课程思政融入高等数学的教学创新探索

王建新

(青岛科技大学数理学院,山东青岛,266000)

一、引言

2016年,习近平在全国高校思想政治工作会议上强调,要坚持把立德树人作为教育的中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人。[1］为推进我国高等教育事业的新发展,要全面进行课程思政建设,把立德树人融入教育的各环节,促进思政教育与各专业课程有机融合,构建全员、全过程、全方位育人格局。进行思政育人,需要教师在教学过程中有意识、有计划、有目的地进行教学设计,以知识传授、能力培养和价值塑造为教育目标,加强对高等学校思政育人教学和师德师风的建设管理,充分挖掘和运用各学科蕴含的思想政治教学资源,在教学各环节中全方位地融入思政育人的思想,在培养学生持续学习能力的同时,厚植学生的科技报国情怀,从而实现高等教育立德树人的根本任务。[2-3］

高等数学是面向理工科专业大一学生开设的公共基础课,既是一门提高学生数理运算能力、逻辑思维能力、创新思维能力的重要课程,又是培养学生理性思维和创新能力的重要载体,能为学生后续其他专业课程学习奠定必要的数学基础。高等数学作为基础性学科,自身具有深厚的历史渊源和独特的发展过程,蕴涵着极为丰富的课程思政内容。同时,高等数学是一门公共必修课,在其教学中融入思政教育,具有受益面广的优势。在相对枯燥的数学理论教学中融入思政元素,一方面能够寓教于乐,加强科技与人文的融合,帮助学生理清数学知识体系发展的来龙去脉,提高学生的学习兴趣和学习热情;另一方面有助于培养学生的数学思维,加强数学思想对学生的熏陶,提高学生的数学素养和创新精神。[4］笔者结合多年来从事高等数学课程教学的经验,开展课程思政融入高等数学的教学创新设计,为相关教学实践提供参考资料。

二、“一体双链四融合”的高等数学课程思政教学

“一体双链四融合”的高等数学课程思政教学创新设计,旨在提供一种知行合一的课程思政教学:“一体”是指知识、能力和素质为一个整体,寓价值观引导于知识传授和能力培养之中;“双链”是指线上线下双链交互递进的教学模式;“四融合”是指思政与教学方法、资源、实践、评价的融合,以探寻公式和定理背后的严谨数学思维和哲学思想。基于“学习—思考—实践—领悟”的逻辑,将课程思政有机融入高等数学教学的全过程,让学生内化吸收知识,积极反馈教学情况,由被动认知转为主动认知。

(一)构建“一加强三推进”的教学模式

改进教学方法,探索创新多元化的课程思政建设模式和方法路径,进行线上线下双链交互递进的高等数学课程教学,创新“一加强三推进”的教学模式和教学方法,培养学生终身学习的能力,为课程思政融入教学全过程提供有力的路径支持。

1.推进线上线下双链交互递进的思政教学模式

中国大学慕课、超星学习通、雨课堂、智慧树等网络教学平台为高等数学课程思政提供了丰富的线上教学资源,教师可以利用网络教学平台和教学资源建设线上课程,在学科知识内容的基础上增加课程思政元素,向学生传递思政元素。

其一,教师要充分利用各种信息技术手段,突破时空限制,随时随地按需向学生发送教学资源。例如,教师可以使用学生易于接受的平台,如QQ、微信等即时通信软件,雨课堂、校园SPOC等在线教学平台,向学生推送与高等数学课程内容相关的热点问题,将生活中蕴含的做人做事的道理渗透到学习中,引导学生思考和讨论,让学生学会从数学的角度理性看待问题,形成正确“三观”。其二,教师要设计高等数学思政专题案例并将其融入课前导学和课堂互学,以问题为驱动,促使学生主动学与思,在学中播下思政育人的种子,在思中让种子生根发芽。其三,教师将思政专题作业、思政专题讨论融入课后研学,完善学习支持服务,定期安排答疑,及时解决学生在学习中遇到的各类问题,在解决问题的过程中培养学生的创新意识。

例如,教师在讲授无穷限反常积分时,将天问一号火星探测器和风云四号卫星的相关资料作为线上资源推送给学生,让学生在观看和阅读后从数学角度思考、分析、讨论以下问题:火箭的发射速度要满足什么条件才可以脱离地球引力。同时,教师在线上布置相关作业,引导学生用无穷限反常积分计算逃逸速度;组织小组讨论,让学生分享自己的计算方法,在小组合作中学会聆听和表达,让思维和视野更加开放,形成学习共同体。

2.强化问题导向,推进思政教育进课堂

教师要注重从问题切入,在现实问题解析中加强引导学生思想。教师可按照课前线上采集问题、课中现场提问并深度剖析、课后总结的基本脉络进行,全程以问题为线索推进教学。问题可按照思政案例的不同领域分类,还可依据问题的深入程度分层。教师在剖析问题时层层递进,在不同的知识讲解阶段适时融入思政元素,达成高等数学教学和思政输入的双重目标。

青岛科技大学(以下简称我校)数理学院开展“课堂三分钟,传递正能量”思政特色课堂,以激发教师创新活力,拓宽课程思政建设渠道。思政特色课堂设有“忆高考,惜求学”“谈科技,强兴趣”“大学始,优为人”等多个教育主题。教师教学聚焦全面发展,突出传道解惑,着眼立德树人,结合高等数学课程特点,在课堂上用三分钟左右的时间对学生进行创新性思政教育。教师将自身学习成果与学生分享,通过一系列与学生专业、学习生活息息相关的主题教育,在每名学生的心中播撒感恩、励志、奋进的种子,促进大学生的全面健康成长。

例如,教师在讲到切线方程时,会告诉学生此知识点包含的价值隐喻:一个人最终能取得多大的成就不取决于截距而是取决于斜率。即使起点再高,但若不努力提速,前进的步伐会依旧很慢。教师在讲到极值、最值时,可以告诉学生:人的一生不是一帆风顺的,成长的道路是曲折的,有高峰也有低谷,因此要在顺境中谨慎从事,在逆境中不悲观、不动摇。

3.运用多样的教学方法,推进思政教育进头脑

高等数学课程以问题串为主线,融合项目教学、情境教学、同伴教学、小组讨论、网上互动等多种教学方式,将思政元素贯穿多样化的课堂教学,运用马克思主义思辨观锻炼学生的思辨能力。教师在每个章节结合课程内容设计相应的思政特色思辨活动,学生通过主题讨论、小组辩论、主题演讲、微课题研究等丰富的思辨式课堂活动学会分析问题、表达观点、形成正确的价值观。

例如,教师在讲授两个重要极限时,从学生熟知的互联网金融问题入手。学生在每日计息的复利基础上,推出无限次计息情况下重要极限的数列形式,并采用均值不等式证明数列极限的存在性。学生得到有趣的数列极限后,展开集体讨论,尝试将其拓展成增长的函数及增长的螺线。与此同时,教师从数学运算、连续复利、自然界动植物生长等多种角度引发学生对重要极限的思辨讨论,在激发学生学习兴趣的同时,让学生通过复利计算正确认识理财,增强学生金融防范意识。

(二)重构六大专题思政教学资源

高等数学课程思政教学以问题为导向,按照“学习—思考—实践—领悟”的逻辑设计思政内容。教师针对每个章节深入挖掘高等数学课程蕴含的思政元素,精选案例,建立思政案例库,形成育人入脑、育人入行、育人入心的“三入”设计主线,设计六大思政专题,将富有情感温度的知识传递给学生。

1.明确思政教学目标,建立思政内容资料库

在高等数学课程教学大纲和教学设计中融入课程思政内容,需要教师明确思政育人的教学目标,深入挖掘高等数学中隐含的思政教育资源,梳理各章节主要内容,建立动态的思政内容资料库,不断充实和优化教学内容,改进教学设计。教师制订思政特色教案,推进思政教育内容进教材,结合国内部分高校类似课程,不断更新完善现有教案内容,鼓励学生端正学风,让学生在刻苦学习中确立科学精神、锤炼品行情操,让学生在掌握高等数学知识的同时,树立社会责任感和使命感。在资源建设中,教师将思政案例制作成文档、视频、多媒体课件等,上传至线上教学平台,使其融入数学文化,反映高等数学的思想、精神和应用。

例如,资源库包含了数学背后的名人故事、数学在生活中的应用以及传统人文思想,展现数学励志文化,使学生体会到科学研究的艰辛和科学家坚忍不拔的意志品质。资源库帮助教师引导学生深入学习数学名人背后的励志故事,使学生了解名人爱国爱家的情怀和坚忍不拔的精神,传承科学家的高尚品格和爱国主义情怀。

2.挖掘思政教育资源,凝炼六大思政专题

沿着育人入脑、育人入行、育人入心的“三入”设计主线,教师深入挖掘思政元素,最终凝炼出六大思政专题:唯物辩证法,科学精神和治学态度,建模意识和创新精神,诚信意识和个人品德,家国情怀和民族自豪感,科技报国和责任担当。这六大思政主题的运用方式如下:教师积极整合教学内容,将高等数学知识原理与唯物辩证法结合起来;通过对学科发展史以及科学家成就的介绍,培养学生的科学精神和治学态度;在案例应用中,融入数学建模意识,培养学生的探索创新精神;在社会热点案例中,融入诚信意识和个人良好品德教育;通过对国家经济民生等数据的分析,培养学生的家国情怀和民族自豪感;通过介绍大数据下的前沿支持与国家科技战略相融合的现象,培养学生的科技兴国意识及责任担当。六大思政专题在教学中的合理运用需要教师认真选取富含思政元素的案例,并综合考察高等数学各章节知识点作为思政元素融入载体的适切性,根据六大思政专题确定相应章节的思政内容,通过专题案例将思政育人有机融入高等数学教学。此外,教师还应充分挖掘与高等数学教学内容相关的时事热闻,让思政元素更具时代性和新颖性。

例如,教师在教授数列极限知识点时,可以讲述刘徽首创割圆术的故事,展现古代数学家的伟大智慧,将严谨的治学态度和为科学奉献的精神贯穿于数列极限的教学中。在教授二次曲面知识点时,将北京鸟巢国家体育馆的屋顶作为分析对象,从数学角度分析,引导学生发现此屋顶的结构可被视为双曲抛物面的一部分,还可以从价值观角度分析,此屋顶的建造体现了中国劳动人民敢于探索创新的精神。

(三)以任务为驱动开展课外实践活动

高等数学课程教学推行理论加实践、实践带竞赛、竞赛促创新的实践教学方式,引导学生在实践中进行领悟创新。教师将课程内容与实践活动有机结合,形成以高等数学建模案例、大数据技术相关项目为拓展内容的实践实训模块。学生以教师发布的项目任务为学习驱动,以小组合作的形式开展课外研讨学习,以参与实践项目为契机深度理解所学的数学理论及其应用知识。实践环节着重培养学生的求真务实精神,形成课内育人和课外育人相结合的课程思政教育模式。高校依托高等数学课程组织数学建模培训及提供学科竞赛平台,以赛促学,通过实践和学科竞赛打造思政育人的实践基地。学生在备赛和参赛过程中,需要主动了解科技和社会需求,主动提高自身的高等数学建模能力、抽象思维能力和解决复杂问题的综合能力。

例如,我校成立数学建模协会,以第二课堂为平台,定期举行数模讲座、论坛、沙龙、竞赛等线下活动,并组织在线课程、线上会议等线上活动,将建模、编程、实践与高等数学知识有机结合起来,将实践案例和学科前沿知识有效引入教学,激发学生创新潜能。

(四)在教学评价中增加思政内容考核

高等数学课程思政教学评价要重视过程性考核,突出思政元素测评,将课程思政模块的融入和评价覆盖课程实施全过程。高等数学的学习评价主要涉及三个要素:评价内容、评价方式和评价主体。其中,评价内容不仅要评价学生的知识能力,还要关注学生的情感、心理和品德。评价方式不仅有终结性评价,还有诊断性评价和形成性评价。诊断性评价通过分析学生在开课前后填写的问卷和量表结果,判断学生的学习状态;形成性评价记录学生学习过程的参与情况,包括课程阶段性测验成绩、课堂表现和课程拓展检测等;终结性评价主要是对学生的期末考试成绩、期末考试中融入的情感态度及拓展应用等思政元素的考核。评价主体不仅有授课教师,还有学生互评和小组互评,形成“层级打分+平行打分”的多元化评价。总之,科学有效的评价体系是检验课程思政教育效果的重要保证。

目前,我校高等数学课程思政教学的学习评价主要包含三部分内容: 一是线上平时成绩,具体包括话题讨论、项目式学习小组讨论、预习视频情况、线上章节测验、选做拓展作业等,占总成绩的20%;二是线下平时成绩,包括随堂练习、随堂抢答、课程小论文、小组成果展示等,占总成绩的30%;三是期末成绩,通常采用闭卷考试的考查方式,卷面成绩占总成绩的50%。

三、结语

笔者按照“学习—思考—实践—领悟”的逻辑设计了高等数学课程思政内容,构建了“一体双链四融合”的思政教学闭环设计,使课程思政有机融入教学全过程,以问题为驱动,能够促使学生主动学与思。高等数学课程思政以思政专题为基础教学资源,让学生在课前导学、课中思辨互学、课后研学及实践,引导学生在应用中领悟道理,能够促使学生成长为具有良好数学素养、掌握高等数学工具、致力于科技兴国的新青年。