成果报告

    成果报告

    厚基础 重实践 严过程 强能力——一流数学人才培养模式改革与实践教学成果报告


    一、成果简介及主要解决的教学问题

    数学是自然科学的基础,也是重大技术创新发展的基础。数学基础已成为制约我国各专业技术人才创新能力的主要瓶颈,新时期社会与经济发展急需具有坚实数学基础与深厚数学素养的一流人才。为此,国家相继发布《关于全面加强基础科学研究的若干意见》《关于加强数学科学研究工作方案》等政策文件,倡导“全方位谋划基础学科人才培养”,“大力培养造就一大批国家创新发展急需的基础研究人才”。

    作为我国数学研究与人才培养重要基地,吉大数学自1952年创建以来,始终把人才培养作为核心工作,在国家历次人才培养战略布局中均处于首批之列。培养了王湘浩、董蕴美、方复全、戴永久、李凯5位院士及120余人次杰青、长江等国家级人才为代表的万余名优秀毕业生。东北主要高校中有吉大学缘的数学教师达40%以上。

    本成果立足东北育人资源长期相对匮乏的现状,结合时代需求,立足边疆、守正创新、培根铸魂,将“厚基础、重实践、铸情怀”育人理念融入一流数学人才培养实践,以国家一流学科、国家一流专业建设为抓手,以国家理科人才培养基地、拔尖计划、强基计划为基础,以国家天元数学东北中心、吉林国家应用数学中心、中俄数学中心A类基地、“科创中国”国际创新合作基地四个国家级平台为支撑,开展人才培养模式改革与实践:筑牢立德树人根基,以构建培养方案、建立培养模式、设计多元考核为实施路径,创建人才培养新范式;通过专业知识与思政元素融合、数学基础与特色课程融合、理论教学与实践训练融合,发挥“团队-教材-平台”优势;创建实训平台,深化科教融合、产教融合、校地融合,建立学科前沿与教材内容相结合、科研项目与教学训练相结合、实践基地与国家平台相结合的立体化实践协同育人机制。

    经过多年实践,人才培养与学科建设相辅相成,取得丰硕成果:获省教学成果特等奖1项、一等奖3项;承担国家级教改项目4项、省级9项;建设3门国家精品资源共享课,2门国家一流课程;出版28部国家规划教材,被120多所高校选用,累计印刷数超158万册,获首届国家教材建设二等奖1项;教师获国家级教学比赛一等奖5项;本科生获国家级竞赛一等奖和二等奖509项,升学率超60%,3人被评为“省、市十佳大学生”,小“数”林支教团获知行计划全国三等奖,大学生农村支教全国铜奖,云支教大学生乡村教育全国银奖、优秀团队和最佳传播奖。培养的学生基础扎实、知识博实、品行笃实、视野宽实、后劲强实,近十年有35人次入选杰青、长江等国家级人才,为东北高校培养230余名数学教师。本成果被山东大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、东北师范大学等20余所高校借鉴应用,对我国数学人才培养起到了示范带动作用,产生了较好社会影响。

    本成果拥有院士1人,国家级教学名师1人、省级2人,国家级教学团队1支、省级6支,中国青年女科学家奖1人,宝钢优秀教师奖4人,获国家自然科学二等奖2项,中国青年科技奖1项,开展课程思政、教学研究、数学文化等报告450余场。

    成果中实践应用训练平台是与北师港浸大联合开发、使用并推广,第二完成人汤涛院士是吉大双聘院士,每年为吉大本科生做数学前沿与数学文化讲座,担任拔尖班导师,独立指导博士生3名。

    主要解决的教学问题:人才培养体系与新时期一流数学人才培养不匹配问题;东北地区人才流失严重形势下,教学资源支撑人才培养不充分问题;数学学科实践教学环节薄弱问题。


    二、成果解决教学问题的方法

    1.构建一流人才培养体系

    (1)筑牢“立德树人”育人根基

    扎根东北,为党育人、为国育才。组建以课程思政为引领的教学团队,创建思政案例库,形成全员育人“宽度”;通过专业知识与思政元素融合、能力培养与价值塑造融合,实现全程育人“深度”;将德育元素嵌入教师、教材、教风等环节,构成全方位育人“广度”。

    (2)构建“厚基强实”培养方案

    优化课程设置,基础课占比增加11%(增加数分、高代等课时)、实践课占比增加9%(增设机器学习、大数据等实践课),通过整合课程,各专业平均减少20学分,构建个性化培养方案。

    (3)建立“3+1+X”培养模式

    “3”为前三年夯实学科和专业基础;“1”为大四个性化培养,结合就业、升学等需求因生设课,打通专业选修课,设置本研贯通课,增加实习实践课;“X”为支持学生后续发展举措。通过基地班、拔尖班、强基班和普通班分层培养,按学生发展意愿分类教学。

    (4)形成“三结合”考核方式

    构建“知识考核+能力考核、过程考核+结果考核、校内考核+校外评价”三结合考核体系,做到考核常态化、灵活化、个性化,实现以考促学、启智促学、引压促学。

    2.汇聚“团队-教材-平台”优势

    (1)建设“五协同”教学团队

    建设“名师引领+优师授课+青师助课+博士辅导+朋辈督促”的协同育人教学团队。首创基础课全员、全程、全覆盖的“朋辈小导师”人才培养新模式:面向近300名新生,6人一组,每组2名优秀学长担任小导师,每周两次研讨课业内容。

    (2)构建“三融合”教材体系

    构建“基础+前沿、理论+实践、传统+数字”三融合教材体系。出版28部国家级规划教材,参与研制高等教育出版社数学在线测评及组卷系统,建成试题库,制作203个试题讲解视频。

    (3)用好“四大类”平台资源

    充分发挥“国家一流学科+一流专业+基地班+拔尖班+强基班”人才培养平台、“国家天元数学东北中心+教育部重点实验室+省级创新中心”科研创新平台、“吉林国家应用数学中心+华为先进院+地方实践基地”产业实践平台、“中俄数学中心A类基地+科创中国国际创新基地+国际联培基地”国际合作平台等资源优势,助力高质量人才培养。

    3.建立实践协同育人机制

    (1)创建实训平台

    针对算法编程课学生上手困难、兴趣不足问题,与北师港浸大联合开发“底层训练-进阶提升-项目实战”三阶递进实践应用训练平台,实现算法编程阶段考核,以“闯关”模式训练学生实践创新能力。

    (2)深化科教融合

    将科研创新过程融入教学实践环节,支持学生早进课题组、早进项目组,开展基础交叉、科教融合的科研创新训练,组织学生参与科学院先导C专项“航空轮胎自主设计”课题、高端橡胶材料的可计算建模与数字化设计、遥感数据处理的关键数学问题等国家重大重点项目,学生科研创新项目参与率超过35%,将科研成果转化为创新型人才培养资源,激发学生的创新思维和创新意识。

    (3)推进产教融合

    产教深度融合、校地广泛合作,带领学生深度参与华为先进院昇腾算子底层函数构建,与长光卫星、一汽红旗、钱学森实验室等12个基地对接合作,将校内优质资源面向社会开放共享,进而提升学生实践能力。

    三、成果创新点  

    1.构建“厚基础、重实践、铸情怀”人才培养模式

    坚守东北、践行使命、守正创新,以课程价值为引领,将思政元素融入人才培养全过程,实现“三全育人”在教育教学内容、方式与路径上的协同。从“学生需求”维度出发,搭建理论与实践互促、教学与科研互融,基础与前沿互通的“3+1+X”课程体系;从“学生基础”维度出发,实施分层培养;从“学生意愿”维度出发,进行分类教学;从“学生能力”维度出发,打造以考促学、启智促学、引压促学的考核体系。

    2.传承打造“培根铸魂、启智增慧”精品教材

    吉大数学自1952年创建以来始终重视教学和教材建设,在全国率先建成完备的教材体系(9部教材曾获国家教委优秀教材奖),建系初期编写的《数学分析(全三册)》《线性代数》《常微分方程》《实变函数》《微分方程数值解》等教材全国通用,支持国家几代数学人才培养。新时期,以提高教材科学性、专业性和实用性为抓手,依托国家一流学科、一流专业、一流课程打磨经典教材,编写前沿教材。出版28部国家级规划教材,被120多所高校选用,累计印刷量超158万册,获首届国家教材建设二等奖1项,《实变函数论》已更新4版,总印数超46万册。

    3.率先创建基础课全员、全程、全覆盖“朋辈小导师”人才培养模式

    吉大数学始终选派最优秀教师主讲基础课,配备习题课,开设讨论班。面对招生规模扩大,师资力量短缺,创新构建基础课全员、全程、全覆盖“朋辈小导师”培养模式。实现全师资强化教书育人、全方式推进个性培养、全要素协同联动辅导。有效提升学生学业水平和综合能力,该模式被山东大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、东北师范大学等23所高校借鉴应用。

    4.率先创建实践应用训练平台

    聚焦实践能力培养要素,以兴趣激发、需求牵引为导向,以吉林国家应用数学中心、教育部重点实验室为依托,建设“底层训练-进阶提升-项目实战”三阶递进的算法设计实训平台。覆盖17门数学实践课,年均完成4.3万人次布置作业、自学题库、能力分析、创新研发等线上、线下实践教学任务。该平台被浙江大学、南方科技大学、澳门大学等多所高校指定为数值分析类课程教学平台。

    四、成果的推广应用效果

    本科专业均为国家一流专业,首批入选国家一流学科、国家理科人才培养基地、拔尖计划1.0、拔尖计划2.0、强基计划,联同国家天元数学东北中心、吉林国家应用数学中心、中俄数学中心A类基地、“科创中国”国际创新合作基地四个国家级平台共同为人才培养服务。

    1.应用范围

    十年来培养3000余名数学人才,承担全校114个专业6万余人的数学教学,为东北高校培养230余名数学教师。天元数学东北中心每年举办高校教师培训班,816名教师从中受益,辐射全国175所高校。

    2.应用效果

    培养的学生基础扎实、知识博实、品行笃实、视野宽实、后劲强实,近十年35人次入选杰青、长江等国家级人才。本科生中获全国大学生数学建模竞赛国赛一等奖12项、二等奖102项,美国大学生数学建模竞赛一等奖76项、二等奖298项,全国大学生数学竞赛全国决赛一等奖8项、二等奖13项,发表论文110余篇,升学率超60%。由朋辈小导师组建的小“数”林支教团获知行计划全国三等奖,大学生农村支教全国铜奖,云支教大学生乡村教育全国银奖、优秀团队和最佳传播奖。组建“Sigma朋辈小讲师”辅导团、“科研能力提升”指导团、“高数我帮你”朋辈讲师团,主办Math-talk人生启航大讲堂系列讲座,年均解答1.6万学生数学问题。近5年,本科生中2人被评为“吉林省十佳大学生”,3个班级被评为“长春市‘高校文明杯’文明班级”,1人被评为“长春市‘高校文明杯’十佳大学生”,1人被评为“长春市青年榜样”,2人被评为“长春市‘高校文明杯’百优大学生”,4个班级被评为“吉林大学十佳班级”,5人被评为“吉林大学十佳大学生”。

    获省教学成果特等奖1项、一等奖3项;承担国家级教改项目4项、省级9项;在CSSCI、北大核心等期刊发表教研论文36篇;建设3门国家精品资源共享课,2门国家一流本科课程,线上资源点击率超18万人次;出版28部国家级规划教材,被120多所高校选用,印刷数超158万册,获首届国家教材建设二等奖1项;教师获国家级教学比赛一等奖5项。

    本成果拥有院士1人,国家级教学名师1人、省级2人,国家级教学团队1支、省级6支,中国青年女科学家奖1人,宝钢优秀教师奖4人,获国家自然科学二等奖2项,中国青年科技奖1项,为国内高校和中小学开展关于课程思政、教学研究、数学文化等报告450余场。

    3.成果评价

    (1)专家评价

    中国科协副主席袁亚湘院士指出成果“既有传承经验的凝练,又有新时期的开拓进取,为培养基础扎实、实践能力强的一流数学人才提供了参考范式”;北大副校长张平文院士指出成果“具有创新性、示范性和实用性,在国内产生了重要的影响”;基金委数理学部主任江松院士指出成果“有效地带动了国内其他院校的教学改革,为我国数学人才培养模式改革做出了贡献”。

    (2)媒体评价

    成果相关经验多次在光明日报、中国教育报、新华网、学习强国、南方周末等30余家主流媒体报道推荐。汤涛院士、张然教授在数学人才培养方面的经验成果被光明日报、学习强国等数十家媒体报道、转载。

    (3)教材评价

    高等教育出版社指出我们的多部教材“得到广大高校的一致认可和好评,社会效益显著”,《实变函数论》是“经典教材,在同类教材中销量领先”;科学出版社指出《高等代数》“得到用书高校教师和学生的普遍认可”;清华大学出版社指出我们的多部教材“深受高校师生的好评”。


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