1. 针对同质化供给与差异化需求的矛盾，基于图谱牵引，构建“数理筑基”的三阶课程新体系。

依托“北科学堂”平台，建立四维映射模型，识别数理基础与专业能力的关键支撑点，明确知识调用路径与教学重点；配套建设专业案例库，可视化呈现知识颗粒、课程链条和专业支撑关系，实现知识关联、课程衔接与学习路径可追踪。

图6  图谱牵引，构建“数理筑基”的三阶课程新体系

面向专业差异化需求，构建三阶课程体系。通识基础强化数学、物理底层逻辑；专业拓展对接材料、信息、能源等方向，嵌入高阶内容与应用案例；创新应用面向竞赛、科研训练和毕业设计，动态更新教学资源与实践任务，推动数理课程由同质化通识供给转向面向专业发展的高阶能力支撑体系。

以5门通识基础课为例，贴合不同授课对象的需求，在课堂学时、教学内容、授课方式等方面差异化开设课程合计47类（高等数学12类、线性代数7类、概率论与数理统计7类、大学物理11类、大学物理实验10类）；自2014年起，先后为材料国际班、工科试验班、材料高精尖班、机器人科创班、纳米实验班、材料智能技术班、碳中和创新班量身打造了适配专业需求的数理基础课程体系。

2. 针对低年级筑基与高年级赋能的断链，通过多维同育，打造“知能耦合”的全周期育人新生态。

根据学生在成长周期不同阶段的认知特点和实际需求，制定了纵向贯通的知识能力进阶体系：前期夯实数理基础，中期依托数学模型等课程推动数理方法向专业场景迁移，后期融入即时数理微模块，促进学生创新实践，依托优质慕课、虚拟仿真实验等混合教学方式，打破传统课堂的时空边界；实现课程、竞赛、教研、实践、科研的五方协同，推动学生在真实问题中回溯数理基础、调用数理方法、升华创新能力。

围绕学科基础、专业知识、实验实践与创新能力四个维度，推进教材、资源、模式和平台的协同建设，将学科竞赛项目转化为课程论文选题，将科研成果转化为综合性实验项目，在赛教融合、科教融汇的过程中，切实提升了学生的实践创新能力，服务于全校49个工科专业的建设需求与人才培养目标。

图7  多维同育，打造“知能耦合”全周期育人新生态

3. 针对结果性评价与成长性砺能的背离，利用数智赋能，构建“精准画像”的全过程评价新机制。

充分利用人工智能工具，从前述的学科基础、专业知识、实验实践与创新能力四个维度对学生进行精准画像，依托智慧课程、在线考试系统和数字化管理平台，融入AI智能体，汇聚全过程数据，精准识别学习短板与能力差异，生成动态能力画像，形成成长评价体系，推动评价向全过程、多维度、发展性转变。

面向学生个体，智能体依据能力画像，匹配资源、训练任务和发展建议，生成个性化学习路径，支持教师差异化指导；面向教师群体，提炼共性问题与高频短板，反哺课程内容、教学方法、资源配置和考核方式优化，形成数据采集、画像诊断、个性推送、反馈改进的闭环，为人才培养和学生个性化发展提供数据支撑。

图8  数智赋能构建“精准画像”全过程评价新机制

4. 针对数理彰严谨与思政润无形的错位，加强理工融合，构建“价值浸润”的课程思政新路径。

数理基础课程是全校理工科专业的必修通识课，是大学课程思政教育的重要战场。围绕核心知识体系，系统挖掘和设计课程思政切入点和切入方式，将课程思政无痕地融入教学内容，让学生在学习过程中体会科学精神、理性思维、工程伦理与家国情怀。建立了课程思政案例清单，将数理知识融入工程情境，在课堂中通过问题引入、案例分析、实验探究和小组讨论，在数理知识、专业问题、价值元素与教学活动的深度融通过程中，实现了对学生的价值浸润。

依托案例库、示范课程、教学竞赛与“理学之美”平台提升教师育人能力，通过朋辈指导、科研训练、竞赛实践与项目驱动，将价值引领贯穿学生成长全过程，形成课堂有融入、课外有支撑、教师有提升、学生有体验的协同育人格局。

图9  课程思政与专业应用案例库素材示例