科技日报记者 王禹涵
近日，陕西省教育厅公示2026年省级精品教学资源认定结果，西安理工大学数学学院教师陈娟娟、韩涛的“高等数学（上）”和“数学文化”课件同时入选。这个成立不到一年的新学院，近来正密集产出成果。
这背后，是学校多年来对数理基础课与工科专业课深度融合的持续探索。作为一所以工科见长的高校，西安理工大学通过课程重构和跨学科协同，着力破解二者长期“两张皮”的问题，让数理知识成为工科创新的底座。
破解“学过了却用不上”的困境
改革的起点，可以追溯到2004年。彼时，西安理工大学正推进完全学分制改革，学生选课、老师挂牌上课。然而，学校在教学管理中注意到一个现象：数理基础课与工科专业对学生的能力要求之间，存在明显脱节。
“学生学完了高等数学、线性代数、大学物理，考试成绩也不差，但到了解决具体工程问题的时候，比如水利工程里的力学方程、电路状态空间分析，往往知道相关知识点，却不知道该怎么用。”西安理工大学副校长黑新宏说，“这种‘学过了却用不上’的困惑，在多个专业里反复出现。”
传统的数学、物理课程体系很完整，却很少追问一个问题：专业课程、工程训练、创新项目究竟需要哪些数理工具？黑新宏分析，根子在“以学科为中心”的教学逻辑——基础课老师按数学自身的知识体系讲课，追求体系的完整和严谨；专业课老师则假定学生已经掌握了工具，直接进入应用。“两边都没错，但中间缺了一座桥。”他说。
这不是西安理工大学一校之困，在我国高校工科基础课教学中，为规范教学、保证基本质量，不少高校探索推行“统一大纲、统一教材、统一考试”等做法。但现实是，水利专业需要的是流体力学里的偏微分方程，机械专业需要的是机器人运动学的矩阵变换，计算机专业需要的是算法背后的离散数学——同一门课，需求迥异。
更深层的问题在于教师。例如，西安理工大学基础课教师归属数学学院等基础学院，专业课教师归属工科学院，两套考核体系、两种评价标准，长期“各管一摊”。“专业老师抱怨‘学生学了基础不会用’，数学老师困惑‘定理这么重要学生却提不起兴趣’。”西安理工大学本科生院院长汤玉斐说，“两边都是各自领域的行家，坐到一起才发现，彼此连‘语言’都不通。”
西安理工大学相关负责人认为，这种“语言不通”，表面看是教师之间的沟通障碍，深层则是课程体系和培养逻辑彼此脱节。它反映出我国工科教育面临的普遍问题：基础课如果只按学科自身的逻辑来讲，专业课又默认学生已经掌握了数理工具，创新人才培养就很难真正形成合力。破解这一问题，不能只靠个别教师相互配合，而要从课程结构上打破学科本位。正是基于这一判断，西安理工大学以教科人一体改革为牵引，把重心转向了重构课程体系。
重构以学生为中心的课程体系
西安理工大学从数学、物理两门受众最广的基础课切入，化学、力学、计算机相继加入，把改革范围逐渐扩大至工科学生所需的全谱系基础课程。2011年，学校开设知行教改班，以小规模“试验田”先行先试。2025年，学校理学院正式拆分、数学学院独立建院，体制机制改革将基础学科建设提升到战略高度。
课程改革的核心，是从“以学科为中心”转向“以学生发展为中心”。西安理工大学数学学院院长沈晓芹介绍，学校将课程体系拆解为三层递进结构：通识素养层开设数学文化、人工智能探秘等课程，厚植数理逻辑；核心基础层保留高等数学、线性代数等11门主体课程，所有工科学生必修；前沿应用层对接优势学科，帮助学生在具体应用场景中融会贯通。
“以前课程按学科知识体系线性展开，隐含前提是所有专业对数学的需求都一样。但现实显然不是这样。”沈晓芹说。基础概念好比“地基”，但地基之上，不同专业“盖的房子”完全不同。
以国家级一流课程“线性代数”的矩阵运算模块为例，西安理工大学没有对所有专业“一刀切”，而是根据各专业需求嵌入不同的应用场景：水利水电专业融入水文序列状态转移，装备制造专业融入坐标转换，电子电气专业拓展电路节点电压法，材料化工专业引入晶向长度计算，数字信息专业融入图像处理二维卷积。每个专业都学矩阵，但用法截然不同。为此，全校38个工科专业按五大类别归组，配套118个专业拓展模块，让学生既掌握矩阵的通用方法，又知道它在自己专业里怎么用。
“水坝在特定频率下可能共振，这个频率怎么算？就是矩阵的特征值。”韩涛给水利专业学生讲线性代数，不再从公式推导开始，而是拿大坝振动分析当引子。该校水利水电学院大二学生张茜雅说：“以前学矩阵就是算，算完也不知道有什么用。那节课之后，我才真正理解了矩阵是干什么的。”
这样的变化，不只发生在专业课上。韩涛负责的“数学文化”是一门面向全校所有专业的通识课。课程用视频、案例和自主开发的智能评分系统，把数学从公式堆里“解放”出来——让水利学生看懂矩阵，让文科生感受数学之美。从专业课到通识课，数学正以更贴近学生的方式，融入工科人才培养的各个环节。
课程改完后，更深层的难题浮出水面：谁来教？怎么教？西安理工大学推出“双师矩阵+联合教研”模式：数理教师与专业教师共同备课，前者负责理论体系，后者提供工程案例和能力需求清单。学校搭建虚拟教研室，双方一起讨论教学内容如何更适配工程计算需求。制度层面，学校建立五阶段联合教研流程和专项教改基金，将跨学科教学成果纳入职称评聘。
20多年来，学校完成了从课程到师资、从教学到治理的系统重塑：课程上，由“一本通稿讲到底”转向“共性核心+专业拓展”；师资上，由“老师只管上课”转向“基础课教师做研究、与工科紧密结合”；治理上，由“教务处管教学”转向“管理向服务转变、制度向改革倾斜”。2025年，学校入选教育部首批“教育强国综合改革试点高校”，成为西北省属高校唯一入选学校。
改革成为长效运转的机制
改革成效正在全面释放。近十年，西安理工大学学生在数学、物理、化学、力学、计算机五类基础学科竞赛中获国家级奖项639项，在国际大学生数学建模竞赛中斩获82项国际奖。学校8门课程获批国家级一流课程，信息与计算科学、应用物理学、应用化学等5个基础学科专业获批国家级一流专业建设点。
在陕西省社会科学院教育研究所所长张鹤看来，西安理工大学是一所省属高校，没有部属高校的资源优势，却走出了一条可复制的路。“它的分层课程框架、双师联合教研机制、五阶段教研流程，都不依赖特殊资源，任何一所工科院校都可以根据自己的专业结构做调整。这一点，对全国同类院校尤其有借鉴意义。”张鹤说。
他进一步指出，课程改革不能只靠个别老师的热情，也不能指望一门课的“单兵突进”，必须把它写进培养方案、排进课表、纳入评价体系。他表示：“最难的不是方法，是把方法变成制度，让制度持续运转。很多高校的改革经验停留在‘盆景’阶段，西安理工大学用20多年把这件事变成了‘风景’——机制一旦建立，就能长期稳定运转。”
黑新宏认为，改革最难的是三个方面：基础课与专业课教师之间的语言互通、跨学院协同的制度保障以及多年的持续投入。为此，学校成立未来技术学院统筹协调，配套专项经费、业绩共享、轮训挂职等机制，把跨学科协同从“意愿”变成“制度”。“课程改革永远在路上，但只要制度在运转，接力棒就不会掉。”黑新宏说。
网友评论
