教学成果

我院教学成果《“数理筑基·三融创新·铸魂育人” 人工智能驱动的教育教学模式构建与实践 》介绍
作者:董新芳 编辑:张骞 审签: 丁运来 校审: 时间:2026-03-17点击:

1.成果简介

依托甘肃省重点学科—数学和计算机科学与技术、数学博士点、甘肃省教学团队、甘肃省高等教育教学成果培育项目,组建由甘肃省教学名师、全球前2%顶尖科学家、甘肃省领军人才、国家民委领军人才、飞天学者领衔的教学团队。团队将队伍优势转化为人才培养优势,开展教学改革研究,在3个方面取得重要进展:

(1)构建三融创新教育教学新体系。

实现数学、计算机科学、人工智能等领域的思维融合、理念融汇和方法融通,建立“数学基础-计算机赋能-交叉应用”创新教育教学体系。

(2)建立数理筑基教育教学新模式。

夯实数学和计算机类核心课程,驱动学科竞赛引领实践创新。实施多元教学模式,借助AI智慧平台,实现从“以教为中心”向“以学为中心”的根本转变。

(3)实现铸魂育人人才培养新成效。

挖掘思政元素,使课堂教学成为价值引领的高地。构建“价值塑造-知识传授-兴趣激发-思维创新-能力培养”五位一体人才培养新范式。

团队主持省部级教研项目9项、国家级科研项目13项;获省部级奖11项、省部级荣誉称号20项,校级教学成果奖2项;出版著作14部,其中2部入选省级规划教材;发表教研论文23篇,获批省级一流本科课程2门;指导学生获省级奖1300余项,国家级奖60余项。

2. 成果主要解决的问题、解决问题的方法与过程

成果主要解决的问题:

(1)教学模式单一,课堂教学效率欠佳;

(2)教学课时有限,自主学习能力不足;

(3)理论脱离应用,学生学习兴趣不高;

(4)个性培养缺失,创新能力有待提高。

解决问题的方法与过程:

(1)打造高水平师资队伍,实施多元化教学模式团队核心成员由9名教授、6名博士生导师领衔,核心课程由

资深教授担任课程负责人,将最优师资投入本科教学一线,以高水平科研反哺课堂教学。大力推行线上线下混合式教学、翻转课堂与对分课堂,构建“课前自主—课堂互动—课后延伸”教学闭环。通过线上微课、问题导学和同步研讨,打破传统单向讲授模式,增强课堂互动性与知识内化效率,课堂教学效率显著提升。

(2)建立“题库赋能+分层教学+精准帮扶”教学机制

核心课程建设三层题库(基础-强化-拔高)及分层练习体系,拓展课外学习资源。整合优质网络资源,开展线上导学与同步研讨,延伸课堂时空。实施动态学习数据监测与精准帮扶,帮助学生建立课外自主学习路径。依托三层题库与动态学习监测,开展分层教学,满足学生多元发展需求。形成“资源支撑—数据驱动—精准帮扶”自主学习支持体系,学生自主学习能力有效提升。

(3)践行“三融”育人路径,厚植竞赛实践生态

提出“思维融合、理念融汇、方法融通”育人理念,以数学思维与人工智能方法深度融合为切入点,开发跨学科专题与前沿微项目,引导学生在解决问题中体会学科交叉之趣。构建“校内选拔—系统培训—赛后提升”全流程学科竞赛体系。联合校内外专家与企业导师,开展分阶段模块化竞赛训练,涵盖算法实现、工程落地、团队协作等能力培养,锤炼创新能力。将竞赛训练融入实践教学,打通课堂知识到工程应用的通道,让学生在“做中学、赛中练”中激发学习兴趣。

(4)构建课程思政体系,落实立德树人根本任务

建设包含“科学家精神”等主题的课程思政案例库,将思政元素融入课堂教学,将价值引领融入专业教学。在极限理论中引导求真精神,在数学建模中强化科技报国意识,通过案例讨论与实践反思,实现价值引领、知识传授与能力培养协同,为以上教学改革提供价值根基。

以上举措协同联动:名师与多元教学破解效率难题,课程资源支撑自主学习,竞赛实践激发兴趣,三融路径与分层培养提升创新能力。实施以来,学生课堂参与度、自主学习能力显著提高,竞赛成果持续增多,创新素养明显增强,为培养具有扎实数理基础、跨学科能力与社会责任感的人才奠定了坚实基础。

3.成果的创新点

(1)构建三融育人体系,夯实数理根基

以人工智能技术为驱动,立足数理学科育人特色,提出“思维融合、理念融汇、方法融通”的三融育人路径。通过将数理逻辑思维与人工智能创新思维深度融合,融汇“学生中心、产出导向、持续改进”理念与智能教育理念,融通混合式教学、数智化题库训练、学科竞赛赋能等多元方法,构建数理筑基、智能赋能的新型教学模式,为理工类学科教育教学改革提供可复制、可推广的实践范式。

(2)实施多元教学模式,提升教学质量

以“激发兴趣、夯实基础”为育人原则,构建并人工智能赋能的实施人工智能赋能的线上线下混合式教学、翻转课堂与对分课堂等多元教学模式。通过人工智能技术打造开放、个性化的学习平台,实现精准化学习路径推荐与智能辅导,有效促进学生沟通能力、协调能力、自主学习能力和团队合作意识的培养,实现个性化发展,全面提升教学质量。

(3)开展课堂有效延伸,促进自主学习

为提升学生自主学习、创新与教学能力,聚焦数学类、计算机类课程进行改革。在传承传统课堂优势基础上,深度融合课前智能预习推荐与学情分析、在线学习数据追踪与智能反馈、AI课后个性化答疑与辅导、智慧阅读拓展与AI辅助研讨等环节,构建“五位一体”的AI赋能课堂教学延伸模式。通过人工智能技术实现学习全过程的精准诊断与资源推送,旨在探索出一套有效提升课程质量、发展学生能力的可行方案。

(4)建立课程分层题库,实现差异培养

建立《线性代数》AI辅助分层次题库,涵盖基础知识、加强知识和考研发散知识三个动态更新层级,并依据学生学习数据智能优化题库。通过智能算法精准推送个性化训练,构建自适应学习路径,既满足基本训练需求,又促进层次化学习。题库系统支持教师智能组卷与学情诊断分析,实时跟踪学习状态与练习效果,生成可视化报告,为分层分类教学提供精准数据支撑,有效实现差异培养与资源共享,全面提升教学效果与学生自主学习能力。

4. 成果的推广应用效果

(1)多元教学模式局面形成,示范效果显著

从最初的QQ群、微信群等线上平台到目前比较成熟的雨课堂、学习通等线上教学平台,使得我们的线上线下资源融合的混合式教学模式得以完善运行。近四年,数学类计算机类课程均开展了混合式教学模式,受到学生一致好评,取得良好效果。这对其他类别课程具有示范效果。

(2)题库惠及全校理工科学生,学生受益面广核心课程的分层题库及学生在线学习行为数据跟踪,为今后教学提供了丰富资源,促进学生的专业发展。依托三层题库与动态学习监测,开展分层教学,一定程度实现了最佳学习目标。成果涉及的核心课程惠及全校理工农医类及经济管理类学生,近四年约1万余人。

(3)教学效果显著提高,人才培养成效显著

2022-2025年学生培养质量逐年稳步提升。学生成绩总体稳步提高,数学专业学生考取研究生人数和比例逐年提高。学科竞赛取得显著成效和重要突破。全国大学生数学竞赛2015-2021年共获省级奖96项,年均约14项,国家级奖为零;2022-2025年获国家奖11项,省级奖400余项,年均68项,质量和数量双线逐年稳步提升。学生在数学和计算机类学科竞赛获省级奖1300余项,国家级奖60余项。2025年学生西北民族大学获全国大学生数学建模竞赛国家一等奖1项,实现学校参加该项竞赛32年以来国家一等奖零的突破,同时全国大学生数学竞赛决赛首次实现赛事高年级组与低年级组同步斩获国家奖的历史性突破。

(4)理论实践成果丰硕,发挥“思想库”作用

项目实践四年以来,理论与实践建设成果显著。发表教研论文7篇,出版教材3部、专著4部,其中2部教材入选省级规划教材,获校级教学成果奖2项,完成国家级科研项目5项,相关成果为同类型高校教学改革提供了可借鉴范式。获批甘肃省一流本科课程2门、校级课程思政示范课程5门、创新创业教育示范课程2门。数学与应用数学专业获评校级课程思政示范专业,数学拔尖学生培养基地获批立项建设。计算机科学与技术作为甘肃省创新创业教育试点改革专业持续发挥改革先锋作用,为区域高校创新创业教育改革提供实践范本。

(5)成果受益面越来越广,成果效果日益显著

在成果实践应用过程中,团队获省部级教学奖4项、获批甘肃省高等教育教学成果培育项目2项、获校级教学奖6项,团队成员获甘肃省领军人才、国家民委中青年英才、甘肃省陇原青年英才等荣誉称号,依托成果主要完成单位西北民族大学和西北师范大学获批2个甘肃省高等学校省级教学团队。

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