通過傅裡葉變換處理聲吶信號(hào)。

與此同時(shí)，河海大學(xué)還巧妙融入課程思政專業(yè)場(chǎng)景，“概率論”課通過北宋狄青“百錢定軍心”的典故，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算小概率事件后，闡釋“借勢(shì)而為的創(chuàng)新智慧”﹔“統(tǒng)計(jì)與生活”課程則生動(dòng)展示北斗導(dǎo)航定位中的核心數(shù)學(xué)算法，點(diǎn)燃學(xué)生科技報(bào)國(guó)的熱情。

這種“帶著現(xiàn)實(shí)問題學(xué)數(shù)學(xué)”的模式，讓學(xué)生看到了更廣闊的世界，提高了他們的專業(yè)認(rèn)同感，學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力顯著增強(qiáng)。

從“賽場(chǎng)奪冠”到“創(chuàng)新突圍”

在河海大學(xué)，數(shù)學(xué)競(jìng)賽不僅是榮譽(yù)的象征，更是創(chuàng)新能力的試金石。在學(xué)?！案?jìng)賽—課程—科研”的聯(lián)動(dòng)機(jī)制下，競(jìng)賽獲獎(jiǎng)案例反哺課堂教學(xué)，形成“真題真做”的教學(xué)資源庫(kù)。優(yōu)秀競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)可直接參與教師科研項(xiàng)目，近3年孵化出12項(xiàng)國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目。

機(jī)械工程專業(yè)周若愚團(tuán)隊(duì)用拓?fù)鋬?yōu)化算法改進(jìn)鋼橋設(shè)計(jì)，其方案正是數(shù)學(xué)建模課的期末作業(yè)，最終該方案助力他們勇奪美國(guó)大學(xué)生土木工程競(jìng)賽冠軍。周若愚展示著布滿數(shù)學(xué)符號(hào)的手稿感慨：“沒有系統(tǒng)的建模訓(xùn)練，團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)意不可能變成獲獎(jiǎng)方案?！?/p>

學(xué)生從競(jìng)賽中錘煉出的創(chuàng)新思維，成為破解難題的“秘方”。近5年，河海學(xué)子在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中斬獲25項(xiàng)全國(guó)一等獎(jiǎng)，2021年江蘇賽區(qū)獲獎(jiǎng)286項(xiàng)位居榜首。

這場(chǎng)以“數(shù)學(xué)課程超市”為核心的教學(xué)改革，其影響已超越競(jìng)賽場(chǎng)，正成為支撐學(xué)校水利、土木等12個(gè)王牌專業(yè)通過國(guó)家工程教育認(rèn)証的核心力量。河海大學(xué)成功探索出一條“以需求為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、以實(shí)踐為根本”的新工科數(shù)學(xué)人才培養(yǎng)路徑，推動(dòng)數(shù)學(xué)從“工具學(xué)科”質(zhì)變?yōu)椤皠?chuàng)新引擎”。

（記者 蘇雁 通訊員 張春平）

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