“沒想到，這個水利工程里的邊坡穩定性計算，用的是我們曾學過的矩陣特征值??！”河海大學2022級水利水電工程專業學生王子健翻開大一學過的《線性代數》課本，興奮地說。曾經讓他頭疼的數學符號，如今成了破解專業難題的“敲門磚”。

轉變背后，是河海大學數學學院一場持續10余年的教學改革——為破解工科生數學知識“學不會、用不上”的困局，該校打造了以“數學課程超市”為核心的創新體系，通過分層教學掃除學習障礙、專業融合打通應用脈絡、競賽實戰錘煉創新能力，讓數學成為新工科育人的“創新引擎”。

從“一刀切”到“精準滴灌”

在河海大學“高等數學”的課堂上，曾經困擾教師的教學難題正在發生轉變。在這里，學生可以根據自身水平和專業需求，在“數學課程超市”中自由選擇學習路徑。僅“高等數學”一門課就設有基礎班、A+、A、B、C等9種“菜單”，然后嵌入動態分層機制，在入學后根據專業和成績“看單做菜”。

為保障分層效果，“超市”里的“菜單”還配套了強大的線上資源庫，供學生隨時回看查漏補缺，累計服務超30萬人次。但是“看人做菜”不是毫無原則的降維妥協，學校嚴格實行“同卷同標”考核，確保不同層次學生評價公平，杜絕“分層歧視”和“標準注水”。

數據顯示，實施分層教學后，學生們不僅“聽得進去”，還“提得上來”。2022級水利水電工程專業學生蔡宇暉在基礎班通過針對性訓練，期末成績躍升37分并獲第二屆江蘇省高等學校高等數學競賽一等獎。他在結課筆記中寫道：“分層教學讓我不再畏懼數學，重新找回了學習的節奏?！毕癫逃顣熯@樣受益的學生還有很多，近3年，百余名學生憑借扎實的數學基礎進入頂尖學府深造，深造率顯著提升。

從“紙上談兵”到“實戰攻堅”

在河海大學，數學不再是抽象的符號堆砌，而是直面工程挑戰的利器。老師在講解偏微分方程時，不局限于理論推導，而是通過烏東德水電站的案例，向學生展示如何用數學模型計算混凝土溫控。當學生看到動畫中微分方程如何預測大壩應力時，立即理解了數學原理的奧妙所在。

豐富的案例讓老師講得“有理”，學生聽得“有味”。這種把數學課程與專業需求、工程實踐、科學精神緊密結合的“耦合”方式大受歡迎。河海大學一方面柔性組建跨學科教學團隊，邀請土木、水利等專業教師參與數學課程設計；另一方面深度開發“數學+”實踐平臺，將三峽工程、南水北調等重大工程案例轉化為教學素材。例如，“概率論”課程引入貝葉斯算法預測洪水概率，“線性代數”課用矩陣分析橋梁結構，物理專業則通過傅里葉變換處理聲吶信號。

與此同時，河海大學還巧妙融入課程思政專業場景，“概率論”課通過北宋狄青“百錢定軍心”的典故，引導學生計算小概率事件后，闡釋“借勢而為的創新智慧”；“統計與生活”課程則生動展示北斗導航定位中的核心數學算法，點燃學生科技報國的熱情。

這種“帶著現實問題學數學”的模式，讓學生看到了更廣闊的世界，提高了他們的專業認同感，學生的數學建模能力顯著增強。

從“賽場奪冠”到“創新突圍”

在河海大學，數學競賽不僅是榮譽的象征，更是創新能力的試金石。在學?！案傎悺n程—科研”的聯動機制下，競賽獲獎案例反哺課堂教學，形成“真題真做”的教學資源庫。優秀競賽團隊可直接參與教師科研項目，近3年孵化出12項國家級大創項目。

機械工程專業周若愚團隊用拓撲優化算法改進鋼橋設計，其方案正是數學建模課的期末作業，最終該方案助力他們勇奪美國大學生土木工程競賽冠軍。周若愚展示著布滿數學符號的手稿感慨：“沒有系統的建模訓練，團隊的創意不可能變成獲獎方案?！?/p>

學生從競賽中錘煉出的創新思維，成為破解難題的“秘方”。近5年，河海學子在全國大學生數學建模競賽中斬獲25項全國一等獎，2021年江蘇賽區獲獎286項位居榜首。

這場以“數學課程超市”為核心的教學改革，其影響已超越競賽場，正成為支撐學校水利、土木等12個王牌專業通過國家工程教育認證的核心力量。河海大學成功探索出一條“以需求為導向、以學生為中心、以實踐為根本”的新工科數學人才培養路徑，推動數學從“工具學科”質變為“創新引擎”。（本報記者 蘇雁 本報通訊員 張春平）

來源：《光明日報》 2025年08月01日 第07版