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基于课程思政的技术应用型本科院校《高等数学》教学改革研究与实践
摘要:高等数学课程是技术应用型本科院校最重要的数学基础课,支撑工科专业的人才培养。在新工科背景下,本文探索了如何在工科高等数学课程教学中融入思政,分析了高等数学课程思政教学改革的思路,明确了课程思政育人元素,重塑了课程目标,重组了课程内容,整理了思政案例,明确了实施路径,为技术应用型本科院校高等数学课程改革提供了新思路。
关键词:课程思政;高等数学;育人元素;思政案例
当今时代我国进入高速发展阶段,是全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之后,乘势而上向第二个百年奋斗目标进军的时代。我国全面建成社会主义现代化强国必须强化人才支撑,在国内国际环境背景的基础上,高等教育要以“树人为核心、立德为根本”,全面推进课程思政。
《高等数学》课程在技术应用型工科院校的人才培养体系中有重要的知识基石和价值引领的作用,是工科各专业课程的先修课,也是在各个学科领域中进行理论研究和实践工作中最重要的数学公共基础课,因此围绕课程思政对《高等数学》课程开展教学研究与改革,对于工科院校人才培养起着重要的作用。对于技术应用型本科高校,重点培养高等技术应用型人才,因此高等数学课程思政的探索与实施过程与综合类、师范类、军工类等高校有一定的区别。本文主要结合笔者所在高校《高等数学》课程的教学改革,对技术应用型本科高校《高等数学》课程思政教学改革进行探索。
1.技术应用型本科高校融入课程思政的高等数学教学研究目标
笔者所在高校上海电机学院是一所技术应用型本科院校,学校坚持“技术立校,应用为本”办学方略,坚持产教融合特色发展道路。学校人才培养秉承立德树人根本宗旨,致力于培养专业基础知识扎实,具有较强的工程实践与创新能力,善于解决复杂工程技术问题,扎根工程实践和生产一线的卓越现场工程师。
围绕学校人才培养目标,高等数学课程的思政教学改革研究将秉承“以学生发展为中心,以知识应用为导向”的教学理念,从“理论、应用、创新”三个维度对《高等数学》课程思政教学改革进行全方位的探究,明确技术应用型高校《高等数学》课程思政的内涵,探索《高等数学》课程思政育人的维度、课程思政实施的路径、课程思政教学案例,围绕“应用为本、德育为先、研学融合、持续改进”的思政教学理念,探索如何在课堂教学中有机融入思政,对技术应用型本科院校高等数学课程思政进行系统探索,提出符合新工科背景下工科高校人才培养目标的《高等数学》课程思政实施模型。
2.技术应用型本科高校融入课程思政的高等数学教学改革思路与方案
《高等数学》课程思政教学探索坚持“以学生发展为中心,以知识应用为导向”,围绕公共基础课支撑专业人才培养的改革目标,在教学过程中开展“五融合”循环教学,即“融合教学目标、融合教学内容、融合教学活动、融合课程评价、融合课程资源”,选取工程应用案例,紧跟产业发展趋势和行业发展需求,让学生在“学中用、用中学”,并通过教学实践开展教学反思,迭代更新案例,以提高学生利用数学知识综合分析和解决工程实际问题的能力。
具体改革思路如下:
(1)从五个维度出发系统探索思政元素。从思政案例出发,引导学生思考定义的建立过程和定理的形成过程,培养学生的数学思维及知识应用能力。在思政元素探索上,结合工科院校工程教育规律,将科研、教学、人才、创新等案例动态融入教学,使育人过程中不仅有工程教育的“血肉”,更有思政教育的“灵魂”,真正做到融盐于物、润物无声。
(2)结合工程教育培养和工科各专业对高等数学的要求、学生毕业要求及学情分析,从数学实际应用性出发,重塑课程目标,重组教学内容,融入价值导向、融入工程素养、融入系统思维及工业文化,为专业课程的学习筑牢根基。
(3)分模块创建课程思政案例库,结合学校特色和专业设置,充分发挥课程服务于工科专业需求的育人功能,围绕课程目标及学生专业背景设计课程思政案例库,选择与知识点相贴合的案例,让数学贴近生活,德育、智育与美育并重,讲好数学故事、数学家的故事、中国故事、中国人的故事等,理清思政内容与课程知识的契合点,培养学生的家国情怀、科学素养、创新精神、辩证思维,充分发挥思政功能在课堂教学改革中的作用,以更好地达到协同育人的效果。
(4)结合数字时代人才培养需求,探索AI赋能高等数学教学改革,充分利用现代信息技术辅助教学,建立网络教学平台,丰富网络教学资源,构建多层级立体知识图谱,通过信息技术与课堂教学活动融合创新,开展课程教学活动和学习评价,助力“以学定教”,实现“教学可视化”。
(5)建立多元化考核评价体系(多目标、多方式、多主体),针对课程内容模块制定课程评价标准,围绕思政目标开展教学反思,持续改进,迭代创新,将课程思政融入模式和案例在同类工科院校辐射推广。
3.技术应用型本科高校融入课程思政的高等数学教学研究内容
(1)明确《高等数学》课程思政元素
结合《高等学校课程思政建设指导纲要》中数学类课程的思政建设目标及技术应用型本科高校工科人才培养特色,根据高等数学课程内容体系充分挖掘思政元素,高等数学课程思政目标如下:
(2)重塑课程目标 提升课程的高阶性
以布鲁姆教育理论指导课程教学设计创新,实现高阶认知与低阶认知的合理衔接和良性互动,培养学生用数学知识解决复杂工程问题的能力,具体目标和实施思路如下:
(3)重组课程内容 提升课程的创新性
将高等数学内容模块化重组,搭建内容知识框架导图,并将章节内容进一步模块化。在内容重组中,对每个知识模块设计一个“故事”,将整个一元函数微积分及多元函数微积分的课堂设计为一个“系列”模块,融入科学素养和课程思政,设计实践性训练内容,全面培养学生综合能力,以实现数学与工科专业交叉融合。图1展示了本课程一元函数微积分模块的内容重组及教学设计流程。
(4)梳理《高等数学》课程思政案例库
对照《高等学校课程思政建设指导纲要》里对数学类课程思政的要求,将《高等数学》一元函数微积分、多元函数微积分等章节按照内容进行模块化重组,结合课程思政元素充分挖掘素材,分类型建立高等数学课程案例库,具体包括中国故事案例库、哲学原理案例库、科学精神案例库、思想品格案例库,对每个案例库融入的思政元素进行模块化系统化梳理,下表列举了案例库的部分案例:
(5)加强课程网站建设及师资团队建设
课程团队在超星学习通建立了高等数学课程在线学习平台,已完成微课视频(20个)、课堂教学视频实录(8个)及全部课程内容的自建教学视频(2336分钟),建立了教学课件一套、电子教案一套、MATLAB实验案例课件一套、习题案例集20套、章节作业测试题20套、试卷库20套,涵盖3000道习题。习题集知识点覆盖全面,题目类型分为基础题和综合题两个模块,基础题模块是属于学生必须掌握的基础知识和微积分计算方法,综合题模块融入工程应用题和建模应用题,拓宽学生的数学应用能力。
融合了课程思政和工程案例的高等数学教学改革也提升了师资团队的教学科研能力,课程团队老师主持上海市高校一流本科课程、上海市高校重点课程、获得上海高校教师教学创新大赛一等奖、上海高校青年教师教学竞赛三等奖等多项奖励。团队围绕“提升课程两性一度—持续开展教材建设—提升教师团队教学能力”的建设思路,以“名师+团队”模式组建了校级工作室,全面推进师资团队建设、教材建设,凝练成果形成特色,推动学校数学基础课程教学质量持续提升,助力工科应用性人才培养。
6.结语
在技术应用型本科院校开展融入课程思政的高等数学教学改革,增强了数学基础课程对工科人才培养的支撑度,实现了服务工程领域的实践创新,对工科专业工程教育认证也提供了数学支撑。我们将在课程教学改革中进一步完善课程思政融入的方式,持续思考如何考查思政目标的达成度,探索产教融合的融入点及融合机制,并在同类型工科院校辐射推广。
参考文献:
[1]朱泰英,武文佳,欧阳庚旭.高等数学[M].北京:中国铁道出版社,2023.07.
[2]同济大学数学系.高等数学[M].北京:高等教育出版,2014.07.
[3]徐秀娟,王玮.“新工科”背景下融入课程思政的高等数学教学研究[J].山东农业工程学院学报.2022(6):120-123.
[4]李倩,刘丹,吴小英.高等数学融入课程思政的教学实践与探索[J].大学教育.2024(12):87-91.
作者简介:武文佳(1985-),女,蒙古族,博士,副教授,主要研究方向:计算数学。
课题来源:
1.中国高等教育学会2023年度高等教育科学研究规划课题“基于课程思政的技术应用型本科院校《高等数学》教学改革研究与实践”(课题编号:23SX0420)
2.2024年上海高校一流本科课程《高等数学A》
3.2024年上海电机学院数智课程建设项目《高等数学A》
4.2023年上海市高校重点课程《MATLAB基础与应用》建设项目