今年1月，作为目前国内社会资金资助基础科研力度最大的公益项目之一的“新基石研究员项目”公布了首期获资助名单，数学有7位杰出科学家成为首批新基石研究员，最年轻入选者是上海市核心数学与实践重点实验室教授刘钢。
想必大家都很好奇，
上海市核心数学与实践重点实验室
到底是一家怎样的实验室呢？
实验室立足上海、面向全国，
围绕核心数学和社会需求
开展科学研究
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核心数学前沿基础问题研究
聚焦数学前沿问题，做出原创性的数学研究成果，推动数学基础理论的发展，为拓展人类数学知识边界贡献智慧；
问题驱动的应用数学研究
精准对接国家战略，以数学的新理论、新技术、新方法，为新兴产业的发展提供更坚实的支撑，为上海城市转型提供更强劲动力；
具有中国特色的数学教育研究
服务国家和上海拔尖创新人才早期发现和选拔培养，形成纲领性的数学教育发展指导意见，提升整个国家数学教育研究水平和人才培养质量。
01
研究核心数学中的关键问题
鼓励探索和提出新概念、新理论、新方法
随着人工智能时代的到来，社会和科技发展对数学的需求导致数学研究内涵快速扩展，呈现出交叉融合的趋势。上海市核心数学与实践重点实验室关注国际当前活跃的前沿和主流方向，特别是具有发展潜力和重要意义的新方向和新领域，具有重要学术价值和影响的重大问题和猜想，做出了一系列具有国际影响力的出色工作，其中几何与拓扑团队、代数学团队的表现尤为亮眼。
实验室几何与拓扑团队涵盖复几何、几何分析、微分几何、低维拓扑等诸多主流研究方向，在单值化猜想、指标理论与K理论、拓扑不变量等具体课题上取得了多项重要突破，在国内外产生了很大影响力。目前团队包含国际数学家大会（ICM）45分钟报告人1名、国家级人才计划入选者4名，国家级青年人才计划入选者1名，主持国家自然科学基金重点项目1项。团队成员刘钢获得科学探索奖、霍英东青年科学奖一等奖等重要奖项；刘博与合作者解决了一个长期悬而未决的问题，给出了η-不变量的局部化公式，成果发表在数学四大顶级期刊之一的Invent. Math.（2020）。
实验室代数学团队主要涉及曲线模空间、代数曲面纤维化、代数曲面叶状结构、霍奇理论、朗兰兹纲领、模形式和自守形式、q-级数、量子群与Kazhdan-Lusztig理论、模李（超）代数表示论、顶点算子代数、代数表示论与同调代数等多个方向，拥有国家级高层次人才计划入选者1名、国家级高层次青年人才计划入选者4名，研究成果发表在J. Eur. Math. Soc.、Mem. Amer. Math. Soc.、Ann. Sci. Ec. Norm. Super.等重要数学期刊上，连续主持国家自然科学基金重点项目2项。团队成员谈胜利、刘治国分别获得教育部自然科学一等奖（2020）和二等奖（2019）。
02
做中国特色数学教育的理论与实践研究
为建设数学强国提供支撑
上海市核心数学与实践重点实验室主任熊斌告诉记者，实验室数学教育团队积极聚焦不同国家高中数学教材的比较研究、中国学生数学核心素养研究、全国中学生数学竞赛优秀获奖学生回溯研究等主题，展开中国特色数学教育理论与实践研究，为建设数学强国、教育强国提供新的动力。
通过对国际比较视野下中国高中数学教材和中国学生数学素养的发展现状的研究，为中国基础教育阶段数学课程标准和教材修订提出了前瞻观点和发展建议，引领中国数学教育研究的前沿进展。
熊斌主任介绍，
实验室科研团队关于各国高中数学教材的比较研究，自2010年启动以来，在国内外期刊上发表多项突破性研究成果，不断推动形成教材比较研究的全球新热潮。最近又推出系列新成果，为中国高中数学课程标准和教材修订提出了前瞻观点和发展建议。
近年来，
学生“数学素养”培养成为
国内外数学教育研究和
课程改革的关键词。
数学素养的内涵
有着什么样的发展历程？
学生的数学素养到底如何评价？
实验室徐斌艳团队从认知与非认知双重因素入手，开展了引领性和开拓性的研究，提供了除国际学生评估项目（PISA）之外又一项更全面了解中国学生数学学习表现的参考体系。相比于PISA仅关注学生的认知因素，研究团队特别注意到了自我效能、自我评价等非认知因素在数学素养中的特殊作用。
团队首创
“数学素养的认知与非认知测评体系”，
结合具体的数学内容，
由一系列数学素养测评任务和
一整套编码体系构成，
目前已面向7000多名
八年级中国学生完成了实践应用。
与此同时，团队还基于对中国数学素养演变与发展的历史研究，构建了数学素养框架，从“数学问题提出、数学问题解决、数学表征与转换、数学推理与论证、数学建模、数学交流”等维度，深层剖析中国数学课堂教学中数学活动的特点。
目前国际数学教育界关于非认知的研究仍处于起步阶段，科研团队将数学学习的非认知因素与认知因素相结合，分析学生的数学素养，这样的创新研究为中国研制数学课程标准提供了指导，也为全球数学教育研究者和实践者更全面深入理解中国数学教育提供了重要参考。
2021年，第14届国际数学教育大会（数学界三大会议之一）在华东师范大学成功举办，实验室范良火教授、熊斌教授受邀做大会45分钟报告。大会期间，实验室发布了两项数学教育科研重要成果，即王建磐团队成果《国际比较视野下中国高中数学教材》和徐斌艳团队成果《中国学生数学素养的发展现状》。这两项成果均以全英文著作的形式出版，揭示国际比较视野下中国高中数学教材和中国学生数学素养的发展现状，引领中国数学教育研究的前沿进展，吸引了国内外数学教育界的广泛关注和高度评价。
03
数学成果落地应用智慧港口建设
服务国家重大工程建设
据介绍，实验室优化控制团队在图划分理论、图控制集理论和算法、图像填充、分布式协同算法等方面取得了重要成果：
彻底解决了超图领域的线性路划分猜想和4-连通图的结构刻画；
给出带权值树状图的电力控制集的线性时间算法；
提出变换域图像填充的新算法框架；
建立了分布式随机逼近型算法均方和依概率1收敛的充要条件和收敛速度与网络图参数的定量关系。
并将这些理论结果应用于智慧港口操作系统研发，为中国智慧港口世界领先做出重大贡献。
该团队承担“洋山四期自动化码头操作系统研发”任务，首次用带权值树状网络建立数学模型，以图的控制集等理论研究成果为基础，创造性地采用分层设计和动态规划相结合的方法突破全岸线桥机调度规模大、计算难、堆场出箱不均匀等瓶颈，给出桥机调度和自动配载模块秒级别的有效优化算法，完成了洋山四期自动化码头智能操作系统中核心关键模块的研发。该成果被基金委列为“十三五”数学应用的两个标志性成果之一。洋山四期自动化码头是全球最大、智能化程度最高的单体全自动化码头，拥有中国第一款自主研发的港口智能化操作系统，团队参与的洋山港建设工程获得2020年度上海市科技进步奖特等奖。
在洋山自动化码头建设取得成功的基础上，该团队又承担唐山港智慧生产建设项目。唐山港是中国最大的散货港口，是国家一带一路战略重点建设的枢纽港口。团队通过对带位置偏好的二维带状装箱问题的研究，设计了带航道约束的自动指泊系统。通过分数矩阵建立散货堆场的规划模型，设计了具有实时调度功能的散货库场垛位选择和转运算法。团队开发的唐山港集团运营云平台服务管理系统上线使用后唐山港泊位利用率提高16%，堆场利用率上升9%。
上海市核心数学与实践重点实验室
依托单位：华东师范大学
立项筹建：2013年9月
实验室概况：
实验室集聚了一批海内外优秀数学人才，聚焦核心数学创新研究，深度服务上海科创中心建设，为中国数学学科发展和人才培养做出独特贡献。
重点实验室是上海市科技创新体系的重要组成部分，是组织高水平科学技术研究、集聚培养优秀科技创新人才、开展高水平合作交流的创新策源基地。重点实验室的主要任务是面向国家与本市重点发展战略领域，开展基础研究、应用基础研究和前沿技术研究，获取创新成果和自主知识产权，打造创新策源和人才高地，构建具有本市特色的科技创新实验室体系。
沪小科将带您陆续揭开
这18家上海市重点实验室的“神秘面纱”
