在高等教育迈向高质量发展的今天,如何让高等数学这门“硬核”基础课,既教得好、又学得活,成为众多高校教学改革的关键课题。云南大学数学与统计学院李源教授领衔的教学团队,历经十年探索,构建出“分层协同、三阶递进”的高等数学课程育人模式,实现了从“统一施教”到“精准育人”的转变,走出了一条具有推广价值的教学创新之路。
该体系以“因材施教”为核心,融合“最近发展区”“建构主义”等教育理论,通过“精准支架导学-五教协同促学-赛教融合拓学”三阶段递进实施,有效破解了传统高数教学中“学生差异大、思维培养弱、理论与实践脱节”等难题。课程先后获评“国家级一流本科课程”,并在全国20余所高校推广应用,形成具有广泛影响力的“云大方案”。
一、问题导向:高数教学面临三大挑战
随着高校扩招与生源结构多元化,高等数学教学普遍面临三大痛点:
1.学生基础差异大,“一刀切”教学难以满足个性化需求;
2.重知识轻思维,学生“知其然不知其所以然”;
3.理论脱离实践,学生缺乏将数学应用于实际问题的能力。
面对这些挑战,李源教授团队提出“分层协同育人”理念,系统构建了一套科学、可操作的育人体系。
二、理念先行:“分层协同”实现因材施教
“分层协同育人”不是简单地把学生分为三六九等,而是通过“三层精准匹配”与“三维有机协同”,实现教学资源、目标与过程的系统优化。
(一)三层精准匹配
1.教学对象分层:通过前测与过程评价,将学生动态划分为“夯实基础层”“综合应用层”与“创新拓展层”,确保教学干预精准有效。
2.教学目标分层:针对不同层次设定阶梯式目标。例如在“微分方程”单元,基础层学生能够识别并熟练求解典型的一阶微分方程;应用层学生能够结合自身专业背景,建立如人口增长、冷却定律等简单数学模型并求解;创新层学生能够对“传染病SIR模型”等复杂系统进行参数分析并撰写分析报告。
3.教学资源分层:构建包括分层教材、在线课程、分级题库与竞赛案例在内的“阶梯式资源库”,实现“一生一策”的资源推送。
(二)三维有机协同
1.教学要素协同:将“教、学、评、赛、研”融为一体,形成育人闭环;
2.育人目标协同:在知识传授中融入思政元素,实现价值塑造;
3.教学空间协同:打通“第一课堂、第二课堂、在线课堂”,构建立体化育人场域。
三、体系构建:“三阶递进”赋能学生成长
1.第一阶段:精准支架导学——筑牢概念之基
动态分层诊断:开发前测题库,结合智慧平台数据,实现分层动态调整;
双支架支持系统:通过“教学衔接支架”补足知识断层,通过“引导发展支架”推送个性化学习路径。
2.第二阶段:五教协同促学——锤炼逻辑与应用之能
本阶段以“问题驱动”为核心,实现“教学内容、模式、方法、活动、评价”五维协同:
(1)内容重构与文化浸润:将数学史、科学家精神、国家科技成就融入教学;
(2)混合式教学融合:贯通“课前—课中—课后”,打造持续学习闭环;
(3)PBL与BOPPPS集成:通过问题链与模块化教学,提升课堂参与度与目标达成度;
(4)协作探究式活动:通过分组研讨、案例辩论等形式,构建生成式课堂;
(5)过程性与终结性评价结合:平时成绩占比50%,突出建模报告、小组答辩等综合能力考核。
3.第三阶段:赛教融合拓学——激发创新与实践之智
(1)构建“三位一体”课程链:以《高等数学》为核心,延伸至数学建模选修课与学科竞赛第二课堂;
(2)竞赛案例课程化:将学科竞赛真题进行适当的“教学化改编”转化为教学案例,实现“以赛促学”;
(3)分层实训机制:设计“课程作业-专项训练-竞赛实战”三阶实训体系,逐步提升学生建模、编程与论文写作能力。
四、实践成效:学生、教师、课程三方共赢
经过十年实践,该体系在多个维度取得显著成效:
(一)学生发展卓有成效
1.考研数学平均分提升15%,升学率提高20%;
2.累计获全国大学生数学竞赛、数学建模竞赛等国家级奖项70项,其中一等奖4项;
3.学生评教平均分达95.6分,课程满意度持续走高。
(二)教学团队成果丰硕
1.获评国家级一流本科课程1门,实现云南省公共数学类课程零的突破;
2.孵化省级一流课程、思政示范课等多门优质课程;
3.教师获全国高校教师教学创新大赛二等奖等国家级奖励7项。
(三)示范辐射广泛深远
1.3门慕课累计选课超1.5万人次,被山东大学、华南理工大学等20余所高校引入;
2.教学成果在全国高校数学教学创新研修班推广,入选省级课程思政典型案例。
五、未来展望:迈向“数据智能驱动”的智慧教学
下一步,课程团队将依托人工智能技术,推进三大方向:
1.基于学习行为数据实现动态分层与精准诊断;
2.开发自适应学习引擎,实现“一生一策”;
3.探索AI学术教练,辅助学生创新解题与学术探索。
云南大学“分层协同、三阶递进”高等数学育人体系,不仅是一次教学方法的创新,更是一场教育理念的深刻变革。它让数学课堂不再是“齐步走”的枯燥训练,而成为激发潜能、塑造思维、赋能成长的育人平台。这一“云大方案”,正为新时代高等数学教学改革提供可复制、可推广的宝贵经验。
(李源、常有礼、郝小枝、黄亚群)