数理基础教育是工科人才培养的源头底座，深刻影响和塑造学生解决复杂工程问题的能力。面对新工科与人工智能等新兴专业快速发展，传统低年级同质化数理教学缺乏四年贯通，难以持续支撑工科创新人才的培养。本成果统筹数理基础、价值引领与知能耦合，推动数理教育由前置知识传授迈向全程能力支撑，由统一教学供给转向专业需求响应，由单一知识评价升级为多维能力评价，构建了变革性的“数理筑基、思政赋能、多维同育”的创新型人才培养体系。

成果如下：

① 提出了“专业需求牵引、知能耦合递进”的多维协同育人理念

构建“专业需求-数理基础-实验实践-创新能力”的系统映射，搭建贯通四年的数理课程链，引导学生在专业情境中“回溯-调用-升华”数理基础，将同质化通识课打造为支撑专业发展的创新能力长效内核，构筑纵向递进、横向融通的多维育人格局。育人理念在全校49个工科专业中实践，被清华、国科大等70余所高校借鉴应用。学生创新创业大赛获奖数、深造率分别由2014年的60人次和54%升至2025年的258人次和 61%。

② 建立了“图谱联动筑基、三阶聚力赋能”的数理课程体系

面向专业需求搭建知识图谱，精准对接专业培养与数理支撑，构建“通识基础-专业拓展-创新应用”三阶课程体系，建成图谱核心多模态教学资源。牵头建设教育部虚拟教研室3个，建成国家及省部级一流本科课程和优质教材课件14项。慕课辐射230余所高校，超32万人次。

③ 构建了“四维画像识短、因材精准施策”的全过程评价机制

利用北科学堂20个智能体替代传统人工采集，全过程自动归集解析数据，每年为万余名学生精准画像，推送个性化资源60余万条，完成数理能力动态评价与因材施教。基于本体系，主持省部级及以上教改课题20项，产出教研论文71篇。依托该平台实现评价体系数字化升级与决策支撑。

④ 开创了“理工融合立德，一体铸魂树人”的课程思政新路径

构建数理知识、工科场景与价值元素的融通机制，实现科学精神、理性思维与家国情怀浸润内化并贯穿知识学习与能力培养全过程。首创数理基础课教学设计案例集3部，建设500余个专业融合思政案例，建成2个全国党建工作样板支部和3门北京市课程思政示范课程。

解决的主要问题：

① 同质化供给与差异化需求的矛盾：统一教学难以适配各专业、基础和方向个性化需求。

② 低年级筑基与高年级赋能的断链：高年级学生缺乏数理知识调用与回溯机制，导致学过不会用、会算不建模。

③ 结果性评价与成长性砺能的背离：传统评价聚焦期末，忽视建模与迁移等高阶能力。

④ 数理彰严谨与思政润无形的错位：数理课程思政融入表层化，缺乏与理工融合的有机衔接。