摘要：基础数学是支撑国家原始创新与核心竞争力的“强国基元”，面对新一轮科技革命与产业变革，我国基础数学拔尖人才自主培养体系的战略意义空前凸显。本研究基于“新工科”与“产教融合”国家战略，提出“数智赋能、教研 融创、生态协同”三位一体的培养新范式，系统构建了以“问题溯源教学法”与“产业双导师制”为核心的教学实施路径。以华北水利水电大学为实践样本，通过重构课程体系、共建实践平台、创新评价机制，旨在打通从“数学思维”到“产 业赋能”的价值链条。实践表明，该范式能有效激发学生内生动力，显著提升其解决复杂数学问题的能力，为新时代高质量人才培养体系提供了可复制、可推广的有效方案。关键词：数智赋能；产学研协同；基础数学；拔尖人才

一、引言：时代变局下基础数学拔尖人才培养的战略升维

我们正处在一个由数字技术与智能革命定义的“数智时代”，在这个时代，基础数学已不再是象牙塔中的纯粹逻辑演绎，而是驱动科技创新、决定产业能级的“核心算法”。从AlphaFold 对蛋白质结构的精准预测，到现代密码学与金融风险模型的构建，其底层无一不依赖于深刻的数学工具。因此全球主要科技强国纷纷将基础科学，尤其是数学，视为国家竞争力的基石。

面对日益激烈的国际科技竞争，特别是在关键领域遭遇“卡脖子”技术困境的背景下，实现基础数学拔尖人才的自主培养，已成为我国实现高 技自 需求与战略支点，为此，国家出台了一系列纲领性文件。《中国教育现代化 2035》明 ；教育部“基础学科拔尖学生培养计划2.0”强调要“促进学科交叉、深化科教产教融合”；《关于深化产教融合的若干意见》则要求“推动高校将产教融合理念融入人才培养各环节”。这些政策共同指向一个核心目标：打破高校与社会之间的体制壁垒，全面深化产学研协同育人。

全国高校也在积极响应。据统计，截至2023 年，拔尖计划2.0 已分年度在60 余所高校布局建设了 280 余个基础学科拔尖学生培养基地，其中数学基地近50 个[1]，这些基地在产学研合作方面进行了大胆探索。然而，在实践过程中，基础数学拔尖人才的培养正面临三大突出困境：

第一，培养模式“内卷化”，创新能力培养不足。当前，许多高校数学专业的培养方案仍陷于“知识灌输”与“解题训练”的循环[2]。这种“重知识传承、轻前沿探索”的模式，导致学生虽具备扎实的应试能力，却在面对真实、开放的科研与产业问题时，表现出创新思维与应用能力的欠缺。

第二，校企合作“表层化”，产教融合深度不够。据2023 年教育部产学合作协同育人项目平台数据分析，与数学类基础学科直接相关的项目占比不足 6% ，且未能深入到课程共建、项目共研、人才共育的层面[3]。这种“校热企冷”或“合而不融”的局面，使得产业的前沿问题与真实场景无法有效转化为优质的教学资源。

第三，评价体系“单一化”，抑制学生个性发展。现行的学生评价体系仍过度依赖GPA 与考试分数，这种“唯分数论”的导向，难以全面衡量学生在数学模型构建、跨学科协作及解决复杂问题过程中所展现的综合素养与创新潜力。

综上所述，推动基础数学拔尖人才培养模式的系统性改革势在必行，越来越多的学者开展了相关研究（参看文献[4-7]）。本文以华北水利水电大学的教改实践为样本，致力于探索一条能够有效贯通“理论教学-科研训练-产业应用”全链条的创新路径，旨在为我国高等数学教育的深化改革提供一份具有参考价值的有效方案。

二、范式重构：产学研协同育人模式的理论根基与系统架构

基础数学拔尖人才的培养，不是简单的知识叠加或技能训练，而是一个复杂的、系统的社会工程。它需要坚实的理论作为“导航仪”，也需要清晰的架构作为“施工图”。

（一）理论基石：从建构主义到生态协同本文构建的范式，主要植根于以下三大理论

建构主义学习理论：知识不是被动接收的，而是学习者在与环境的交互中主动建构的[8]。传统的数学教学往往将学生视为“空容器”进行灌输，而我们的“问题溯源教学法”正是对建构主义的实践——通过引入来自产业和科研前线的真实、复杂问题，引导学生去思考、探索和建构解决问题的数学模型与知识体系。

情境学习理论：“学习”本质上是“合法的边缘性参与”实践共同体的过程[9]。我们与企业共建的实践基地和“产业双导师制”，正是为了将学生置于一个“实践共同体”中，在参与真实项目的过程中内化专业思维与行为规范。

生态系统理论：借鉴布朗芬布伦纳的人类发展生态学模型，我们将拔尖人才培养视为一个由微系统（课堂、项目组）、中系统（校企合作）、外系统（国家政策、行业需求）和宏系统（时代文化、科技趋势）相互作用的生态系统，只有各个系统层级的要素协同发力，才能形成育人合力。

（二）系统架构：五位一体的育人生态

基于上述理论，我们构建了“课程体系为基、教学方法为魂、师资队伍为要、平台资源为体、评价机制为翼”的五位一体系统架构：

1. 课程体系重构：从“理论孤岛”到“问题矩阵”

纵向打通：打造“基础-进阶-挑战”三层次课程链横向交叉：设计与学校优势工科及前沿产业紧密耦合的“水利+数学”微专业

2. 教学方式创新：从“讲授灌输”到“场景探究”

问题驱动的溯源方法：以真实产业问题为起点，追溯数学原理最新科技成果的对接方法：将教师科研项目和企业技术难题转化为学用结合的建模方法：强化以全国大学生数学建模竞赛为标杆的系统化训练

3. 师资队伍共建：从“单一学术”到“双师共导”

校内导师：负责夯实理论根基，培养数学抽象思维行业导师：带来产业视角、技术需求与工程伦理机制化交流：建立固定的“校企教研活动周”制度

4. 平台资源整合：从“物理空间”到“虚拟孪生”

实体平台：依托已建实验室及与企业共建的实践基虚拟平台：充分利用虚拟教研室，打破时空界限数字资源：构建与产业界同步的“数字工具箱”

5. 评价机制改革：从“一元分数”到“多元画像”

过程性评价：记录项目研讨、团队协作等表现成果性评价：看重项目报告、竞赛获奖等实际成果综合性评语：由校内外双导师共同出具能力评三、实施路径：分阶段推进与多维度保障

为确保“数智赋能”产学研协同育人范式的有效实施，我们设计了系统化的实施路径和全方位的保障机制。该实施路径遵循“试点先行、迭代优化、全面推广”的原则，构建了一个包含四阶段、八模块的完整实施体系。

（一）系统化实施路径第一阶段：顶层设计与基础建设

点完成制度设计、团队建设和资源整合三大任务，为后续实施奠定坚实基础。首先是组织架构的建设负责顶层设计和统筹协调，组建由校内外专家组成的咨询委员会，提供专业指导和质量把关。其次是制度建设与政策配套，出台《双导师制实施细则》，规范导师选聘、考核与激励机制；建立《跨学科课程建设与认定办法》，破除学科壁垒。最后是资源平台的搭建，完成校企合作数据库建设，建成在线协同平台，支持远程教学、项目管理和资源共享。

第二阶段：课程重构与师资培育

聚焦课程体系重构和师资能力提升，形成可复制推广的课程资源包。一方面，对课程体系深度重构，开发“基础层-交叉层-挑战层”三级课程模块，建立动态课程更新机制。另一 系统提升师资能力，开展“双师素质提升计划”，选派教师到企业实践锻炼，建立“名师工作坊”，邀请产业专家和教学名师开展系列培训，组建跨学科教学团队等。

第三阶段：全面实施与过程优化

在试点基础上全面推行新的培养模式，并建立持续改进机制。开展教学模式创新实践，诸如在试点班级全面实施问题驱动教学法，开展“项目式学习”实践，推行“翻转课堂+小组研讨”混合式教学模式；强化质量监控与反馈优化，建立“教学观察-学生反馈-企业评价”三维质量监控体系。

第四阶段：成果固化与辐射推广

系统梳理实施过程中的成功经验和典型案例，形成可复制、可推广的培养模式，建立人才培养质量追踪评估机制，举办成果展示和经验交流活动，与兄弟院校分享实施经验和资源，推动模式在更大范围内的应用。

（二）全方位保障机制

1. 组织保障机制

建立“学校-学院-专业”三级联动机制，确保项目顺利实施。

2. 制度保障体系

构建完善的制度体系，为项目实施提供政策支持；完善教师评价制度，将产学研成果纳入职称评定体系；建立学生创新学分认定办法，激励学生参与实践活动；制定校企合作管理办法，规范合作流程和权益分配。

3. 资源保障措施

多渠道整合资源，三保障为项目实施提供有力支撑。（1）经费保障：设立专项经费，确保项目持续投入；（2）空间保障：建设专用研讨室、创新实验室和实践基地；（3）技术保障：提供先进的教学设备和软件支持。

4. 质量保障机制

建立全过程质量监控体系，确保项目实施效果。（1）前置评估：开展需求调研和可行性分析；（2）过程监控：实施定期检查和不定期抽查；（3）结果评价：建立多元化的成果评价标准。

（三）风险防控措施

在范式实施过程中，主要面临三大风险防控，首先是校企合作风险防控，要建立企业遴选机制，选择优质合作伙伴签订合作协议，明确各方权责利，建立备用企业库，降低合作中断风险。其次是实施过程风险防控，要制定详细的应急预案，建立快速响应机制，并定期开展风险评估。最后是质量保障风险防控，要设立质量红线，建立退出机制，实施动态调整等措施。

四、特色创新举措（一）建立“产学研创”一体化平台

构建集教学、科研、产业、创新于一体的综合平台，实现资源共享和优势互补。

（二）推行“项目贯穿式”培养模式

以真实项目为载体，将专业知识学习、创新能力培养和工程实践训练有机融合。

（三）实施“个性化成长路径”

根据学生特点和发展需求，提供多样化的成长路径和发展机会。

（四）建设“智慧教学环境”

利用现代信息技术，打造支持个性化学习和协同创新的智慧教学环境。

五、结语：从“模式构建”到“生态繁荣”

基础数学拔尖人才的培养是一项系统工程，需要高校、企业、政府多方协同，构建开放、动态、共生的育人生态系统。本文提出的“数智赋能”培养范式，是对新时代“教育、科技、人才”三位一体发展战略的积极响应与具体实践。

学校教学案例的成功实践，证明了地方特色高校的数学拔尖人才培养需依托本校优势工科，与国家重点行业深度绑定，走“以特色带拔尖、以应用促基础”的差异化发展道路，不仅是可行的，而且是极具生命力的。

展望未来，基础数学拔尖人才的培养应将重点从“模式的构建”转向“育人生态的繁荣”。下一步，我们将积极探索人工智能、大数据等数字技术在育人全流程中的应用，推动高水平科研活动与人才培养过程进行更深层次的融合，最终构建一个多元主体价值共创的开放生态系统。

参考文献：

[1] 教育部. 基础学科拔尖学生培养计划2.0 实施情况报告[R]. 2023.

[2] 中国教育科学研究院. 全国高校数学专业课程体系调研报告（2023）[R]. 2024.

[3] 教育部. 2023 年产学合作协同育人项目年度分析报告[R]. 2024.

[4] 史文雷.本科高校科教融汇协同育人机制优化研究[J].高教学刊， 2025， 11（29）：161-165.

[5] Freeman， S.， Eddy， S.L.， McDonough， M. e.t.， Active learning increases student performance in science， engineering， and mathematics[J]. Proceedings of the national academy of sciences， 2014， 111（23）： 8410-8415.

[6] 胡雪红，王茂发，杨宁.数学学科拔尖人才培养模式探索[J].科教导刊， 2025， （01）：12-14.

[7] 吕林海.聚焦“批判性思维”：中国培养拔尖创新人才的文化省思[J].苏州大学学报（教育科学版）， 2025，13（04）：25-39.

[8] 潘懋元，王伟廉. 高等学校课程与教学改革研究[M]. 高等教育出版社，200莱夫，温格. 情境学习： 合法的边缘性参与[M]. 华东师范大学出版社，2004.

基金项目：华北水利水电大学教改项目资助（项目编号：2024XJGXM071；2024XJGXM032）；河南省高等教育教学改革研究与实践项目（项目编号：2024SJGLX0105）；河南省研究生教育改革与质量提升工程项目（项目编号：YJS2025KC03；YJS2026AL002） ；华北水利水电大学学科建设与发展研究项目；华北水利水电大学 2024年高等教育教学改革研究与实践项目（研究生教育）.