職業(yè)本科作為現(xiàn)代職業(yè)教育體系的高層次辦學類型,其專業(yè)設(shè)置緊密對接國家戰(zhàn)略需求,全面覆蓋新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、現(xiàn)代電子信息等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,以職業(yè)勝任能力為核心培養(yǎng)目標,以深化產(chǎn)教融合為發(fā)展路徑,著力培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)和卓越實踐能力的高端技能人才。
值得注意的是,這些前沿領(lǐng)域?qū)Ω邔哟渭夹g(shù)人才的數(shù)學素養(yǎng)提出了更高要求,其深度和廣度均顯著超越高職??频呐囵B(yǎng)標準。比如,智能制造領(lǐng)域需要掌握復雜的矩陣運算,人工智能開發(fā)要求精通特征值分解等線性代數(shù)知識,5G通信技術(shù)則依賴于高數(shù)基礎(chǔ)。這種專業(yè)需求的升級,凸顯了職業(yè)本科數(shù)學課程體系改革的必要性和緊迫性。
為此,筆者所在的深圳職業(yè)技術(shù)大學本科教育學院數(shù)學教學團隊發(fā)揮學校在職業(yè)教育方面的優(yōu)勢,針對當前職業(yè)本科數(shù)學教學面臨的“課程內(nèi)容深度和廣度不夠、專業(yè)支撐度不足、職業(yè)本科教材稀缺、數(shù)字資源不足”等問題,開展了一系列的創(chuàng)新實踐。
針對教學內(nèi)容的深度和廣度不夠的問題,教學團隊重構(gòu)了職業(yè)本科數(shù)學課程體系,設(shè)置了“高等數(shù)學(160學時)、線性代數(shù)(48學時)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(48學時)”等必修的數(shù)學課程,以及通識教育選修課程“數(shù)學思維與邏輯(32學時)”。
針對專業(yè)支撐度不足的問題,教學團隊針對每門數(shù)學課程構(gòu)建了“職業(yè)本科數(shù)學專業(yè)情境案例庫”。比如,在高等數(shù)學課程中,設(shè)置了中國高鐵運行的瞬時速度計算、港珠澳大橋懸索橋的切線斜率求解、國產(chǎn)大飛機機翼優(yōu)化、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位誤差分析、自動駕駛的安全決策等專業(yè)情境;在線性代數(shù)課程中,設(shè)置了數(shù)字圖像與矩陣運算、信號處理與向量、工業(yè)機器人生產(chǎn)與方程組、網(wǎng)頁搜索與矩陣的特征值等專業(yè)情境。這種理論與實踐并重的教學,可以幫助學生構(gòu)建“數(shù)學理論→專業(yè)應(yīng)用”的轉(zhuǎn)化能力。
針對職業(yè)本科教材稀缺的問題,教學團隊編寫了適合職業(yè)本科的數(shù)學教材,已出版了職業(yè)本科《線性代數(shù)》《高等數(shù)學(上)》等教材。該系列教材以“夯實數(shù)學基礎(chǔ)、強化應(yīng)用能力、對接職業(yè)需求”為核心,緊密圍繞職業(yè)本科教育人才培養(yǎng)需求,從實踐角度加深對數(shù)學理論的理解,注重數(shù)學應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在教材的每章開始的第0節(jié)及每章結(jié)束前的拓展閱讀中介紹了許多高新技術(shù)領(lǐng)域用到的數(shù)學知識,如火箭發(fā)射中的速度、機器學習中的函數(shù)、計算機算法效率中的極限、紅外額溫槍中的導數(shù)、人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的泰勒展開、醫(yī)療影像分析中的微分方程等。通過前后呼應(yīng)的真實應(yīng)用場景,開拓學生的眼界,培養(yǎng)學生的學習興趣,涵養(yǎng)其數(shù)學素養(yǎng)與科學精神,激發(fā)其科技報國的使命感。
針對數(shù)字資源不足的問題,教學團隊首先依托在線學習平臺,建設(shè)了智慧課程,搭建了知識圖譜。以線性代數(shù)課程為例,將知識點進行細化拆解,建設(shè)知識點86個。其次,針對數(shù)學中抽象難懂的概念,團隊原創(chuàng)設(shè)計了70個線性代數(shù)和高等數(shù)學的二維動畫,將復雜知識可視化。此外還錄制了數(shù)字人視頻350分鐘、習題220道,配備AI助教,為學生提供24小時不間斷的輔助教學,為學生自適應(yīng)學習提供了有力支撐。
通過這一系列創(chuàng)新實踐,學生學習的積極性和成績大幅提升,課件訪問、討論、圖譜學習數(shù)據(jù)明顯提升。學校數(shù)學教學團隊教師指導學生借助所學線性代數(shù)知識,創(chuàng)新機器人視覺檢測算法,獲中國國際大學生創(chuàng)新大賽全國金獎2項、大學生數(shù)學競賽一等獎、挑戰(zhàn)杯全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽全國銅獎等多項獎項。
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《中國教育報》2025年07月15日 第03版
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