1. 引言
随着时代的发展,改革创新体现在方方面面。我国的高等教育也进行着教育改革。党的二十大报告中指出“完善思想政治工作体系,着力培养担当民族复兴大任的时代新人”,这对高校高层次人才培养提出了更高要求,也是高校落实立德树人的根本任务。各类课程应与思政理论同向同行,形成协同效应 [1] [2] 。
2. 课程思政融入教学的必要性
高等数学是大一新生必修的一门公共基础课,具有逻辑性强、涉猎面广、学时长等特点,有利于培养学生抽象思维能力、科学严谨的学习态度和创新精神。数学在工程建筑、交通运输、金融医疗等领域也有广泛的应用,推动了科技的进步,改变着我们的生活,这门学科的发展中蕴含了深厚的数学发展史和数学文化,定理中反映的哲学思维、对称美学等都值得深入探索。由此在授课中融入思政元素,运用多媒体、数学软件丰富教学过程,起到润物细无声,帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观,向学生传播正确的政治观念,引导学生理性对待社会现象,更好地理解自己的社会位置,明确社会属性,提升他们的社会参与度和责任感,是可行且必要的。
3. 课程思政元素的挖掘路径
3.1. 数学发展史
数学的发展是一个漫长的历史,春秋战国时期,我国就采用了十进位制记数法,形成二进位制思想起源,《墨经》中出现的几何图形均早于其他国家上百年。中国古代数学书《九章算术》中的分数运算法则、方程术等也是“鼻祖”,可见当时我国的数学水平位居世界前列,但闭关锁国期间,我国的数学发展缓慢,在幂级数等方面得到了一些发展。进入近代,中华民族凭借坚忍不拔的毅力,发展教育,涌现了华罗庚、苏步青、陈省身、陈景润等数学家,他们在相应领域的取得了令人赞叹的数学造诣。通过这个过程,学生能够增强文化自信,培养爱国主义,勇担重任,肩负起新时代发展的历史责任。
3.2. 数学美感
数学美感融合了数学学科和人文艺术学科等,数学拥有独特的符号语言,数学公式中的简洁美,科赫雪花图形的对称美,斐波那契螺旋线在大自然中散发着和谐之美,乐器中的泛音列波长体现了调和级数的规律美感,这些使我们在学习过程中感受到了数学的魅力,数学美感丰富了学生的精神世界,提升了审美情趣,激发了创造力和想象力。
3.3. 数学应用
数学在自然科学和生活中具有广泛的应用,例如重要极限中的e体现了极限的概念,进一步拓展成为增长函数,这个模型在连续复利、物体的冷却、细胞的繁殖、放射元素的衰变中都有所体现,几何学上呈现出增长的螺线,在生物学中叶片的生长、田螺外壳的生长都是这个形状,此外这个曲线又可以用来解释飞蛾扑火的原因。
实际上,很多问题都可以转化为对应的数学模型进行求解,小到生活中的自然现象,大到中国高铁、港珠澳大桥的设计等。通过具体实例,增强学生探索与思考问题的能力,做到理论联系实际。
3.4. 数学的哲学思想
高等数学是以极限为研究工具,很多无限的问题通常将其转化为有限问题,再通过极限来求解。正如爱因斯坦所说;“有限与无限并非绝对独立的,而是相互连结,并能互相转化的。”例如定积分概念中通过有限个矩形面积去趋近曲边梯形面积,级数和定义中通过部分和的极限认识级数和,这些都反映了有限与无限的辩证关系,也在这个过程中体会了量变到质变的过程,在学习极值和最值中体会局部和整体的对立统一关系,将数学和哲学思想结合起来,为学生学习数学概念的理解提供新思想和方法论,同时也丰富了他们的哲学思想。
4. 教师课程思政教学能力提升
4.1. 提升自身素质,注重言传身教
教师深入学习课程思政的内涵,思政教育在人类发展的历史长河中意义深远,在马克思主义的指导下,通过基本矛盾推动事物的发展,产生了认识发生论等哲学思想,推动社会发展,对教育理论、德育等具有一定的启发意义。指导着思想层面,明确课程思政对学生理想信念、爱国情怀、乐观心态等影响深远。同时遵循“四有好老师”的要求,积极储备思政教育理念,在知识传授中实现能力和价值观一体化提升,增强育人效果。
4.2. 丰富教学手段,活跃课堂氛围
信息化手段为教学提供了更加生动形象的课堂,将教学案例以视频的形式动态演示,例如,在讲授双曲抛物面时,可以用多媒体展示国家大剧院、广州塔小蛮腰、贵州天文望远镜等,提出问题为什么建筑设计师如此青睐于双曲抛物面,激发学习兴趣,启发学生从艺术感官、结构形态、建筑设计等角度分析,培养学生的发散思维,体会数学在生活中的应用。在重积分学习中,教师可以在授课中融入数学专业软件,比如Matlab、Geogebra等,让学生更容易理解元素法以及重积分的几何意义,同时在比赛和科研中应用软件,简化数学运算 [3] 。
4.3. 建立案例资源库,定期教学研讨
高数教研室组织教研活动,根据课堂反馈,归纳总结教学中细节问题的讲解经验。实现老带新传帮带的效果。提升教学水平。高等数学课程内容含量大,要选择精炼典型的案例,建立案例资源库。同时与思政教师搭建互通渠道,定期向思政教师请教国家最新的方针政策,领会精神内涵,总结归纳新时代的思政元素后巧妙注入高数教学。召开学术交流研讨会,邀请思政教师、先进教师传授经验,要注重梯队建设,切实开展搭班子、结对子、老带新等组织模式,高数教师要悟深、悟透思政教育对高等数学教学的重要性,从而实现高数教师教学能力水平现代化,更好的适应新时代教育体制改革。建立协同机制,邀请思政教师进行学科知识交流,及时更新思政理论。形成共同参与的合力格局,既要实现课程思政效果,又要紧密契合知识点,避免“两层皮”现象。
5. 课程思政实践过程
5.1. 课前雨课堂导读
高数教师应在课前充分准备,收集纸质版和电子版教学资料,丰富教学资源。借助当下网络技术,开发线上资源,增加课前学时,善于利用微信群、QQ群、雨课堂、学习通等app开展“全时段”的课程思政教育。如在讲授可分离变量方程时,教师可在网络上搜集航母相关介绍的小视频,课前使用雨课堂上传云端供学生浏览,通过“尝试计算战机安全滑跑问题”吸引学生对本节课的学习兴趣,引导学生预习用分离变量法解决问题,实现知识课前零距离。在介绍重积分的应用–曲面的面积时,观看北斗三号全球卫星导航系统开通仪式视频,导入新课,展示我国现代科技成果,鼓励学生重视科技创新,为国出力,矢志不渝,完成课程思政的教学目标。
5.2. 课中多应用软件传授
高数教师要编制富有思政特色的课堂教学设计和教学课件,为学生提供“多元化”授课。如在讲授定积分概念时,应用geogebra制作定积分动态分割图,应用matlb、spss、lingo等数学软件进行模型求解,生动形象的展示定积分数学思想:分割、近似、求和、取极限,培养学生养成终身学习的习惯,使学生懂得再复杂的事情都是由简单的事情组合起来的,需要用智慧去分解,正如荀子《劝学》篇提出的“不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海”的量变和质变的哲理,感受古代思想家的智慧 [4] 。
5.3. 课后流媒体巩固
课后是学生对课堂内容领会吸收的重要环节,更需要在课后的复习答疑中增加思政元素,以实现学生对学科知识的学以致用。如在定积分的应用章节课后实践中,高校教师可向学生推荐《数学建模案例选集》《大国重器》等涉定积分应用领域流媒体读物,以拓宽学生知识面,增强动手和数学建模能力,感悟高数中的大国工匠精神。由于学识有限,我校开展了高等数学学习通网络共享资源课的建设,包含高数上下册全部章节的视频课件与测验,每章的知识点总结和习题课建设,数学文化与思政教育,数学实验与实践创新,考研园地等内容,此课程已经在平台上线,支撑课程思政案例教学。
5.4. 建立教学效果评价体系
运用信息化手段,可以动态记录学生在课堂上的学习数据,实现教学全过程信息汇总,形成过程性评价。同时,要将学生参与数学建模、大学生数学竞赛、社会实践等纳入考核评价体系中,构建“线上 + 线下、过程 + 结果、知识 + 德育”混合式的、多元化考评方式。
6. 结束语
高等数学体现的科学精神和人文思想是融合思政教育的重要载体,在知识传授时按照立徳为先,树人为本的教育理念,加深课程思政融入点的挖掘,丰富高等数学思政案例,贴近专业背景设计教案,将抽象的数学概念转化为生动的数学故事,将德育内容和高数重难点融汇创新,这是高校教师在教学实践中面临的挑战,需要我们不断地探索,共同努力。