王月虎1，公维强2
1.南京财经大学 管理科学与工程学院，江苏，南京，210023
2.南京财经大学 应用数学学院，江苏，南京，210023
摘要：数学思维和数学建模能力对于提升管工类专业的原始创新能力具有重要支撑作用。本文以管工类专业的“课程体系与培养方案、数学教学内容的选择、数学建模与数据处理能力的培养”为切入点，给出一些增强管工类专业数学素养的教学改革建议与对策。
关键词：原始创新能力；管理科学专业；数学素养
一、引言
管工类专业主要包括管理科学、质量管理工程、工业工程等专业，其主要培养目标为：使学生能够综合运用数学、信息科学、经济和行为科学等方法解决社会、经济、工程方面的管理问题。该类专业涉及的基础课程主要有：运筹学、系统工程、决策分析、程序语言设计等。这些课程中的许多经典方法通常都可归结为一个数学问题，例如：不动点问题、常微分方程、非线性凸优化问题等。因此，数学对管工类专业的课程体系具有极为重要的支撑作用。
近年来，随着区块链、大数据和人工智能技术的发展，许多高校对管工类专业及其课程体系进行了相应调整，例如：设置了商务数据科学专业，增加了机器学习、模式识别等数据挖掘类课程。这些教学改革在一定程度上改善了学生的知识结构，但从学生就业、考研升学和申请人近些年指导学科竞赛的情况来看，学生的数据分析和管理建模能力并没有显著提高，特别是原创性成果仍相对缺乏。深入分析发现，其根本原因在于：学生掌握的数学工具难以支撑该学科的主干课程，无法满足大数据时代的多元化需求。目前，数学已成为制约管工类专业发展及其原始创新能力提升的关键因素。为此，本文将从管工类专业的课程设置和培养方案等视角出发，剖析其中面临的问题。然后，针对这些问题给出一些提升管工类专业数学素养的教学改革对策，从源头增强学生的原始创新能力。
二、管工类专业课程设置的现状及其存在的问题
目前国内外管工类专业的课程体系主要分为三部分，国内高校一般为公共课、管工专业课和选修课；国外高校为通识课、管工专业课和选修课。这里的主要区别有两点：① 国外管工类专业的通识课比国内公共课的种类更多，覆盖学科更全，如：MIT斯隆管理学院仅通识课程就包括10门自然科学课程、8门人文、艺术和社会科学课程以及4门交流课程等；② 国外高校的课程目标与培养方向更加多元化，如：宾夕法尼亚大学沃顿商学院的本科课程共分为18个方向，包括管理学、运营管理及信息管理等（见[1-3]）。
随着5G时代到来和人工智能的发展，我国管工类学科的发展趋势正呈现如下两方面特点：① 数据科学蓬勃兴起，数学的基础作用日益凸显，新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，科学探索加速演进，学科交叉融合更加紧密。大数据、人工智能、云计算驱动的管理科学问题日益复杂。数学素养直接决定了管工类专业的原始创新能力和核心竞争力。② 国家和企业更加重视基础学科对提升原始创新能力的作用，2019年四部委发文《关于加强数学科学研究的工作方案》，强调数学对管理科学、人工智能、生物科技等领域原始创新能力的重要作用。
基于上述管工类专业的课程设置现状分析，当前管工类专业急需解决的以下三个问题：①课程培养目标与大数据和人工智能时代的多元化需求不匹配；②现有课程体系缺乏“广”而“新”的前沿理论与方法——随着数据科学的发展，现有课程尚未覆盖新的发展方向（大数据、云计算、AI等）；③管工类专业的学生原始创新能力有待提升，数学工具的“深度”和数学素养亟需增强。
三、管工类专业数学素养的提升路径与对策
本节从管工类专业的课程体系与培养方案设计、数学教学内容的选择与优化路径、数据处理能力的培养方法三个角度出发，提出一些提升管工类专业数学素养的教学改革建议与对策。
1.以区块链和人工智能为背景优化管工类专业的“课程体系与培养方案”。当今区块链和人工智能技术迅猛发展，驱动了共识博弈、医疗图像、语言识别等新兴方向的诞生和发展，管工类专业已有课程体系和培养目标已难以应对当今世界出现的新问题。必须在已有的课程体系中增加人工智能、机器学习、智慧物流、网络博弈理论等相关课程。培养学生综合运用管理科学的方法解决管工领域前沿热点问题的能力。
2.融合非线性优化和泛函分析，合理选择管工类专业的“数学教学内容”。
与课程设置的改革相对应，为使学生掌握人工智能、机器学习、区块链中涉及的理论和算法，并在此基础之上进行原创性研究，必须深刻理解相关算法的内在数学理论。而这些理论的本质往往为一个非线性优化问题、或非线性博弈问题等，传统课程设置中的数学课程——微积分、线性代数、概率统计——无法应对上述问题。因此，可通过选修课的方式，为一些高年级的优秀本科生讲授一些非线性优化、泛函分析、微分方程和鲁棒优化等较深层次的数学内容，从根本上提升其原始创新能力。
3.以学科竞赛为平台，提升学生“数学建模和数据处理能力”。管工类专业主要讲授一些管理领域的通用理论和方法。因此，如何让学生切身感受到管工类专业的应用价值十分重要。近年来，创新创业大赛、数学建模竞赛等学科竞赛形式多种多样，为管工类专业的实践教学提供了非常好的素材和平台。管工类专业应充分利用这类学科竞赛，培养学生的数学建模和数据处理能力，激发其内在的创新潜能。
四、结语
在当今百年未有之大变局中，原始创新能力无论对于一个国家亦或一个企业的发展都至关重要。而对于创新能力的培养，其根本在教育，教育的关键在于重视数学等基础学科。我们要在教学中不断深化课程改革，优化数学教学内容，提升学生的数学素养，从根源上培养学生的原始创新能力。
基金项目：南京财经大学2019年度校级教改课题“原始创新能力驱动的管工类专业数学素养提升与课程优化研究”（项目编号：JGY19072）；江苏高等教育质量保障与评价研究2020年度课题“柔性考核驱动的教学质量评价机制与EXCEL实践平台建设”（项目编号：2020-C12）；南京财经大学2019年度校级教改课题“学生学习与发展评价研究”（项目编号：JGY19076）。
参考文献
[1]梅世强,齐二石,王雪青.管理科学与工程学科概念及其体系研究[J].工业工程, 2006,9(2):1-5.
[2] 毕功兵,张鸿猷,费亚磊.世界顶尖大学管理科学与工程类本科生课程体系研究[J]. 教育教学论坛,2019,2(7):166-168.
[3] 毕功兵,陈萍,费亚磊.中国C9高校管理科学与工程类专业本科生课程体系研究[J]. 教育教学论坛,2017,11(48):53-55.