在深圳职业技术大学的课堂上,大二本科生程灏然第一次发现,线性代数不是枯燥的矩阵运算,而是能让工业机器人“看清”世界的关键。“以前觉得运算公式就是纸上谈兵,没想到它能成为机器人的‘火眼金睛’。”他用课堂上学到的矩阵变换成知识,优化了机器人视觉检测算法,摘得中国国际大学生创新大赛全国金奖。
这枚沉甸甸的金牌背后藏着深职大本科教育学院数学教学团队对职业本科数学课程的改革创新:把枯燥公式蜕变为点燃创新火花、支撑大国重器的关键钥匙。
深职大是全国首所基于优质“双高”学校为基础设立的职业本科高校,教学过程中,老师们深知数学是装备制造、电子信息等领域的基石,但现实困境摆在眼前:抽象的理论与专业应用的“脱节”,让不少职业本科学生望而生畏,直呼“学不会”。程灏然就是其中之一。“我们都认为矩阵、向量这些东西只是考试里的公式,对实际用处不大,而且很难,不好学。”为了清除教学中的“绊脚石”,深职大数学教学团队决心让数学“接地气”。
改革从“贴近职业需求”开始。针对教材稀缺的问题,团队编写了适合职业本科的数学教材,比如已由高等教育出版社出版的职业本科《线性代数》《高等数学(上)》。该系列教材以“夯实数学基础、强化应用能力、对接职业需求”为核心,紧密围绕职业本科人才培养需求,从实践角度加深对数学理论的诠释,将高新技术领域中会用到的数学知识融入教材中。
翻开新教材,一股“实战”气息扑面而来:火箭发射中的速度奥秘、计算机算法效率中的极限、医疗影像分析中的微分方程等,高新技术领域的真实应用场景比比皆是,抽象的理论瞬间有了生命力。
针对数字资源不足的问题,团队还依托在线学习平台,建设智慧课程,搭建知识图谱;针对数学中抽象难懂的概念,团队原创设计了70个线性代数和高等数学的二维动画,将复杂知识可视化。投影幕上,矩阵不再是冰冷的数字方阵,而是灵动地分解、组合、变换,演绎着空间转换。有了生动的教学场景,复杂的算法学生一看就懂。
“改革后的线性代数课,和以前的完全不一样,那些复杂的运算能‘动起来’。老师用二维动画演示矩阵变换,我们看着‘方阵’旋转、缩放,就像在控制机器人视角一样。而让我最震撼的是当我把课堂上学到的矩阵知识,应用到机器人视觉检测项目中,竟然真的优化了识别算法!”程灏然表示。
如今,深职大的数学课上,讨论声此起彼伏,线上课件访问量翻倍,考试成绩稳步攀升。更重要的是,知识还变成了创新的燃料。去年以来,同学们凭着学到的线性代数等数学工具,在机器人视觉检测算法等领域大胆创新,摘得中国国际大学生创新大赛全国金奖2项,大学生数学竞赛一等奖,挑战杯全国大学生创新创业竞赛全国铜奖等多个奖项。
深职大数学课的“出圈”经验,引起了全国职业本科院校的关注。青海职业技术大学、顺德职业技术大学等高校前来“取经”,《线性代数》教材被广泛选用。数学团队教师罗葵老师说:“我们希望学生在解方程的同时,也能解锁未来的无限可能。”
编辑 秦天 审读 吴剑林 二审 王雯 三审 甘霖