高等数学课程思政教学探索

高 明

在2016年的全国高校思想政治工作会议上,习近平总书记特别强调思想政治教育的重要现实意义和实现途径,特别强调发挥高校课堂教学的教育价值,各门课程都要“守好一段渠,种好责任田”,提升思想政治教育的针对性和亲和力,促进思想政治理论课与高校各类课程形成协同效应,同向同行满足学生成长发展的需求和期待。[1]

一、高等数学课程思政涵义

为解决大学生思想政治教育与其他课程教育之间在实际中存在的“两张皮”现象,上海市相关高校率先探索“课程思政”的概念,方式是开发及利用相关课程的思想政治教育资源,以充分发挥所有课程蕴含的思想政治教育功能。[2]目的是将思想政治教育寓于各类课程中,形成全方位育人局面和由点带面的育人效果。

北京大学孙蚌珠教授认为,思政课程是思想政治理论教育的课程体系,而课程思政则是教学体系。[3]

学者徐立新认为,“课程思政”取义为课程的“思政性”更为合适,即指在教学活动的展开过程中蕴含的思想政治教育的内在品质。[2]对作为“课程思政”的主体即任课教师个体而言,“课程思政”的理解可以表述为：教学活动展开过程中的德性实践。这里的“德性实践”包含有两方面的主体,教师和学生,都在教学过程中历练实践理性、增进善的追求。[4]

学者梁暹认为,“课程思政”是指高校教师在传授课程知识的基础上引导学生将所学的知识转化为内在德行,转化为自己精神系统的有机构成,转化为自己的一种素质或能力,成为个体认识世界与改造世界的基本能力和方法。[5]

学者邱伟光认为,“课程思政”指向一种新的思想政治工作理念,即“课程承载思政”与“思政寓于课程”。这一理念注重在价值传播中凝聚知识底蕴,在知识传播中强调价值引领,注重课堂教学、社会实践、网络运用三维课程的统一。[6]

2017年12月,教育部印发了《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》,推动以“课程思政”为目标的课堂教学改革,把思想政治教育工作渗透在高等教育全过程,将高校各类课程中蕴含的思想政治教育元素与教育功能共同融入课堂教学环节。

“课程思政”的实质是一种课程观。高校思想政治理论课以及各类课程都可以也应该成为大学生思想政治教育的主要抓手和重要渠道。[7]

“课程思政”是立足课程作为学科专业发展的基础地位,从育人维度来关照课程价值,实现“思政”寓课程,课程融“思政”,发挥各类课程的思想政治教育资源,共同致力于提高学生的思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养的高校思想政治工作新理念新模式。[8]

二、高等数学课程思政定位

高等数学课程教学主要特点体现在：(1)立足规律的通约性和普遍性。课程本身就是研究和抽象客观现实化存在的自然规律,超越了意识形态,并不关乎思想政治立场,使之参与“课程思政”的教学内容有一定的困难。同时,数学揭示的是普遍规律,其中蕴含的哲学思想往往具有普遍性,能够对学生树立正确的人生观、指导理性发展具有积极意义。(2)数学教学重“技巧”轻“教育”。数学课程对基本概念和理论,运算方法和技巧的掌握有明确的要求,学生接受的教育重点在知识层面。因此教师考虑育“才”重“器”的多,考虑育“人”育“德”的少。

随着近几年高校招生制度改革的不断推进,生源结构和文化基础层次呈现出多样化。在数学教学实践中虽然有了诸如建模等很多值得推广的经验和做法,但是以整体提高学生综合思想政治素质为目的的研究较少。[9]

综上所述,结合高等数学教育教学特点,笔者认为,“高等数学课程思政”是对高等数学的思想政治教育因素充分挖掘整合,发挥高等数学课程的育人功能,在提高数学思维能力的同时,提升思想政治素质,从而内化为一种素质或能力,成为个体认识世界与改造世界的基本能力和方法。把高等数学课程作为载体,在传授知识的同时,注重课程教学各个环节核心价值观的价值引领作用。

“高等数学课程思政”应该融合社会主义思想文化、数学文化以及高等教育的思想,在目前处于发展初期,定位为一种课程综合探索比较恰当,从我国社会发展的实际应用中探索解决问题的方法,提升学生的思想政治素质。

三、高等数学课程思政思考

数学作为一门典型的自然科学类课程,所体现的科学精神与人文精神的融合是实现思想政治教育的重要载体。[10]

在教学中不能只把理论概念及相关计算公式作为授课内容的重要部分,同时要深入挖掘数学课程所蕴含的育人元素,努力把“课程思政”教育元素融入到高等数学课程的教学过程中。[11]

首先,高等数学课程思政,不能像思想政治理论课程那样以枯燥的理论教育面目出现,也不能像高等数学那样以严密繁琐的符号运算出现。不追求严密性、完整性和逻辑性,但一定要具有亲和力和针对性,要满足学生成长发展需求和期待。

其次,高等数学课程思政的内容,不能仅是传统思政课程和高等数学课程内容,而应该包含诸如价值观、人生观、道德观、专业发展史、数学史、中国和世界文化等丰富广泛的内容。结合高等数学和建筑专业教学内容的特点,尝试从以下几个方面作为课程思政的切入点：

1．以我国建筑行业优秀历史为切入点,配合视频,引导学生重视专业课,学好专业课,为将来发展我国的建筑事业贡献自己的力量,培养和树立社会责任感。

2．以中国数学发展历史的传承作为切入点。激发学生的民族自豪感,同时引出对传统文化的重视、保护、传承的迫切性。

3．以中国历史上典型数学家的励志故事作为切入点。比如以视频的形式介绍中国数学大师华罗庚,以其传奇的学习经历激励学生,培养学生踏实勤奋、吃苦耐劳、精益求精、实践创新的工匠精神。

借助视频资料的视觉冲击吸引学生的注意力,既是对授课内容的有益补充,又有利于激发学生的学习兴趣,进而引入思政引发思考。小组辩论也是实践中容易操作又切实可行的形式之一。[12]

最后,教书与育人不能分开。作为一名高校教师,不仅要做到教授高等数学课程知识,还要关爱学生,做学生的引路人。高等数学课程是载体,思政教育是灵魂,课程育人是目的,我们要通过高等数学课程思政将时代的要求、社会的正能量等内容引入高等数学课堂。强化高等数学教师的德性培养,提高教师自身的思想政治道德素养以及高等数学的专业素养,培养一批学高、身正且专业能力强的全面发展的教师骨干,为高等数学课程思政推广起到示范引导作用。

四、高校数学教师育人探索

高校数学教师在日常教学工作中考虑育“才”重“器”的多,往往缺乏育“人”育“德”的“道”的自觉,这是高等数学类课程参与“课程思政”的教学思想上的痼疾。而这就需要从“课程思政”的角度加强对教师的教育和培训,改变教师多年形成的教学观念和教学习惯。[8]

第一,提升数学教师对“课程思政”的认知。数学教师要相信高等数学“课程思政”对于学生知识、能力和价值观的教育一体化作用,加深对课程育人的要求和价值的理解,提高开展思政教育的内在需求。

第二,创新教学方法,挖掘“课程思政”内容。善于结合高等数学课程特点,坚持数学课程本位不改,借数学思想、发展思路、解题思维,进一步挖掘其内在哲理、价值等,巧妙融入思想政治教育元素。通过对学生的严谨性和逻辑性的严格要求,逐步培养学生坚持真理、一丝不苟、实事求是的科学态度和遵章守纪的诚信观念;通过数学的有序性、简明性、对称性和统一性,培养学生的审美意识和高尚情操。[8]

第三,系统谋划建设方案。围绕着同向同行的目标,从数学教学实际出发,结合专业,从综合、实践、创造的“大工程观”出发,提出切实可行的建设方案,更新教学内容,丰富教学手段,充分利用现有教师人力资源、学校或地方历史文化资源、教材背景资源、专业名人资源、课堂情境资源等,建设高等数学课程思政资源。

第四,灵活施教润物无声。教师要遵循“隐性思想政治教育”理念,在点滴之间影响学生,使其在不知不觉中确证、巩固“思政课程”内容。要求教师做到以行导人、管理育人、以事服人、以情感人、以文化人。

第五,科学评价熔铸动能。科学评价激发相关任课教师立德树人的积极性和创造活力。明确将育人要求纳入评价体系,合理规划业务评价与思想政治评价的占比,促使教师将教书育人要求变为实践智慧和行为自觉。

五、课程思政生成环境选择

斯托利亚尔在《数学教育学》一书中指出：“数学教学应是数学活动(思维活动)的教学,而不应是数学活动的结果——数学知识的教学。”坚持数学思维活动的教学,采用互动式的教学方式,就是要把教学过程当作数学思维活动的过程,当作师生思维互动的过程,使学生的能动性和创造性得到充分发挥。[13]

(一)选择内容丰富的资源环境

教学资源建设是课程建设的基础,收集纸质和电子的数学教材、数学发展史、教学课件、教学素材、教学视频等,是资源建设的前提。高等数学课程思政是一项新型项目,需要广大教师群策群力共同搭建高等数学课程思政的资源环境。

(二)选择有声有色的教学环境

利用声光电展示丰富立体的教学内容,使学生乐于参与,愿意学习,多媒体教学是一种很好的选择。使用多媒体课件能够充分发挥书写规范美观、富于变化、图形标准、动态演示、音视频点播、信息量大等教学优点,可使高等数学课程思政更加丰富多彩。

(三)选择各具特色的软件环境

应用与数学及教学领域的软件可以按照统计、规划、绘图、编辑、工程计算以及教学演示等进行分类。常见的著名统计软件有SAS、SPSS、Minitab等,数学规划的软件有Lingo、Lindo、Matlab等,绘图软件有几何画板、Matlab、Geogebra等,数学公式编辑软件有 Mathtype、Latex等,工程计算软件有Nastran、Ansys(有限元软件)等,智能的数学软件有Mathtool等。

上述软件比较专业,学习和运用环境相对比较复杂,所以在教学中(包括数学教学)常用PDF、Office中的Word、PPT、Excel等,它们易学,运用人群较多,多用于文本课件展示,但也存在明显的缺点,通常可以选择一些其他的软件相互配合使用。例如,选用数学专业排版软件Latex编写PDF演示文档,与使用更普及的PPT文档相比,虽然PDF文档在动画效果方面有所不足,但它在推导数学公式及绘图方面有着独特的优点：数学公式整洁美观,图形准确且富于变化,维护简便。另外,不论教学方法如何变革,纸质教材始终是课堂教学与学生学习的重要教学资源,用Latex编写数学教材,除了使教材规范美观,还可保证图形准确。[14]

像 Matlab、Maple、Mathematica、Mathcad、Microsoft Mathematics这些软件,在很多领域有重要的商业价值,同时又是符号运算软件,最绝妙的是不仅能计算出数值,还可以把符号表达成公式、方程进行推导和化简,可以求出微分积分的表达式,等等。教学中可以适当安排课时介绍这些软件的开发背景、功能和实际商业用途,提升学生对数学软件及相关数学知识的认知和对数学学习的兴趣。

(四)搭建操作简单的互动教学环境

为了更好地实施高等数学课程思政,提高教育效果,必须要有好的互动教学环境。目前,各高校正在推广使用的互动教学系统是一个非常有效的选择。

互动教学系统集视频、音频和数据通讯于一体,支持丰富的多媒体教学和课件制作管理,可实现互动、直播、点播等多种教学模式。

互动教学平台有很多,“智慧职教云”是其中的一种,为师生们提供了一种真正完全突破时空限制的全方位互动性教学模式。本文就是基于智慧职教云课堂开展的高等数学课程思政研究。该平台在高等数学课程思政建设上的主要优势体现在：

(1)课程建设方面。教师建立属于自己的课程资源库,随时随处边建边用,还可以使用国家资源库资源;课程编辑灵活易用,可以拖拽调整;支持翻转课堂、混合式教学、个性化在线教学等模式。该优势为课程建设和资源建设与保存提供了系统保障。

(2)教学实施方面。可分班教学,灵活控制学习进度,系统自动批阅作业和考试客观题,自定义考核标准,全面详细地以图形化和表格化特点反映学习成绩统计。该优势为教学开展和教学分析提供了软件保障。

(3)操作运用方面。教师和学生可以通过移动APP浏览资源,随时随地开展多种形式的互动教学。为师生资源浏览、教学互动提供了便利。

(4)教学评价方面。支持师生教学互评。为互动教学健康发展和教学改革提供了指导。

六、高等数学课程思政案例

(一)课程内容——选择数学实际案例,确定思政目标

高等数学是一门高度抽象的课程,学生可能会陷入不易理解、不易记忆、不易计算、不易运用的困境,最终导致失去兴趣、失去信心。所以,高等数学课程思政改革的思路可以是寓道于教、寓德于教、寓教于乐。可以选择一些中国数学发展中的案例,进行一次数学素质教育,展示我国数学发展中的一些数学思想、数学方法、数学应用以及数学在建筑上的运用;通过进一步了解我国历史上著名的10位数学家,增强大家的爱国主义情怀。还可以结合数学知识,通过典型案例融入思政元素,开展对学生的思政教育,加深学生对数学知识的理解,促进学生对数学知识的应用,提高学生的综合素养。

例如,学习极限的概念时,引入中国古代极限思想,用我国数学的辉煌成就来启发学生的爱国情怀,引导学生在时代和社会的发展中汲取养分,传承祖先文化,培养学生的责任意识,传承科学家的科学精神。又如,学习函数的极值、最值时,引入局部与整体思想,说明生活中的“低谷”和“高谷”是暂时的(局部),在遭遇挫折处于低谷的时候,不能悲观绝望,或许这是生活和事业的新起点,培养学生逻辑推理能力、克服困难和抗拒挫折的意志。再如,学习定积分在几何中的应用时,安排计算赵州桥拱形面积,了解赵州桥,体会“大国工匠”精神,培养学生勇于探究的科学精神和用所学知识解决实际问题的能力。[9]

在教学实践中,多挖掘一些数学教学过程中可用于思政教育的素材。例如,学习级数理论从有限项的和到无限项的和的性质变化时,让学生体会并揭示辩证唯物主义思想中量变到质变的规律。学习小概率事件在大量次试验中发生的概率会大大增加的结论时,鼓励学生在学习、工作中认准目标,不忘初心,不怕失败,不断尝试。只要持之以恒,就可以大大提高成功的可能性。

增加数学发展史的内容,如数学三次危机,让学生看到“危”与“机”并存,只要坚持科学理念和正确方法,不断探求,就能不断突破,战胜自我。而且,每次数学危机的解决,往往都因此开辟了一片新的天地,如悖论的产生,无理数的发现等。因此让学生相信,迎接困难、克服困难是历史前进的动力,而战胜困难可以给我们带来无限的乐趣,看到新的风景。

在数学教学中会出现很多数学家的名字,适时穿插一些名人轶事,让听课的学生兴趣盎然,给予他们意外的收获。鼓励学生具有勇于奋斗、乐观向上、自强不息的人生态度和孜孜不倦、不畏艰险的学习精神。因此,教师要深入挖掘数学文化这座宝库。

“课程思政”的目的是挖掘课程的思想政治资源,充分发挥课堂教学的主渠道,达到全面育人的目的,实现思想政治教育目标与学生成长发展需求的一致性。[15]

总之,让课程思政与数学教学相得益彰,融为一体,通过一些典型案例,融入思政元素,使学生理解和充分体会出数学中的概念、符号、性质、公理、定理、公式等往往都蕴含着丰富的哲理,很多数学知识和生活都有密切的联系。将知识传授与价值引领相结合,引导学生正确做人做事做学问,实现学生全面发展的目标。

(二)课前准备——搭建互动教学平台,做好资源准备

1．利用学院数字校园服务门户——专业教学资源库平台搭建教师课堂互动教学系统,建立高等数学课程以及给排水18班级基本信息,进行课程设计,建设课程教学框架,导入基本资源等,完成给排水18班级高等数学教学资源库的基本建设。

2．基于课程设计栏目,建立第一章初等数学栏目,下设第一节课程认识栏目,导入授课PPT以及相关资源。

3．在课堂教学栏目中建立面授教学栏目,按课前、课中、课后条目导入教学资源。

4．课前布置讨论命题：你认为数学与建筑有什么关系?举例说明。

(三)教学过程——实施课堂互动教学,注重学生体验

1．引导学生使用手机进入智慧职教云课堂教学平台,在课中栏目下,调用头脑风暴：中学学习了10多年数学,有哪些内容让你记忆深刻,回味无穷?你认为数学有哪些作用?

2．课堂内容讲解,展示PPT《中国数学发展选例》。教学内容一：数学之美,教学内容二：听觉信息(声音)的数码化。

3．在课中栏目下,调用头脑风暴：到了大学,还要继续学习数学,你认为有什么作用和意义?

4．课堂内容讲解,展示PPT《中国数学发展选例》。教学内容：大数据。

5．在课中栏目下,调用提问(抢答)：你认为数学与建筑之间存在什么联系?举例说明。

6．课堂内容讲解,展示PPT《中国数学发展选例》。教学内容：数学与建筑。

7．在课中栏目下,调用提问(抢答)：说出中国数学史上著名的数学家,并举例说明他们的成就。

8．课堂内容讲解,展示PPT《中国数学发展选例》。教学内容：中国历史上最著名的十大数学家及其成就。

(四)课后任务——浏览课堂教学资源,感受数学魅力

1．浏览PPT《中国数学发展选例》。

2．浏览辅助资料：数学在信息化与数码化中的运用,线性规划在工商管理中的应用,指数分析。

3．浏览两集视频资源：《大师——华罗庚》。

4．浏览五集《锦绣华屋》视频资源：第一集《大哉紫禁》、第二集《广厦万千》、第三集《意境山水》、第四集《一脉相承》、第五集《千年营造》。

5．完成课后作业(2选1)：撰写小论文——我喜爱的数学(我喜爱的中国数学家等),构建“数学与建筑”的论文框架。

6．进入课后栏目,完成“学生评价”,促进师生关注教学过程。

(五)教学效果——领略中国数学风光,提升思政素养

智慧职教云课堂互动教学平台,为教学提供了一扇窗口,通过互动交流,定向引导,教师介绍,资源浏览,让师生共同领略了中国数学的风光,体会了数学之美,感受了数学在听觉信息(声音)的数码化、大数据等方面的广阔用场,同时丰富了学生们观察建筑与数学相关联的方式,点燃了学生学习建筑专业的求知欲。中国历史上最著名的数学家的学习经历及其伟大数学成就都深深地激励着大家,鼓舞着同学们努力学习。

通过总结大学数学课程教学中开展“课程思政”的着力点和实施方法的研究与实践,希望能够为“思政”教育贯穿数学课程教学的全过程,为培养一代又一代立志为中国特色社会主义奋斗终身的有用人才尽一份力。

七、高等数学课程思政反思

(一)教学经历——提高课程思政质量,必须主动参与

时代变化,学生也在变化,教学方法也要相应地发生变化,尤其对于非常抽象的高等数学课程的学习,满堂灌显然已经不适宜现在的学生,运用混合式教学方法,提高高等数学教学质量势在必行。

学生主动参与教学是提高教学质量的核心,师生共同评价教学,对教学改革有很大的促进作用。

(二)情感收获——细品课程思政资源,必定学有所获

为提高情感体验,课程引用了大量的文本、视频等资源,这些资源涉及数学发展、我国伟大数学家生平及成就介绍、中国历史上著名的建筑等,这些图文并茂的资源能够让我们充分体会到数学大师们的个人魅力,感受到中国历史的古韵和古人的智慧,感受到数学中的情感和作用。这是数学素质教育中最大的一种情感收获。

(三)教学成效——关注课程教学效果,必备泛在学习

通过混合式教学,让大多数学生动起来了,上课不专注的情况有所改善。有了职教云的过程性记录,师生的教学行为数据也保留了下来,对学生指导的针对性也强了。当然,教师需要花费的精力和时间也增加了很多。对于师生来说,教学过程不再简单地仅仅存在于课堂上了。

(四)存在问题——提出课程整改措施,必将提高水平

1．教师的“课程思政”实践理念

教师要把自己的教学过程理解为德性实践的过程,需要对自身原有的教育认识、教育观点作出相应的调整与重塑。教师在教学目标上,应注重完整与充实;在思政教育内涵上,应注重联结和拓展;在教育理念意蕴上,应注重更新与迭代;在职业操守修养上,应注重担当与自觉。这些都需要教师们在教学实践中多学习,多沟通,多交流,共同提高混合式教学方法的灵活运用,不断提升“课程思政”实践能力。

2．职教云的熟练程度

智慧职教云课堂是一个很好的教学平台,涉及内容较多,很多环节的运用水平还有待提高,需要进一步培训。

3．教学资源的准备

高等数学课程思政的资源种类较多,资源准备的时间较长,有些资源需要进一步挖掘开发制作,需要广大高等数学教师共同准备,共同努力,做好资源建设。