在北理工,這堂“數學課”,很精彩!
——【人才培養(yǎng)系列報道】北京理工大學數學與統(tǒng)計學院人才培養(yǎng)工作紀實
發(fā)布日期:2018-11-30 供稿:黨委宣傳部 戴曉亞 王征 攝影:黨委宣傳部 郭強、數學學院
編輯:戴曉亞 審核:藺偉、高偉濤 閱讀次數:
“軍訓不用擔心,被曬黑的臉很快就會被高數嚇白的。”
這是2018級新生軍訓中流傳的“神吐槽”。可以說無論哪國高校,被貼上“枯燥”“抽象”等等標簽的大學數學課程都會讓學生們感到壓力十足。但是要成為一流人才,扎實數學功底必不可少。
數學學院教師進行集體備課討論
如何幫助學生們夯實成長為一流人才的數學基石?多年來,北京理工大學數學學院在大學數學教育教學上不斷地探索實踐,不斷提升人才培養(yǎng)質量,一批成績斐然、深受學生們喜愛和尊敬的數學“好老師”不斷涌現,讓這堂“北理工的數學課”愈發(fā)精彩。
數學學院院長田玉斌在課后為學生答疑
“數學是一門充滿精神、思想和方法的科學,從事數學教學和研究的老師們,在不斷提升教育教學質量,服務學校‘SPACE+X’(寰宇+)計劃的同時,也努力將數學的品格、數學人的氣質傳遞給學生們,立德樹人,為培養(yǎng)出北理工的一流人才而不斷奮斗。”北理工數學學院院長田玉斌這樣說。
數學課上,開啟“詩詞大會”
曹鵬進行課堂授課
“我住長江頭,君住長江尾,夜夜思君不見君,共飲長江水……”,優(yōu)美的詩詞歌賦,不時被郎朗吟誦,而這卻是一堂大學數學課。
滿滿的詩詞韻味,這是北理工數學學院副院長曹鵬副教授的課堂,他的數學課堪稱“詩詞大會”。一首《卜算子·我住長江頭》,拉格朗日中值定理被曹老師完美詮釋,“有些數學定理,同學們很難直觀理解,我就利用古詩詞,幫助大家理解和記憶。”
課堂教學是培養(yǎng)人才的主渠道,上好“枯燥抽象”的數學課,激發(fā)數學興趣,成為數學老師們“挖空心思、絞盡腦汁”的首要任務。 “巧引妙借厚底蘊,文有詩詞言自華”, 曹鵬的數學課廣受學生歡迎。“考前翻翻‘CP(曹鵬)語錄合集’,能起到考試‘護身符’的作用。”數學學院2014級本科畢業(yè)生曹越琦對自己的這位數學老師可謂崇拜不已,“現在一提到傅里葉級數和傅里葉變換理論,我立馬就聯想到曹老師用《琵琶行》中的‘大弦嘈嘈如急雨,小弦切切如私語’來形容不同的‘頻率’,真是中了曹老師的‘毒’了!”除了激發(fā)興趣,曹鵬的數學課有著更大的“野心”:“我希望學生在我的課上,不僅學到數學知識,也能提升人文素養(yǎng)。”
高等數學課程組部分老師合影
除了建立興趣,數學課的背后其實還有許多深層次的“博弈”。“現在很多新生數學知識學的不少,很擅長做題,以為學數學就是會用公式解題。我們必須扭轉學生這種錯誤的思維方式,要讓他們學會思考定理、公式背后的‘為什么’。” 克服大學數學之“難”,數學學院方麗萍教授認為第一步就是要擊破高中習以為常的“數學騙局”,讓學生建立起數學邏輯性的思維模式。幫學生扎實走好這條成為一流人才的必經之路,北理工的數學老師們經驗老道,拿捏準確。
“互聯網+”數學課,點個贊!
毛京中錄制的微積分MOOC
“網上有‘毛奶奶’坐鎮(zhèn)答疑,課程質量絕對過硬!”2014年,當北理工首個數學慕課(MOOC)微積分“觸網”上線時,已臨近退休的毛京中老師,作為一位在教學水平和教材編寫上享譽業(yè)界的知名教師,也積極主動地參與其中。“當時,毛老師眼睛不好,對網絡也不那么精通,但她在數學教學上的奉獻和奮斗,為我們青年教師樹立了榜樣。”至今,毛老師仍被大家親切地稱為“毛奶奶”。
北理工微積分MOOC團隊部分成員
大學數學作為理工科學生的必修基礎課,不僅質量要求高,而且需求量極大,特別是在兩校區(qū)背景下,如何為學生們提供“質高量足”的學習資源,讓課堂突破時間和空間的限制,成為了北理工數學老師們時時惦記的事兒。而一貫創(chuàng)新包容的數學老師們,聚焦“互聯網+”,成為了北理工的第一批“MOOC達人”。
“我最早接觸MOOC是2012年在斯坦福大學Coursera平臺上自學,這種先進的學習方式讓我很受觸動。”2014年,北京市高等學校青年教學名師、數學學院副教授徐厚寶牽頭組建團隊,開啟了MOOC之旅。然而,設備不熟悉、技術無儲備、人員無經驗、時間緊、任務重……,從零起步的微積分MOOC面對的是“千難萬阻”。“沒有經驗就請人來培訓,不懂技術就自己摸索鉆研學習,整個暑假我們全都無休。”
雖然沒有了課堂上的學生,但面對攝像機的數學老師們更加“嚴苛”地自我要求,甚至每一句話都必須達到最簡潔、準確、高效。“我錄課前先要寫好‘劇本’,每一句‘臺詞’都提前打磨好,錄的時候照著‘劇本’嚴格地表演。”徐厚寶笑稱用了個“笨”辦法“一氣呵成”,“剛開始一段8分鐘的視頻,我們往往要錄上整整半天。”最終,團隊將原有課堂知識點分類細化,提煉為181個知識點,錄制成全新的MOOC教學單元。
我校基于微積分MOOC開設的SPOC課程截圖
建設優(yōu)質的MOOC,除內容優(yōu)質外,還必須有優(yōu)質的“售后服務”。“決不讓學生的任何一個問題過夜”是徐厚寶對自己提出的“硬性要求”,自2014年課程上線以來,徐厚寶帶領團隊,堅持每天半夜查漏補缺,確保所有問題都能在當天得到回答。正是這種對課程質量幾近“苛刻”的追求和多年如一日的堅守,北理工微積分MOOC于2017年被評為首批國家精品在線開放課程。通過對比跟蹤研究,MOOC課程對學生學習效果有明顯促進作用,這一研究成果也被團隊發(fā)表在核心期刊上。
“三大賽”打磨一流人才
“除了高質量的課堂教學外,我們還通過‘三大賽’來錘煉學生的創(chuàng)新精神和研究能力,打磨一流人才。”數學學院副院長李炳照教授這樣介紹,這“三大賽”指的是丘成桐大學生數學競賽、大學生數學競賽和大學生數學建模競賽。
丘成桐大學生數學競賽作為國內最高水平的大學生數學學科競賽,成為數學學院磨礪一流數學人才的頂級“磨刀石”。“丘賽涉及的數學知識和技能十分廣泛,難度與國外知名大學的博士生資格入學考試相當,是為培養(yǎng)數學科研人才打好理論基礎的國內頂級競賽。參加的人數很少,但卻是真正‘高手間的較量’。”曹鵬介紹說。2017年,數學學院5位學生組隊參加團體賽,并成功殺入決賽,與來自北大、清華、復旦和中科大的12支團隊同臺競賽,獲得優(yōu)勝獎。
“一點兒都不能松懈,輔導老師必需要大量閱讀,熟悉題型,還需要跟其他高校教師多溝通,老師的題庫量夠大、知識面更廣,才能更好幫助學生提升競賽水平。”大學生數學競賽主要輔導老師之一的王杰老師這樣介紹。大學生數學競賽,分為數學專業(yè)和非數學專業(yè)兩類,每年參賽學生都有四百多名。“每年四月都通過校內賽選拔國賽選手,之后,輔導老師每周都會布置作業(yè),輔導答疑,持續(xù)半年,賽前還要安排小學期和兩個階段的培訓,全國初賽之后,再指導學生準備三月份的全國總決賽。”長達一年的指導周期,王杰老師說起來樸實無華。
“連續(xù)三年,我每年都聽王杰老師的輔導課,他的培訓內容不斷更新,每年都會有新收獲。王老師一直都是板書授課,每次都寫好幾黑板,講稿也全是手寫,2個小時的輔導課,王老師不知要投入多少精力。” 每每回憶起自己的老師,應用數學專業(yè)2014級本科畢業(yè)生楊成浪感動不已。
數學學院教師主編的部分教材
“報名參加數學建模校內賽的學生非常多,每年大概有300多隊1000名學生,最后約有150隊能夠參加全國賽和美國賽。”大學生數學建模競賽是學校參加人數最多的學科知識競賽之一。“除了平時的單獨指導外,我們在暑期會為參賽選手們安排一周的集訓。全國賽后,緊接著又是美國大學生數學建模競賽。而指導團隊的26名教師都是利用課余時間,長期投身于數學建模競賽的輔導工作。”作為數學建模競賽主要輔導老師之一的李炳照這樣介紹說。
與著重于解題的數學競賽不同,數學建模更像是一個科研過程,學生3人一組,在3天內通過查閱大量資料將實際問題抽象成一個數學問題,并通過模擬仿真來解決問題,以論文形式進行提交。“數學建模的訓練會極大提升學生的實踐創(chuàng)新能力,無論他們進入哪個領域,都是極有幫助的。”在數學學院李學文老師眼里,學生的收獲才是競賽的真正意義。帶著這樣的認識理解,數學老師們積極將數學建模融入到數學課程的教學過程中,還編輯出版了《數學建模優(yōu)秀論文精選與點評》等教學成果,幫助學生拓展數學建模的思維。
聚焦學生創(chuàng)新精神和能力培養(yǎng)這一目標,數學學院“三大賽”格局初步形成,通過舉辦講座、培訓、校內賽等一系列活動,構建了競賽組織、培訓、指導和評價的工作體系,不僅有效提升了校園學術和學習文化氛圍,更為培養(yǎng)世界一流人才打下堅實基礎。
言傳身教、愛學生的數學老師
“你看春晚嗎?”
“我不看。”
“那行,咱接著做題吧?”
“行!”
這是2017年春節(jié)期間,數學學院教師王杰和學生楊成浪用微信相隔千里的一段對話。
王杰(右)與學生楊成浪(左)合影
2016年底,楊成浪成功闖入大學生數學競賽全國總決賽,為幫助回珠海過春節(jié)的楊成浪保持良好的競技狀態(tài),遠在北京的王杰老師也渡過了一個特殊的寒假。“我們每天的日常就是,我做完題給王杰老師發(fā)過去,他改完后再通過電話詳細地給我講解指導,并且針對我的薄弱項,不斷出新的試卷給我發(fā)過來。”那一年春節(jié),38套試卷就成為了師生之間的“新春祝福”。“王老師出一套試卷需要一兩天,每一套他都親自準備、詳細講解,開學之后又立即給我一份上百頁的知識點總結。”這個春節(jié),王杰沒為家里做出任何“貢獻”,“家里過年確實也沒顧上,學生能沖擊這樣的大獎不容易,身為輔導老師必須全身心地去幫助學生。”
2017年3月18日,在第八屆全國大學生數學競賽總決賽中,楊成浪以全國第三名的好成績榮獲決賽一等獎,創(chuàng)造了我校在該項賽事中的最好成績。
立德樹人,學生為本,在數學學院,人才培養(yǎng)不僅僅是高質量的教學過程和創(chuàng)新的教學方法,更是老師們用自己的理想信念、道德情操、扎實學識和仁愛之心為學生們樹立了成長的榜樣。
孫華飛(左)對學生曹越琦(中)、張世強(右)開展學術指導
說起愛學生的數學老師,接觸過“彎腰”老師孫華飛的學生都很難忘記他待人的那份誠懇與謙遜。“孫老師對誰都謙遜有禮,在食堂打飯時,他也會彎腰低頭感謝工作人員。”對待自己的學生,孫華飛絕不是高高在上的教授,而是一位和藹謙和的老朋友。“在與孫老師交流的過程中,我會時刻感覺到自己是被尊重的,孫老師從不會呵斥命令學生,而是會采取一個商量、建議或請求你幫助的方式。”已經是2018級研究生的張世強認為,孫老師的這種“尊重”是他全心為學生、愛學生的體現,“跟著孫老師搞科研是一件特別幸福的事兒,大家都處在一個‘我要做、我想做、我可以做’的極有成就感的科研狀態(tài)下。”而孫華飛談到學生們,卻說自己才是最幸福的:“當時張世強和曹越琦都獲得了北大、清華及中科院的保研資格,但最終他們都選擇留在北理工,跟著我繼續(xù)讀研,學生們這么優(yōu)秀我真的覺得很幸福、很幸運。”
在張世強眼中,是導師孫華飛促成了自己的優(yōu)秀。孫華飛有一句常掛在嘴邊的話:“不能浪費任何一個學生的天賦”,當他發(fā)現張世強在自己的課上表現出出色的數學能力后,就開始加以關注,并有意識地對張世強進行“附加”訓練。“題是越做越難,這就是我們交流的開端。”回憶當初,張世強十分感激孫華飛老師幫他建立了對數學的自信和篤定,“在得知我轉專業(yè)的傾向和猶豫后,孫老師鼓勵我去參加他的討論班,讓我能夠真正在一個‘數學’的環(huán)境中加深對數學的了解。”2015年從計算機學院轉入數學學院的張世強,在2018年本科畢業(yè)的時候,不僅連續(xù)三年成績專業(yè)第一,還獲得了徐特立獎學金特等獎、國家獎學金、“北京市優(yōu)秀畢業(yè)生”等諸多榮譽,更是在國內外多個數學和程序設計競賽斬獲多枚獎項。
數學分析課程師生合影
“數學是培養(yǎng)學生理性思維和邏輯思維的利器,教好數學、傳播科學精神,做好學生的價值塑造,是‘數學人’義不容辭的使命。” 數學學院黨委書記高偉濤這樣說,“圍繞一流人才培養(yǎng)目標,學院始終把握立德樹人根本任務,聚焦人才培養(yǎng)中心工作,著力建設一支卓越的師資隊伍,崇尚實干,狠抓落實,打造一流學科實力,努力為學校雙一流建設做出更大的貢獻。”
在北理工,這堂“數學課”,很精彩!