在加快建设教育强国与科技强国的时代背景下,高等教育作为人才培养的主阵地,正肩负培养高素质创新人才、服务国家战略需求的重大使命。河南大学作为一所拥有深厚历史底蕴与卓越办学实力的百年学府,始终秉承“明德新民,止于至善”的校训,在时代浪潮中坚守教育初心,勇担育人使命。多年来,其数学与统计学院依托学校深厚的学术积淀,以“数智融合、科教协同”为核心理念,在人才培养模式改革与教育创新实践中不断突破,构建了极具特色的“科研反哺教学、数据驱动教材”创新育人体系,为国家输送了大批既掌握扎实数学理论基础又具备实践创新能力的高素质人才。
河南大学数学与统计学院立足国家战略与行业需求,提出了“数智赋能、科教融合”的创新育人理念。这一理念从三个维度构建起系统的育人框架,即以数字化技术赋能教学全过程,实现教学效率与质量的双提升;以高水平科研平台为支撑,推动科研与教学的深度联动;以产教融合为纽带,打通人才培养与行业需求的“最后一公里”,确保培养的人才能够精准对接产业发展需要。
创新专硕培养模式 打造“三维联动”实践生态
学院以《以科研平台为载体的应用统计专硕人才培养模式改革探索》项目为抓手,针对应用统计专业硕士培养中“产研脱节”的痛点,依托省级科研平台——河南省人工智能理论及算法工程研究中心(以下简称“AITA中心”),由研究中心主任、河南省优秀研究生导师团队负责人杨晓慧教授领衔,打造了“平台—课程—校企”三维联动的实践育人生态。
AITA中心作为省级科研平台,不仅拥有高性能计算集群、专业工作站等先进设备,还汇聚了一支实力雄厚的教研团队,承担了多项国家级、省部级科研项目及横向课题,为学生提供了参与真实科研项目的宝贵机会。项目团队创新采用新媒体手段拓展育人空间,通过自主建设的微信公众号、视频号等新媒体矩阵,定期开展“人工智能理论及算法应用实战系列培训”“优秀毕业生经验分享”等活动,不仅覆盖在校学生,更吸引了众多行业从业人员参与,形成了开放共享的学术交流氛围。
在校企合作层面,学院与多家知名企业联合共建了智能医学诊疗研发中心、农作物种质资源表型数据智能鉴定研发中心、智能测控数据处理研发中心三大研发平台。以智能医学诊疗研发中心为例,学院与多家医疗机构合作开发的基于深度学习的医学影像分析系统,已在实际应用中取得良好效果,既为学生提供了真实的实践场景,也成为科技成果转化的重要渠道。
在此基础上,学院创新形成“三阶四维”培养模式。其中,“三阶递进”按照基础课程阶段(夯实数学建模与编程基础)→科研项目阶段(参与纵向课题如河南省重点研发专项“农作物种质资源高通量多组学智能分析关键技术及应用”、横向课题如CAST创新基金“基于盲图像复原的空间小目标检测方法研究”)→产业实践阶段(与合作企业共同完成毕业设计)的路径,实现学生能力的循序渐进式提升。“四维协同”则通过“课程案例库(企业真实数据)+双导师制(校内导师+行业工程师)+竞赛驱动+认证衔接”形成能力培养闭环。其中,竞赛驱动成效显著,学生在全国大学生数学建模竞赛中斩获国家一等奖。
学生获全国大学生数学建模竞赛国家一等奖
学生在大学生数据要素素质大赛中获全国第四名
重塑数学教材形态 构建数字化教学新体系
针对传统数学教材知识点孤立、应用场景缺乏、学习路径单一等问题,学院依托“基于大学数学知识图谱的大数据处理数字化教材建设及应用研究”项目,创新性地提出“知识图谱+大数据处理”的教材建设理念,推动大学数学课程的数字化转型。
项目团队自主构建了覆盖微积分、线性代数、概率统计等核心课程的“大数据处理知识图谱”,不仅形成了完整的数学知识体系,还将每个知识点与金融风控模型、医疗数据分析、智能制造优化等真实的大数据处理案例相连接,让学生直观感受数学理论的实际应用价值。基于这一知识图谱,团队开发了智能化教学平台,实现了三大创新功能。
一是动态关联学习系统,能够根据学生的学习进度和掌握程度,智能推荐相关理论知识点和实践案例,并提供可操作的编程实例,如学习偏导数概念时,系统会自动关联应用案例并推送编程练习;二是智能辅助工具集,包括采用自然语言处理技术的数字人助手“河宝儿”(解答数学概念疑问并提供个性化学习建议)和具备作业智能批改、学习行为分析、知识点预测功能的AI助教系统,该系统能自动识别作业错误类型并推送补救性学习材料;三是教学效果可视化平台,教师可实时掌握班级知识掌握情况,精准定位教学薄弱点,系统生成的学生能力画像,涵盖理论知识掌握度、应用能力水平、学习行为特征等,为教学策略调整提供了科学依据。
收获丰硕育人成果 彰显改革示范价值
经过多年的改革实践,学院的创新育人模式取得了显著成效。在学生培养质量方面,应用统计专业硕士研究生参与横向课题的比例大幅提高,在全国性专业竞赛中的获奖数量和级别均有明显进步,国家级大学生创新创业训练计划项目立项数和结项优秀率持续提升。
在毕业生发展方面,合作企业反馈显示,毕业生实战能力显著提升。在“智能医学影像分析”领域,毕业生开发的基于深度学习的辅助诊断系统应用效果良好;在“农业大数据建模”领域,相关预测模型为企业创造了显著效益。毕业生多数进入人工智能、大数据分析等领域就业,获得用人单位广泛好评。
在科研成果转化方面,项目团队发表多篇教学研究论文,开发的新型教材和教学资源被多所高校采用,相关研究成果获得了学术界的认可,多篇论文投稿高水平期刊,展现了教学改革与科研创新的良性互动。
未来,学院将继续深化教学改革,完善创新育人体系。一是重点推进“数智教育创新中心”建设,集成大数据分析平台、AI教学研发中心等功能,扩大产学研合作深度与广度;二是拓展知识图谱覆盖范围至数学全部核心课程,增加行业应用案例,开发移动学习平台,实现个性化学习随时随地进行;三是创新评价机制,建立多元综合评价体系,并建立毕业生发展追踪系统,长期关注学生职业发展,为教学改革提供反馈;四是加强成果推广,通过举办全国性教学研讨会、开展教师培训等方式,发挥示范辐射作用,与更多高校携手推进数智时代数学教育创新。
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