基于应用型人才培养的数学与应用数学专业实践教学模式研究

文章编号：1007-9831（2019）01-0050-05

基于应用型人才培养的数学与应用数学专业

实践教学模式研究

房庆祥，赵建伟，张宝琳

（中国计量大学 理学院，浙江 杭州 310018）

摘要：地方高校是培养专业人才的重要基地，现有的数学类专业教学模式已不能满足社会需求，数学与应用数学专业应主动适应发展需要，将培养目标与行业和企业的需求紧密对接，培养应用型人才．以中国计量大学为例，从地方高校数学与应用数学专业实践教学模式出发，对师资队伍建设、课程体系优化、教学方法改革、学生创新精神和实践能力培养等内容进行探讨． 关键词：数学与应用数学专业；应用型人才；社会需求；实践教学

中图分类号：O13∶G642.0 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2019.01.014

Study on the practical teaching mode of mathematics and applied mathematics specialty

based on applied talents cultivation

FANG Qing-xiang，ZHAO Jian-wei，ZHANG Bao-lin

（School of Sciences，China Jiliang University，Hangzhou 310018，China）

Abstract：Local colleges and universities are important base for cultivating professional talents．Existing teaching mode of mathematics class specialty can′t meet the needs of society．Mathematics and applied mathematics specialty should take the initiative to meet the need of development and cultivate applied talents by closely connecting cultivation goal with needs of industry and enterprises．By the example of China Jiliang University，starting from the practical teaching mode of mathematics and applied mathematics in local colleges and universities，probes into the construction of teaching staff，the optimization of curriculum system, the reform of teaching methods, the cultivation of students′ innovative spirit and practical ability, etc.

Key words：mathematics and applied mathematics specialty；applied talent；social need；practical teaching 高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级应用型人才．本科院校的重要任务之一是培养符合社会需求的具有创新精神的应用型人才．数学类专业相对于工学、农学、经济学和管理学等专业属于基础性专业，无论是进行科学研究、数据分析和软件开发，还是从事国际经济与贸易、金融保险和工商

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管理等行业，都离不开相关的数学类专业知识．自20世纪末开始，开设数学与应用数学专业的高校数量迅速增加．数学与应用专业大部分课程以“学数学”为主，大多数课程的学习还是向学生传授数学知识，教学模式也是沿用传统的黑板加粉笔式，“满堂灌”的教学方式对枯燥无味的数学课带来的是很大的消极作用．实践课程资源缺乏，实践和实习时间不充足，这使得大部分学生无法将知识应用于实践，毕业后无法 收稿日期：2018-10-06

基金项目：中国计量大学教改项目（HEX2016021）

作者简介：房庆祥（1974-），男，山东济宁人，副教授，博士，从事复杂网络同步与控制研究．E-mail：fangqx@cjlu.edu.cn

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第1期 房庆祥，等：基于应用型人才培养的数学与应用数学专业实践教学模式研究 51

和工作单位接轨．

近几年来，很多高校对数学与应用数学专业的实践教学工作越来越重视，数学专业实践教学管理模式

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也得到了积极探索．有些学校在部分专业理论课程中增设实践教学课时，突出数学建模与实验等综合性应用型数学专业课程的地位，部分高校设立并明确落实实践教学专项经费，对实践教学活动业绩突出的教师进行表彰和奖励．这些措施对推动实践教学的开展发挥了良好作用，但同时也存在一些问题．首先，实践教学体系不健全，针对性不强，实效性不好．其次，以考试成绩为核心的考核评价体系不能反映出学生实践的真实情况．第三，实践教学质量监控体系有待建立和完善．此外，学生实习、毕业设计和就业工作

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存在严重脱节，阻碍了应用型人才的培养．

中国计量大学是我国计量、标准、质量和检验检疫领域唯一的本科院校，学校全面落实实践育人，重视培养学生的责任意识、创新精神和实践能力．近年来，中国计量大学理学院数学与应用数学专业围绕学校办学理念，结合地方社会、经济、文化和教育等领域发展需要，明确了人才培养改革方向，提出应用型人才培养综合改革目标，即从数学与应用数学专业的培养目标、师资队伍建设、课程建设、教学方法改革、学生创新精神和实践能力培养等方面构筑应用型人才培养教学体系，在满足学生个性发展的同时主动适应区域经济建设和社会发展对数学人才的需求．

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1 专业现状和专业定位

中国计量大学理学院数学与应用数学专业于2002年开始招生，所在学科——数学学科为浙江省一流学科（B类），应用数学学科为浙江省“十一五”、“十二五”重点学科（A类）．目前，数学与应用数学专业有教师33人，其中博士学位获得者26人，浙江省高校中青年学科带头人3人，浙江省新世纪151优秀人才工程第二层次人选１人、第三层次人选２人，在校本科学生和硕士研究生300多人．

作为工科类教学科研型大学，中国计量大学数学与应用数学专业所培养的毕业生就业方向不同于传统综合性学术型大学的毕业生主要进行数学和应用数学的相关研究，也不同于师范类院校毕业生主要从事数学教育，而是从事具体生产实践的应用型人才．目前就业市场中，一方面传统的数学与应用数学专业毕业的学生难以找到对口合适的工作，另一方面随着智能化社会的来临和大数据产业的不断发展，一些行业和企业找不到适合的数学基础好且具备较强实践能力的学生．应用型本科院校要以社会需求为导向制定专业培养目标，将培养目标与行业和企业的需求紧密对接，从传统的培养理论型人才转向培养具备较好数学素养的实践型或技术型人才．

当前，随着我国在金融领域的不断开放和“互联网＋”战略的不断发展，互联网金融和移动支付在全球蓬勃兴起，这些与数据科学与技术的发展密不可分．杭州作为全球最大移动支付之城，对具备数学基础和数据科学、金融数学等专业背景的人才需求十分迫切．中国计量大学理学院经过多方调研并组织校内外专家与企业行业负责人进行研讨，确定了金融数学和数据分析与处理（数据科学与技术）２个专业方向．

本着培养应用型人才的目标，中国计量大学数学与应用数学专业的专业定位为以行业和地方需求为导向，培养具有良好的思想品德与人文素养，掌握数学学科的基本理论和基本方法，具有扎实的数学基础、良好的数学思维能力和计量意识，具有较强的创新精神与实践能力，具有良好的外语能力，能在金融、保险、信息技术和教育等领域从事金融产品设计、数据分析与处理、教学和管理工作的专门人才，学生也可以在相关领域进一步深造．

以应用型人才培养为目标，中国计量大学数学与应用数学专业大力加强师资队伍建设，通过与用人单位和行业企业合作，构建了一套以岗位需求为导向的数学与应用数学专业实践课程体系，实现人才培养与市场需求的有效对接．

2 专业建设改革实践

2.1 加强师资队伍建设

在师资队伍建设方面，主要从青年教师培养和组织科研团队２个方面入手，提高教师整体水平． 2.1.1 青年教师培养 指定优秀教师为青年教师作指导教师，充分发挥示范带动作用，做好传、帮、带等

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培养工作，通过听课、评课和反馈的方式，提高青年教师课堂教学水平．同时鼓励和支持教师参加各种教学会议和教学技能培训，鼓励教师参加各级教学比赛、青年教师基本功大赛和微课教学比赛等教学竞赛，让每位教师站稳讲台，并通过各种教学竞赛的交流，拓宽教师视野，切实提高教师的教学能力．近年来，多次组织教师参加全国高校数学课程教学系列报告会、全国高校金融数学与金融工程教师培训、浙江省高校数学教学研讨会、高等院校SPOC的设计制作与应用操作实务培训班等教学会议和教学技能培训，本专业有多位教师获得全国高校数学微课程教学设计竞赛全国一等奖、华东赛区特等奖、浙江省青年教师教学技能竞赛一等奖、学校青年教师教学技能竞赛一等奖等奖项，本专业教师主持浙江省新世纪教改项目１项、浙江省教育规划课题２项，获浙江省高等教育教学成果二等奖１项．

2.1.2 组织科研团队 为了提高教师的科研能力，在学院领导的大力支持下，数学与应用数学专业成立了智能计算、控制理论、计算与应用、微分方程与动力系统科研团队，一半以上教师参加了科研团队．在科研团队带动下，教师积极开展科研工作，近几年每年都有教师到国外开展学术交流．本专业教师申请到国家自然科学基金重大研究计划项目２项，国家自然科学基金国际合作项目１项，国家自然科学基金面上和青年基金共13项，国家社会科学基金１项，浙江省自然科学基金15项，产学研合作项目５项，获浙江省科学技术奖二等奖１项，浙江省高等学校科研成果奖二等奖２项．

2.2 优化课程体系

在强化基础知识和专业知识学习的基础上，以“注重基础，加强实践，提升能力”为目标优化课程体系，选择教学内容，形成宽专业、厚基础、重实践、强能力、高素质的课程体系．本专业的专业课程分为３个模块：（1）基础理论模块，包括数学分析、高等代数与解析几何、常微分方程、概率论与数理统计、复变函数和运筹与优化等．这类课程主要培养学生的数学理论素养，为将来的发展打好坚实基础．（2）程序设计模块，包括数学软件与数学实验、Python语言程序设计、C++程序设计、JAVA程序设计、数据库技术、Hadoop分布式系统和Linux系统应用实践等．这类课程主要培养学生掌握一定的计算工具，为有效解决实际问题奠定基础．（3）专业技能模块，包括数值分析、数学建模、深度学习、数据分析方法、数据挖掘、Hadoop大数据分析基础、现代投资学、金融数学和金融工程学等．这类课程重点培养学生掌握专业化分析思路、工具和技巧，以解决社会生活中的实际问题．

专业核心课程是课程体系中居于核心位置的具有生成力的课程．经过反复研究，数学与应用数学专业确定了如下专业核心课程：数学分析、高等代数与解析几何、常微分方程、概率论与数理统计、数学建模、深度学习、数据分析方法和金融数学．

应用型人才培养的关键是实践教学，实践教学是培养大学生创新意识、创新能力和实践能力的关键环节，高质量的应用型人才培养必须有高水平的实践教学体系作为支撑．为使学生熟悉数学相关软件，加强动手能力，促进学生就业，对实践课程体系进行了一系列改革，使实践课程体系逐步完善，彻底改变传统教学中实践教学从属于理论教学的状况，并坚持实践教学４年不间断．通过深化改革，在实验教学中向学生介绍20多种应用软件，并和企业合作开展数据结构课程设计、JAVA程序设计实践和数据库技术课程设计等实践课程的教学，使教学内容和企业需求接轨，让学生在课程学习中体验到软件行业发展趋势，提前学习企业中使用的流行软件．学生培养方案中的实践课程见表１．

表1 数学与应用数学专业实践课程

课程名称

Python语言程序设计 Linux系统应用实践 数据结构

数据结构课程设计 数学软件与数学实验

数学软件与数学实验课程设计 JAVA程序设计 JAVA程序设计实践 运筹与优化 数值分析 数据挖掘 数据挖掘实践

总学时/周 48 1 48 1 48 1 48 1 48 48 40 1

实践学时/周

18 1 24 1 24 1 48 1 8 8 8 1

应用软件 Python Linux Python Python Matlab Matlab JAVA JAVA Lingo Matlab Matlab

HBase，Hive

开课学期

2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4

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续表１

课程名称

Hadoop分布式系统 Hadoop分布式系统实践 C++程序设计 C++程序设计实践 算法设计与分析 金融数据挖掘 数学建模课程设计 深度学习 数据分析方法 数据库技术

数据库技术课程设计 网络优化 随机模拟

Hadoop大数据分析基础 Hadoop大数据分析实践 数据科学导论 微分方程数值解 现代控制理论 金融工程学 专业实习 时间序列分析 计量经济学

科学计量与知识网络分析 计算机辅助几何设计 软件工程 毕业设计

总学时/周 48

1 48 1 48 40 1 56 48 48 1 40 32 48 1 48 40 48 40 3 48 48 32 40 48 12

实践学时/周

24 1 48 1 16 12 1 12 16 8 1 8 8 24 1 24 8 8 8 3 8 8 16 16 8 12

应用软件

Hadoop Hadoop C++ C++ C++

R，Python Matlab Matlab SAS

Oracle，SQL

Oracle，MySQL，Delphi，ASP Netsolve R

Hadoop

Spark，Storm Python Matlab Matlab

期货行情分析软件

Eviews Eviews

BibExcel，SPSS，Pajek VC++ C++

开课学期

4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8

本专业在南华期货股份有限公司、圆泽投资管理（杭州）有限公司、杭州若恒科技有限公司、杭州中奥科技有限公司、慧科教育科技集团有限公司和杭州归谷培训中心等企业建立实习基地，并和相关企业合作开展专业实习教学，为学生陆续开设了JAVA软件工程师、Android软件工程师、Hadoop软件工程师、Html5软件工程师、微信小程序、JAVA大数据和量化投资等实训项目，提高了学生的动手实践能力．另外，本专业每学期都组织学生到IT企业和金融企业参观交流，帮助学生体验企业环境，了解企业用人需求和行业发展态势，扩展视野，加强职业生涯规划意识，增强就业竞争力．

2.3 改进教学方法

为了培养高素质的应用型数学人才，在优化课程体系的同时也对教学方法进行改革．由于数学学科的特点，大多数课程在课堂上以教师讲授为主．在创新课程的教学模式上，在专业方向课中引入“基础+提

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高+应用+研究”四位一体教学模式．这一教学模式是2012年韩祥临教授在常微分方程课程教学中提出的一种创新教学模式．近几年，学校不仅在常微分方程课程教学中使用这一教学模式，还根据专业方向课的特点，把这一教学模式推广到专业方向课的教学中．

2.3.1 基础 抓好基本理论和基本技能的教学工作．在教学中创新课程设计，优化课程内容，树立以学生为教学活动主体，以能力培养和素质提升为导向的教育教学理念，采用多样化的课堂教学，开展启发式、讨论式和案例式等教学模式．

2.3.2 提高 加强习题课教学，提升理论水平；做好课外答疑，扫除学生学习中的障碍；抓两头，促中间，使学生共同进步．

2.3.3 应用 以切实可行的实际问题为背景导出概念、方法或理论，展现用课程中的理论知识求解实际问题的全过程，即实际问题——数学模型——求解——结果分析——修改模型——实际应用，提高学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的理解．

2.3.4 研究 学生每３人组成一个小组，撰写课程论文．学习兴趣浓厚的学生，可组织研讨班进行论文研讨．任课教师组织学生针对课程论文内容开展研讨活动，并指导学生申报学生科研计划项目．在教学活动中尊重学生的主体地位，在研讨时引导学生自主学习，促进学生进行研究性学习，引导学生加强各学科的相互渗透和交叉综合，拓宽学生的思维空间．

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四位一体教学模式可以充分发挥学生的潜能和优势，调动学生的学习积极性，提高学生的资源搜索能力，增强学生的团队合作能力和创新能力，从而提高教学效果．

2.4 加强学生创新精神和实践能力培养

专业建设的落脚点是培养学生的创新精神和实践能力．为了加强学生的创新实践能力培养，丰富学生的第二课堂，积极鼓励学生参加课外科技活动和学科竞赛，加强学生创新创业教育，提高学生的学习兴趣，使学生由“要我学”，变成“我要学”．

近５年来，学生参加全国大学生数学建模竞赛有５人获得国家一等奖，６人获得国家二等奖，９人获得省一等奖，24人获得省二等奖，30人获得省三等奖；参加国际大学生数模竞赛有８人获得一等奖，13人获得二等奖；参加全国大学生数学竞赛有２人获得决赛资格，１人获得国家二等奖，６人获得省一等奖，４人获得省二等奖，14人获得省三等奖；参加浙江省大学生高等数学（微积分）竞赛有５人获得一等奖，８人获得二等奖，14人获得三等奖；参加全国“挑战杯”大学生创业大赛有１人获浙江省银奖．每年都至少有一半学生参加校级科研计划项目，锻炼科研能力．

从2012年开始设置金融数学和数据分析与处理专业方向以来，积极加强这２个专业方向的引导和专业教育，鼓励学生按照个人兴趣爱好和职业生涯规划选取方向，加强不同方向的相关课程学习．2012级学生共39人，考研升学5人，初次就业率100%，就业毕业生中10人入职于IT行业，７人入职于金融行业，４人入职于教育行业，在IT行业、金融业、教育业和公务员中就业学生占总就业人数的67.4%．2013级学生共57人，考研升学８人，就业毕业生中20人入职于IT行业，５人入职于金融行业，14人入职于教育行业，在IT行业、金融业、教育业和公务员中就业学生占总就业人数的86.9%．从就业情况看这２届学生对未来的职业规划更加清晰，学生的学习兴趣和学习动力明显提高，毕业生在就业市场中的竞争力逐步增强，就业质量明显提高．

3 结束语

数学与应用数学专业人才培养模式的实践与探索是多方面的，更是一项长期研究的课题．本文针对师资队伍建设、课程体系优化、改进教学方法、学生创新精神和实践能力培养等内容进行了初步探索，为数学专业学生应用能力及就业率提高起到较好促进作用．人才培养模式改革需要不断地深化和完善，我们将结合本专业的实际情况，继续把改革工作深入进行下去，进一步优化和完善数学与应用数学专业人才的培养机制，以期适应社会对人才的需求． 参考文献：

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