新工科背景下应用数学人才培养实践

引言

新工科理念的实施使工程领域更加注重学科交叉与应用，亟需复合型创新人才。然而传统数学教育模式重理论轻应用，难以满足新工科背景对交叉学科发展的需求。应用数学在工程中的重要性日益凸显，改革数学教育成为推动新工科发展的关键。当前国内外高校在课程设置、教学模式和实践能力培养上进行了探索，但尚无普适性路径。本研究依据新工科思想，从人才培养目标、课程体系优化、教学创新及实践能力提升等方面提出应用数学教育改革策略，为提高应用数学人才质量和工程能力提供理论支持，推动新工科发展。

1、新工科背景下应用数学人才培养的时代需求

1.1 新工科背景对数学教育提出的新挑战

在新工科背景下，传统的数学人才培养模式已无法满足工程学科交叉融合发展的需求，这是一个摆在教育界面前的重大挑战[1]。新工科的兴起引发了对数学教育的思考，传统数学课程难以满足工程实践中的需要，单一的数学知识结构已经不能适应跨学科的要求。数学在新工科中所扮演的角色逐渐从理论学科转向了实用学科，人才培养需求上更加注重学生的创新思维以及解决实际问题的能力 [ ]。工程领域对数学应用的需求不再仅仅停留在数学理论的传授，更多地需要数学人才具备丰富的实践经验，并能够熟练运用数学方法解决复杂的工程问题。

新工科时代对数学教育提出了更高的要求，要求数学课程更贴合工程实践，要求学生掌握的不仅仅是数学技巧，更需要他们具备的是将抽象的数学知识应用于实际问题的能力。这也意味着传统数学教育模式需要进行调整和改革，培养出的数学人才不再是只擅长于纸上谈兵的理论家，而是能够真正应用数学知识解决现实工程难题的实践能手。新工科背景下对数学教育提出的新挑战，要求重新审视和优化数学人才培养的方式方法，使其更好地适应当今工程领域的需求，为新工科时代培养更多高素质的应用数学人才打下坚实基础。

1.2 应用型数学人才的特质与社会需求

应用型数学人才应当具备数学专业知识与实际工程技能的双重素养。他们需要拥有扎实的数学基础，能够熟练应用数学方法解决实际工程问题，并具备良好的团队合作和沟通能力。应用型数学人才还需要具备较强的创新思维和问题解决能力，能够面对复杂多变的工程情境，提出切实可行的解决方案[3]。

社会对应用型数学人才的需求日益凸显。随着科技的不断进步和工程技术的日益复杂化，传统数学人才已不能满足实际工程需求。应用型数学人才作为“工科背景”下的重要人才，被广泛应用于各个领域，如人工智能、大数据分析、网络安全等。他们不仅仅是理论计算的操盘手，更是解决实际问题的领航者，能够为企业、科研机构和社会提供有力的支持。

应用型数学人才的培养已成为时代使命。新工科时代背景下，数学教育要与工程技术相结合，培养出具备交叉学科素养的应用型数学人才，以满足社会对复合型创新人才的需求。这些人才不仅能够独立进行数学建模与分析，还能将数学方法应用于实际工程问题，并具备跨学科合作的综合能力。培养应用型数学人才已成为当前教育改革的当务之急，也是推动新工科建设的关键一环。

2、应用数学人才培养的教学体系与实践探索

2.1 学科交叉课程体系的优化路径

应用数学人才培养的教学体系是关键环节，学科交叉课程体系的优化路径至关重要。学科交叉是新工科背景下应用数学人才培养的首要特点，其优化路径可以通过以下几个方面展开。

要构建跨学科的课程体系 [4]。传统的数学教育往往注重理论知识的传授，忽视了与其他学科的结合。应用数学人才培养需要将数学课程与工程、计算机等学科相结合，打破学科间的壁垒，搭建起交叉融合的课程体系。

注重实际问题的应用。学科交叉课程应该着眼于解决实际问题，引入工程案例、科研项目等现实场景，让学生在跨学科的实践中学习和运用数学知识，培养解决实际问题的能力。

另外，加强教师团队的跨学科合作 [5]。教师是教学体系的重要组成部分，他们需要具备跨学科的知识视野和合作意识，共同参与跨学科课程的设计和教学，为学生提供更加全面和有针对性的教育。

要不断完善课程评价机制。应用数学人才培养的关键在于实践能力的提升，课程评价应该突出对学生实际问题解决能力的考核，引入多元化的评价方法，激励学生在学科交叉的学习中不断提升。

通过以上优化路径的探索，应用数学人才培养的教学体系将更加完善，促进学生在跨学科背景下的综合素养和实践能力的全面提升，为新工科时代的应用数学人才培养奠定坚实基础。

2.2 项目驱动式教学模式及实践能力的提升

项目驱动是应用数学人才培养的重要方式，通过项目实践，学生能够将所学知识应用到实际工程问题中，培养解决问题的能力。在教学设计上，可以设置符合工程实际的项目案例，引导学生深入分析、综合运用数学知识解决实际问题。通过项目驱动式教学，学生将逐步培养出逻辑思维、团队合作、创新意识等实践能力。

在项目驱动式教学中，教师发挥着引导和激发学生学习兴趣的作用。教师可以设定开放性问题，鼓励学生在团队中提出自己的见解和解决方案，促进学生进行实践探索。教师应在项目中扮演指导者的角色，引导学生正确认识问题、合理分配任务、及时调整学习方法，从而使学生在实践中不断成长。

项目驱动式教学模式还需要倡导跨学科合作，促进不同学科的知识融合。例如，在解决复杂的工程问题时，数学人才需要与工程师、计算机科学家等专业人士协同工作，共同完成项目。这种合作不仅可以提高学生的综合能力，还能培养学生的团队合作精神和沟通能力。

总的来说，项目驱动式教学模式是应用数学人才培养的有效途径之一，通过实践项目，学生将能够更好地理解数学知识在工程实践中的应用，培养解决实际问题的能力，提升综合素养，更好地适应新工科时代对复合型创新人才的需求。

结束语

在新工科背景下，研究应用数学人才培养的创新实践，重点分析培养目标、课程体系、教学模式及实践能力提升策略。结果显示，学科交叉教学体系与项目驱动式教学能有效融合数学基础与工程能力，提升学生实践水平，满足复合型创新人才需求。然而，跨学科教学整合和因材施教存在实际操作困难。未来需关注教师跨学科能力提升、学生个性需求满足，以及数学技能与工程领域的具体对接，优化培养模式提供更全面解决方案。

参考文献

[1] 吕凤姣刘洁 . 新工科背景下应用创新型人才培养研究 [J]. 经济研究导刊 ,2021,(24):100-102.

[2] 孙如军 , 李泽 , 孟德华 . 新工科背景下应用型人才培养模式研究 [J]. 黑龙江教育：高教研究与评估 ,2021,(03):51-53.

[3] 张望 . 新工科背景下的高校人才培养模式改革 [J]. 课程教育研究 ,2020,0(07):18-18.

[4] 林汉社 . 新工科视域下应用数学人才培养实践与研究 [J]. 中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 ,2023,(04):0014-0016.

[5] 李香林郭琳琴 . 新工科背景下应用数学人才培养实践——以吕梁学院为例 [J]. 黑龙江教育：理论与实践 ,2022,(12):32-34.