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基于课程思政的高等数学教学探索与实践

唐建民
  
天韵媒体号
2025年1期
重庆工商大学派斯学院

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摘要:高等数学课程在传授学生数学基础知识的同时,也要培养学生崇高的思想品德,实现全程、全方位地提升学生的综合素养.本文重在探索将课程思政与高等数学课程相结合,突出高等数学的应用价值,从修订课程目标、重构课程教学内容、创新设计教学过程、课程整体评价等方面系统地、全方位地将课程思政(包括理论知识、价值理念、精神追求等)有机地融入高等数学教学过程当中.以构建全员、全程、全课程育人格局,潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生正向影响.

关键词:课程思政;高等数学;教学探索

一、研究现状分析

课程思政是新时代背景下人才培养的新需求,是现代高等教育教学的重要导向.习总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上强调:“把思政工作贯穿教育教学全过程,以立德树人为中心,把爱国主义和意识形态教育工作作为高校教育教学的重要工作来抓,实现全程育人,全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展的新局面”.

高等数学作为理工科及部分文科专业的基础课程,涉及面非常广,影响面自然也大.高校数学教师,在传授数学知识、培养逻辑思维和问题解决能力的同时,将思想政治教育有机地融入高等数学课程中,有助于学生在掌握数学基础知识的同时,也能协同思想政治理论课提升学生的综合素养,让学生树立正确的世界观、人生观和价值观,培养学生的科学精神、创新精神和社会责任感.

短短数年,随着逐渐兴起的课程思政研究热潮,高校教师从不同专业、不同研究角度探讨了课程思政如何有机融入专业课程等问题,并在课程思政,课程设计与教学方法等方面取得了一定的成效.目前,全国很多高校业已打造出属于自己的拥有专业特色的课程思政体系,但针对高等数学课程,还存在以下问题:1.目前高数课程基本上都依赖于传统的教学模式以及单一讲授的授课方式,这不能完全满足社会对当代大学生能力的新需求,也不能高效地达到教书同时也能育人的双重目标.2.高等数学课程本身知识背景深厚、理论十分抽象晦涩难懂、学生难学,教师难教,课堂教学气氛生闷,学生根本提不起兴趣,教学效果不太理想.将课程思政融入高等数学课程不失为一种打破现状的教学探索,具有创新的课程教学设计也是改变沉闷的课堂提升学生学习兴趣的一种有效举措.而打造课程思政与高等数学有机融合的完整教学体系,还需要以立德树人为目标,深入挖掘高等数学课程思政元素,创新性创建课程设计并建立合理的评价机制为任务.总之,高等数学有机融入课程思政的教学革命还未结束,我们还需努力.本文以学生为中心,基于steam教育理念,以实际应用能力与高等数学教学相结合,从教学目标、内容、课程设计等方面系统地进行教学改革.重点突出高等数学的应用性,培养学生的创新性思维和实际应用解决问题能力.

二、精心修订教学目标

学以致用是众多高校特别是民办高校的办学定位,也是高等数学融入课程思政的核心要素之一.与传统教学目标相比,本文重点突出理论联系实践,着重以培养动手操作,解决实际问题的能力为教学目标.精心设定以知识水平、能力培养、情感态度与价值观的“三维目标”,最终实现立德树人,三位一体的育人目标.为此,将高等数学课程总体目标修订如下:

1.知识目标:理解高等数学的导数、微分、积分等基本概念,能运用高等数学基本理论与运算知识,为办公或专业软件使用、人工智能学习、程序编程搭建最底层的逻辑思维与算法思想.2.能力目标:了解高等数学前沿研究进展,培养数学抽象、逻辑思维、应用及创新能力.3.素质目标:厚植数学家爱国情怀,帮助培养批判创新精神,建立正确的职业观、人生观、价值观.重点注重理论与应用相结合.在实践教学过程当中,本课程在原来仅有理论教学内容的基础上增加高数Matlab数学实验教学.在培养数学理念思维能力的基础上,也能适应新工科时代背景下的新要求,培养学生数学应用能力,为数学经济提供技术支撑,将高等数学理论应用到大数据技术和产业、高性能科学与工程计算,人工智能与医疗健康等方面.让数学更加贴近社会、贴近科技、贴近大众.

三、深入挖掘思政元素

目前大多课程融入课程思政的方法是先对课程内容进行梳理,挖掘课程思政元素,再寻找能够进行课程思政的融入点,最后组织实施课程思政课堂教学.本文创新之处在于采用双向设计融入课程思政:一方面如传统的方法一样,对课程内容进行梳理,挖掘课程思政元素,寻找融入点有机融入.另一方面,逆向思考高等数学课程包含哪些可挖掘的课程思政元素,先确定好课程思政目标,再以此为引探寻各个章节中哪些知识点与之相契合,最后再进行教学设计,实施课程思政教学,以达到思政元素自成一个有序、完美的体系,最终实现教书育人,立德树人的目标.

针对高等数学课程.笔者从以下三个维度挖掘课程思政元素,达到充分发挥课程的育人功能,促进学生“知识、能力、价值素养”协同发展.

1.科学家的榜样精神、身心感召

通过与课程相关的中国元素与科学家高尚的理想信念和无私奉献的精神,揭示数学理性和创新批判精神,培养学生文化自信、家国情怀,激励学生砥砺奋进,使命担当.

2.职业素养、使命担当

专业不同,高校人才培养方案也有不同.针对不同专业,挖掘不同的课程思政元素,恰恰体现了育人的针对性与差异性.如对于我校计算机相关专业,高等数学应成为人工智能、大数据技术等新工科前沿科技的基础.所以在高等数学讲授过程中,不仅仅要告诉学生数学方面的基本理论,还可以穿插高等数学在前沿科技方面的应用,培养理工科学生学以致用,坚持创新的职业能力.

3.真善美的追求

引导学生由多角度探索数学的真善美,延伸到为人处事的真善美,心灵洗涤.

四、创新性课程思政融入

课程思政是一项近些年刚兴起不久的研究课题,很多研究都处于探索阶段,课程思政不合

理的融入方式往往会出现很多的弊端.针对以往存在的弊端,个人认为,课程思政融入需做到“少”,“精”,“深”,“正”,“序”,“妙”六字真言.少:一堂课思政融合点可以少点.正所谓劲往一处使,效果会更好.思政融合多点呈现只会掩盖课程专业教学的系统性,让学生抓不住重点,最后“竹篮打水到处漏”.精:思政融合元素需精挑细选.如果只要沾点边就随意融入,只会显得牵强、生硬,毫无育人效果,甚至适得其反让学生引起抵抗情绪.深:思政融合内容得有深度,这样才能发挥较强的引领作用.正:课程内容与思政内容正好处于“一条线”上,不能偏离太远.出现似是而非的情况,说服力,感染力都要大打折扣.序:思政元素要有序形成一个体系,一条主线贯穿全程.就好比课程内容一样形成一个体系架构,做到课程体系与思政体系同向同行,协同育人.妙:自然是指融入需巧妙,有如盐溶于水,也如光传递温暖.

五、基于steam理念的教学设计

著名教育家埃德加.戴尔在1946年提出了学习金字塔理论.它揭示了不同的学习方式,学习效果有所不同.它将学习大致分为两类,一类是被动式学习,另一类是主动学习.被动式学习主要包括听讲,阅读,声音与图片,示范与展示;主动学习包括小组讨论,实践、边做边学,教授他人.戴尔指出传统的听讲学习,两周后学习内容保持率仅有5%;而实践,边做边学学习内容保持率可达75%,要远远高于被动式学习.基于steam教育理念,通过实践和创造性活动培养学生的综合能力和创新精神是高等数学课程教学教学改革的全新尝试.本文以厚植爱国情怀,坚持理论联系实践实际,学以致用作为高等数学课程教学设计的特色.在重构教学内容、教学方法上呈现了“六备”,“四有”,“六步教学法”等亮点和创新点.

首先,备课做到“六备”是亮点.包括备学情、备知识点前因后果、备思政融入、备应用前景、备实验操作、备总结与反思,做到使每节课都能吸引学生的目光,力求每一节课都能成为精品课

其次,教学内容上“四有”是创新点.1有新意.紧贴信息时代新特点与数学教育发展新形势,重点引入现阶段高等数学应用领域的研究进展,开阔学生视野.2有课程思政.备课中深入挖掘各个章节课程思政元素,选择合适的方式融入教学,以达到育人的目的.3有演示.Matlab与Geogebra都是专业的数学软件,可以很直观的将高等数学知识可视化,不仅能很好地提升学生的学习兴趣,引导学生直观、 理论,发现、验证、求解实际问题,提高学生分析和研究问题的能力.这样既能巩固学生的理论基础,又能培养学生的实践应用能力.4有云教学平台.优慕课及超星线上平台,可以让学生集体参与教学活动,如投票、抢答、讨论等.并及时地收集活动数据精准做出教学反馈.

最后, 教学方法开展六步教学法进行全员参与地合作研究式学习:预习任务发布、课程精心创设情境导入、重、难点问题启发、问题分析、问题解决、最后学以致用(经典案例、讲练结合、凝练提升). 教改教法体现教为学服务,真正实现对传统教学的改革.

本文以常数项级数的概念教学这一节为例,在教学环节设计了五个环节:案例引入,概念讲解,案例分析,拓展提升,学以致用.其中案例选取了《庄子.天下篇》及生活中常见的生病吃药时研究体内药物含量的问题.以《庄子.天下篇》作为案例,不仅可以将抽象的级数具体化,趣味化,也能感受到我国古代哲学家在数学上造诣,学习他们刻苦钻研,持之以恒的精神,借此激起学生的爱国崇学的家国情怀.另一案例以阿尔兹海默症为例,病人每天都要按量服药,药物在人体内大部分会被吸收,有少部分存留在体内,每天如此循环,试问存留在人体内的药物含量会不会无限增大呢?这个案例与级数概念十分贴合,以生活案例开篇能够很好地激起学生的学习兴趣,也能把数学理论知识用于解决实际问题,学以致用,也是steam教学理念的力推核心理念之一.另外在拓展延升模块,还引入了近现代数学比较热门的科赫雪花曲线,周长无限长,但围成的面积却是有限的.课堂上我们采用了小组讨论,课堂陈述辩论等教学方式,能够高效地让学生参与其中,积极主动地训练个人思维及辨别是非能力.

六、全面考量教学评价

为了反映课程思政教学改革成效,特构建了高等数学课程思政教学评价指标体系.分别从

教学目标、教学内容、教学方法、课程考核、教学成效、比赛获奖六个方面构建评价体系.

1.教学目标下二级指标包含:①契合高教人才培养方案课程标准.②目标具体,表达清楚,符合学生认知特点.③目标多元,体现知识、能力、素质、思政等方面的育人育才思想.④体现数学课程特色,传递科学价值、培养理性思维,注重应用能力.

2.教学内容下二级指标包含:①体现时代思政核心价值观.②案例不乏新颖,紧跟时代发展步伐,展现现代科技发展数学知识的需要.③思政内容与知识联系紧密,有机结合.④配备上机操作教程,注重培养学生动手能力,应用性强.

3.教学方法下二级指标包含:①思政内容呈现形式丰富,关注学生的体验与感受.②坚持以学生为中心,在符合学生认知的基础上,增强互动交流.③适当运用多媒体技术、智慧教室与线上平台,打造视听感多维沉浸式课堂,提升学习兴趣与成效.④适当增加上机时间,培养动手应用能力.

4.课程考核下二级指标包含:①知识考察与思政素质有效结合.②过程性考核与终结性考核相结合.③主体多元,督导评价,同行互评与学生评价相结合.④在保证可信度与有效度的条件下,考核形式多样化.

5.教学成效下二级指标包含:①学生积极思考,课堂气氛活跃.②能够表达高等数学相关定义、定理等相关知识. ③课堂笔记工整、详细、条理清晰.④课外作业完成质量高.⑤动手操作能力强.⑥有创新意识,会一题多解,能理论联系实践,具有运用数学解决实际问题的能力.⑦期中、期末考试平均分高,挂科率低.⑧参加全国数学建模比赛能获得奖项.⑨考研通过率升高.⑩获得数学教师资格证人数增多.k数学学习兴趣浓厚,l具备正确人生观、职业观、价值观、有爱国心、社会责任感强.

综上所述,挖掘数学史中的思政元素是一个多维度、多层次的过程.通过介绍数学家的生平事迹、阐述数学理论的社会价值与应用、探讨数学文化中的哲学思想以及展示数学史中的文化传承与交流等方面内容,可以将思想政治教育与数学史教学有机结合起来,达到立德树人的教育目标.

参考文献:

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[3]庄锦森,周艳.“互联网+”时代高等数学教学模式改革探究——线上线下混合式教学[J].教育教学论坛,2022(15):41-44.

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(2023教学改革校级课题立项编号:JG230015)

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