課程思政融入高等數學的教學創新探索

王建新

(青島科技大學數理學院,山東青島,266000)

一、引言

2016年,習近平在全國高校思想政治工作會議上強調,要堅持把立德樹人作為教育的中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人。[1］為推進我國高等教育事業的新發展,要全面進行課程思政建設,把立德樹人融入教育的各環節,促進思政教育與各專業課程有機融合,構建全員、全過程、全方位育人格局。進行思政育人,需要教師在教學過程中有意識、有計劃、有目的地進行教學設計,以知識傳授、能力培養和價值塑造為教育目標,加強對高等學校思政育人教學和師德師風的建設管理,充分挖掘和運用各學科蘊含的思想政治教學資源,在教學各環節中全方位地融入思政育人的思想,在培養學生持續學習能力的同時,厚植學生的科技報國情懷,從而實現高等教育立德樹人的根本任務。[2-3］

高等數學是面向理工科專業大一學生開設的公共基礎課,既是一門提高學生數理運算能力、邏輯思維能力、創新思維能力的重要課程,又是培養學生理性思維和創新能力的重要載體,能為學生后續其他專業課程學習奠定必要的數學基礎。高等數學作為基礎性學科,自身具有深厚的歷史淵源和獨特的發展過程,蘊涵著極為豐富的課程思政內容。同時,高等數學是一門公共必修課,在其教學中融入思政教育,具有受益面廣的優勢。在相對枯燥的數學理論教學中融入思政元素,一方面能夠寓教于樂,加強科技與人文的融合,幫助學生理清數學知識體系發展的來龍去脈,提高學生的學習興趣和學習熱情;另一方面有助于培養學生的數學思維,加強數學思想對學生的熏陶,提高學生的數學素養和創新精神。[4］筆者結合多年來從事高等數學課程教學的經驗,開展課程思政融入高等數學的教學創新設計,為相關教學實踐提供參考資料。

二、“一體雙鏈四融合”的高等數學課程思政教學

“一體雙鏈四融合”的高等數學課程思政教學創新設計,旨在提供一種知行合一的課程思政教學:“一體”是指知識、能力和素質為一個整體,寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中;“雙鏈”是指線上線下雙鏈交互遞進的教學模式;“四融合”是指思政與教學方法、資源、實踐、評價的融合,以探尋公式和定理背后的嚴謹數學思維和哲學思想。基于“學習—思考—實踐—領悟”的邏輯,將課程思政有機融入高等數學教學的全過程,讓學生內化吸收知識,積極反饋教學情況,由被動認知轉為主動認知。

(一)構建“一加強三推進”的教學模式

改進教學方法,探索創新多元化的課程思政建設模式和方法路徑,進行線上線下雙鏈交互遞進的高等數學課程教學,創新“一加強三推進”的教學模式和教學方法,培養學生終身學習的能力,為課程思政融入教學全過程提供有力的路徑支持。

1.推進線上線下雙鏈交互遞進的思政教學模式

中國大學慕課、超星學習通、雨課堂、智慧樹等網絡教學平臺為高等數學課程思政提供了豐富的線上教學資源,教師可以利用網絡教學平臺和教學資源建設線上課程,在學科知識內容的基礎上增加課程思政元素,向學生傳遞思政元素。

其一,教師要充分利用各種信息技術手段,突破時空限制,隨時隨地按需向學生發送教學資源。例如,教師可以使用學生易于接受的平臺,如QQ、微信等即時通信軟件,雨課堂、校園SPOC等在線教學平臺,向學生推送與高等數學課程內容相關的熱點問題,將生活中蘊含的做人做事的道理滲透到學習中,引導學生思考和討論,讓學生學會從數學的角度理性看待問題,形成正確“三觀”。其二,教師要設計高等數學思政專題案例并將其融入課前導學和課堂互學,以問題為驅動,促使學生主動學與思,在學中播下思政育人的種子,在思中讓種子生根發芽。其三,教師將思政專題作業、思政專題討論融入課后研學,完善學習支持服務,定期安排答疑,及時解決學生在學習中遇到的各類問題,在解決問題的過程中培養學生的創新意識。

例如,教師在講授無窮限反常積分時,將天問一號火星探測器和風云四號衛星的相關資料作為線上資源推送給學生,讓學生在觀看和閱讀后從數學角度思考、分析、討論以下問題:火箭的發射速度要滿足什么條件才可以脫離地球引力。同時,教師在線上布置相關作業,引導學生用無窮限反常積分計算逃逸速度;組織小組討論,讓學生分享自己的計算方法,在小組合作中學會聆聽和表達,讓思維和視野更加開放,形成學習共同體。

2.強化問題導向,推進思政教育進課堂

教師要注重從問題切入,在現實問題解析中加強引導學生思想。教師可按照課前線上采集問題、課中現場提問并深度剖析、課后總結的基本脈絡進行,全程以問題為線索推進教學。問題可按照思政案例的不同領域分類,還可依據問題的深入程度分層。教師在剖析問題時層層遞進,在不同的知識講解階段適時融入思政元素,達成高等數學教學和思政輸入的雙重目標。

青島科技大學(以下簡稱我校)數理學院開展“課堂三分鐘,傳遞正能量”思政特色課堂,以激發教師創新活力,拓寬課程思政建設渠道。思政特色課堂設有“憶高考,惜求學”“談科技,強興趣”“大學始,優為人”等多個教育主題。教師教學聚焦全面發展,突出傳道解惑,著眼立德樹人,結合高等數學課程特點,在課堂上用三分鐘左右的時間對學生進行創新性思政教育。教師將自身學習成果與學生分享,通過一系列與學生專業、學習生活息息相關的主題教育,在每名學生的心中播撒感恩、勵志、奮進的種子,促進大學生的全面健康成長。

例如,教師在講到切線方程時,會告訴學生此知識點包含的價值隱喻:一個人最終能取得多大的成就不取決于截距而是取決于斜率。即使起點再高,但若不努力提速,前進的步伐會依舊很慢。教師在講到極值、最值時,可以告訴學生:人的一生不是一帆風順的,成長的道路是曲折的,有高峰也有低谷,因此要在順境中謹慎從事,在逆境中不悲觀、不動搖。

3.運用多樣的教學方法,推進思政教育進頭腦

高等數學課程以問題串為主線,融合項目教學、情境教學、同伴教學、小組討論、網上互動等多種教學方式,將思政元素貫穿多樣化的課堂教學,運用馬克思主義思辨觀鍛煉學生的思辨能力。教師在每個章節結合課程內容設計相應的思政特色思辨活動,學生通過主題討論、小組辯論、主題演講、微課題研究等豐富的思辨式課堂活動學會分析問題、表達觀點、形成正確的價值觀。

例如,教師在講授兩個重要極限時,從學生熟知的互聯網金融問題入手。學生在每日計息的復利基礎上,推出無限次計息情況下重要極限的數列形式,并采用均值不等式證明數列極限的存在性。學生得到有趣的數列極限后,展開集體討論,嘗試將其拓展成增長的函數及增長的螺線。與此同時,教師從數學運算、連續復利、自然界動植物生長等多種角度引發學生對重要極限的思辨討論,在激發學生學習興趣的同時,讓學生通過復利計算正確認識理財,增強學生金融防范意識。

(二)重構六大專題思政教學資源

高等數學課程思政教學以問題為導向,按照“學習—思考—實踐—領悟”的邏輯設計思政內容。教師針對每個章節深入挖掘高等數學課程蘊含的思政元素,精選案例,建立思政案例庫,形成育人入腦、育人入行、育人入心的“三入”設計主線,設計六大思政專題,將富有情感溫度的知識傳遞給學生。

1.明確思政教學目標,建立思政內容資料庫

在高等數學課程教學大綱和教學設計中融入課程思政內容,需要教師明確思政育人的教學目標,深入挖掘高等數學中隱含的思政教育資源,梳理各章節主要內容,建立動態的思政內容資料庫,不斷充實和優化教學內容,改進教學設計。教師制訂思政特色教案,推進思政教育內容進教材,結合國內部分高校類似課程,不斷更新完善現有教案內容,鼓勵學生端正學風,讓學生在刻苦學習中確立科學精神、錘煉品行情操,讓學生在掌握高等數學知識的同時,樹立社會責任感和使命感。在資源建設中,教師將思政案例制作成文檔、視頻、多媒體課件等,上傳至線上教學平臺,使其融入數學文化,反映高等數學的思想、精神和應用。

例如,資源庫包含了數學背后的名人故事、數學在生活中的應用以及傳統人文思想,展現數學勵志文化,使學生體會到科學研究的艱辛和科學家堅忍不拔的意志品質。資源庫幫助教師引導學生深入學習數學名人背后的勵志故事,使學生了解名人愛國愛家的情懷和堅忍不拔的精神,傳承科學家的高尚品格和愛國主義情懷。

2.挖掘思政教育資源,凝煉六大思政專題

沿著育人入腦、育人入行、育人入心的“三入”設計主線,教師深入挖掘思政元素,最終凝煉出六大思政專題:唯物辯證法,科學精神和治學態度,建模意識和創新精神,誠信意識和個人品德,家國情懷和民族自豪感,科技報國和責任擔當。這六大思政主題的運用方式如下:教師積極整合教學內容,將高等數學知識原理與唯物辯證法結合起來;通過對學科發展史以及科學家成就的介紹,培養學生的科學精神和治學態度;在案例應用中,融入數學建模意識,培養學生的探索創新精神;在社會熱點案例中,融入誠信意識和個人良好品德教育;通過對國家經濟民生等數據的分析,培養學生的家國情懷和民族自豪感;通過介紹大數據下的前沿支持與國家科技戰略相融合的現象,培養學生的科技興國意識及責任擔當。六大思政專題在教學中的合理運用需要教師認真選取富含思政元素的案例,并綜合考察高等數學各章節知識點作為思政元素融入載體的適切性,根據六大思政專題確定相應章節的思政內容,通過專題案例將思政育人有機融入高等數學教學。此外,教師還應充分挖掘與高等數學教學內容相關的時事熱聞,讓思政元素更具時代性和新穎性。

例如,教師在教授數列極限知識點時,可以講述劉徽首創割圓術的故事,展現古代數學家的偉大智慧,將嚴謹的治學態度和為科學奉獻的精神貫穿于數列極限的教學中。在教授二次曲面知識點時,將北京鳥巢國家體育館的屋頂作為分析對象,從數學角度分析,引導學生發現此屋頂的結構可被視為雙曲拋物面的一部分,還可以從價值觀角度分析,此屋頂的建造體現了中國勞動人民敢于探索創新的精神。

(三)以任務為驅動開展課外實踐活動

高等數學課程教學推行理論加實踐、實踐帶競賽、競賽促創新的實踐教學方式,引導學生在實踐中進行領悟創新。教師將課程內容與實踐活動有機結合,形成以高等數學建模案例、大數據技術相關項目為拓展內容的實踐實訓模塊。學生以教師發布的項目任務為學習驅動,以小組合作的形式開展課外研討學習,以參與實踐項目為契機深度理解所學的數學理論及其應用知識。實踐環節著重培養學生的求真務實精神,形成課內育人和課外育人相結合的課程思政教育模式。高校依托高等數學課程組織數學建模培訓及提供學科競賽平臺,以賽促學,通過實踐和學科競賽打造思政育人的實踐基地。學生在備賽和參賽過程中,需要主動了解科技和社會需求,主動提高自身的高等數學建模能力、抽象思維能力和解決復雜問題的綜合能力。

例如,我校成立數學建模協會,以第二課堂為平臺,定期舉行數模講座、論壇、沙龍、競賽等線下活動,并組織在線課程、線上會議等線上活動,將建模、編程、實踐與高等數學知識有機結合起來,將實踐案例和學科前沿知識有效引入教學,激發學生創新潛能。

(四)在教學評價中增加思政內容考核

高等數學課程思政教學評價要重視過程性考核,突出思政元素測評,將課程思政模塊的融入和評價覆蓋課程實施全過程。高等數學的學習評價主要涉及三個要素:評價內容、評價方式和評價主體。其中,評價內容不僅要評價學生的知識能力,還要關注學生的情感、心理和品德。評價方式不僅有終結性評價,還有診斷性評價和形成性評價。診斷性評價通過分析學生在開課前后填寫的問卷和量表結果,判斷學生的學習狀態;形成性評價記錄學生學習過程的參與情況,包括課程階段性測驗成績、課堂表現和課程拓展檢測等;終結性評價主要是對學生的期末考試成績、期末考試中融入的情感態度及拓展應用等思政元素的考核。評價主體不僅有授課教師,還有學生互評和小組互評,形成“層級打分+平行打分”的多元化評價。總之,科學有效的評價體系是檢驗課程思政教育效果的重要保證。

目前,我校高等數學課程思政教學的學習評價主要包含三部分內容: 一是線上平時成績,具體包括話題討論、項目式學習小組討論、預習視頻情況、線上章節測驗、選做拓展作業等,占總成績的20%;二是線下平時成績,包括隨堂練習、隨堂搶答、課程小論文、小組成果展示等,占總成績的30%;三是期末成績,通常采用閉卷考試的考查方式,卷面成績占總成績的50%。

三、結語

筆者按照“學習—思考—實踐—領悟”的邏輯設計了高等數學課程思政內容,構建了“一體雙鏈四融合”的思政教學閉環設計,使課程思政有機融入教學全過程,以問題為驅動,能夠促使學生主動學與思。高等數學課程思政以思政專題為基礎教學資源,讓學生在課前導學、課中思辨互學、課后研學及實踐,引導學生在應用中領悟道理,能夠促使學生成長為具有良好數學素養、掌握高等數學工具、致力于科技興國的新青年。