“新工科”背景下融入课程思政的高等数学教学研究

2022-07-11 03:38:46许秀娟
山东农业工程学院学报 2022年6期
关键词:新工科工科育人

许秀娟,王 玮

(1.山东农业工程学院,山东 济南 250100;2.山东大学数学院,山东 济南 250100)

新工科建设是高等工程教育在新科技革命、新产业革命和新经济背景下,工程教育改革的重大战略与部署[1]。新工科背景下,以学科交叉融合为核心,以协同育人为基础,培养高素质高技能全面型的德才兼备的创新型人才,这对高校工程科技人才的培养提出了更高要求[2]。2020年5月,教育部发布了 《高等学校课程思政建设指导纲要》,明确指出全面推进高校课程思政建设,发挥好每门课程的育人作用,提高高校人才培养质量。

高等数学课程在高等院校中属于一门学科基础必修课,是大学生进入大学后学习的第一门数学课程,是学习其它相关课程的基础[3]。在“新工科”背景下,在传授知识的同时,如何引导学生坚持正确的政治方向,坚持正确的价值追求,实现“德育”与“智育”的共同发展,是高等数学教学改革的必经之路。

1 “新工科”背景下融入课程思政的高等数学教学研究的主要目标

1.1 通过文献研究和调查研究,设计高等数学课程思政建设模式,确立课程思政目标(树立辩证唯物主义世界观,具有良好的学习习惯、科学精神、求真务实、学以致用、挑战创新的思维意识,能发现数学之美,提升数学素养,增强家国情怀)和教学改革方案,在“新工科”专业试点,根据教学内容设计教学改革方案,并实施高等数学带有课程思政内容的教学模式。

1.2 挖掘高等数学课程中的思政教学素材。从数学家事迹、数学案例等多视角、多维度融入课程思政,实现高等数学知识教育与思政教育的有机融合,强化数学教学在素质教育中的功能作用,将学生素质培育作为数学教学的目标,开辟数学教学育人新维度。

1.3 提高教学团队的课程思政意识和能力。开发高等数学课程思政内涵,将课程的知识育人和思政育人有机融合,提升教学团队的意识形态的把控能力;从多角度、多视觉挖掘课程思政素材,将价值引领和服务社会的意识融入课程目标,提升教学团队的课程思政资源的挖掘能力和课程思政的教育能力。

2 “新工科”背景下融入课程思政的高等数学教学研究的改革方案

通过对高等数学教学现状及工科学生特点的分析,提出课程思政融入数学教学,致力于学生素质培育的改革构思:在社会主义核心价值观的引领下,以立德树人为根本,以课程思政建设为重点,以师资队伍建设为支撑,融入数学文化,制订与课程思政建设相适应的教学大纲和教案。研究方案设计结构见图1。

图1 研究方案设计结构图

2.1 以人才培养为根本,以专业及岗位需求确定高等数学课程教学内容,选择内容组合教学模块,制定并动态调整贴合实际的差异化课程教学方案。

2.2 每章以 “学用数学”为主线展开知识脉络,按照“实例→理论→方法→应用→思想方法”的逻辑顺序组织由“公共基础→专业应用→拓展提升”的层次化教学。选取每章节知识点所关联的典型数学思想与方法,通过具体实例让学生体会该思想或方法的用途和价值,提升学生的数学文化素养,提高数学应用能力和实践创新能力。

2.3 显隐结合,学教相融,构建数学学习环境,并融入数学建模思想,培养学生实践创新能力,满足多层次需求。指导学生运用所学知识和相关软件进行数学建模,解决大数据、云计算等工程应用问题,并将培养学生实践创新能力贯穿于课程教学过程中。

2.4 管理学生学习行为,结合线上线下混合式教学,将线下讲授、讨论与线上预习、拓展有机结合,探索高等数学课程的有效教学方法,提升学生学习效果。加强师资队伍建设,提升教师课程思政资源的挖掘能力和教学能力,打造乐教敬业的教学团队。

3 “新工科”背景下融入课程思政的高等数学教学研究的主要内容

以立德树人为根本,以课程思政建设为重点,以师资队伍建设为支撑,构建价值塑造、能力培养、知识传授三位一体人才培养体系。

3.1 课程思政教学改革方案实证研究

将教学团队与思政老师“结对子”,共同挖掘课程思政素材;制订与课程思政建设相适应的教学目标,课程教案中增设思政元素模块;以知识点为基点,以应用案例为支架,以课程思政建设为抓手,完善高等数学课程思政案例库。对课程思政建设模式试点,进行自我对照和对比对照,评估改革效果,进一步完善和修订课程思政建设模式和教学改革方案。

3.2 融入数学文化,提升数学人文素质教育

结合高等数学课程自身的特点,介绍数学文化、数学思想和数学家的故事,介绍他们严谨的治学态度和科学精神,浸润数学思想和方法,传承科学严谨、坚韧不拔、勇于探索的数学创新精神,引导学生树立正确的价值观、人生观及爱国情怀,更好地促进学生成长。树立学生积极向上的人生观、价值观,在实现个人价值的同时也实现社会价值。比如,我国著名数学家华罗庚先生自学成才,并将数学理论应用于社会生产生活和实践,取得了很大的经济效益和社会效益[4];学习微积分时,介绍牛顿、拉格朗日等数学大家的坚韧不拔和专心治学的科学精神。

3.3 定制模块化课程体系,挖掘课程思政元素,优化教学内容

以人才培养为根本,分析专业需求,设计模块化课程体系。以专业核心能力为主线,推进“公共基础、专业应用、拓展提升”三层次目标,面向新工科各专业实施精准推送。每个模块制定课程思政教学目标,挖掘课程思政教学案例,在突出课程内容的基础理论体系的同时,进一步提升课程的育人功能。通过分模块、分层次的教学内容划分,为新工科专业提供必要的知识和应用能力储备,提升数学教学与专业需求契合度的同时,进一步突出高等数学的素质教育功能。

以课程交叉融合为导向,在课程教学内容的选择和组织上,从多学科中搜集并提取教学素材,重构高等数学教学内容,建设专业应用案例库(表1),积极引导学生应用数学解决实际问题,同时,与实际结合,挖掘课程思政元素。

表1 高等数学应用案例

3.4 编写“思政育人六维度”教学大纲,建设思政案例库

抽象的数学概念和定理居多是高等数学课程的特点之一,教学中适当融入思政元素,建立知识点与思政元素的映射关系,帮助学生缓解学习紧张情绪,提高学习兴趣。从“科学精神——数学之美——学以致用——挑战创新——求真务实——家国情怀”育人六维度,编写课程思政教学大纲,建设思政案例库(表2),将思政元素适时融入课程内容,通过“直观展示、翻转课堂、真实案例、课外拓展”逐渐递进地嵌入教学过程,提升数学教学在育人中的地位与层次,强化数学教学在素质教育中的功能与作用,增强团队课程思政教学意识和能力,提高课堂教学的深度和温度。

表2 高等数学思政案例

3.5 加强师资队伍建设,丰富线上平台课程资源

一是探索育人提升渠道,增强团队课程思政育人教学能力。以思政育人为抓手,落实课程思政建设中教师的育人职责。通过开展 “教学观摩”、“思政教学比赛”、“专家点评”、“会议交流”、“专家讲座”等形式的交流与培训,开阔教师教学视野。二是依据自建线上资源平台,推进课程思政线上教学平台建设。在线上,教学视频中设置课程思政案例,通过教学方法和学习方式的改变,让正确的价值观由线下课堂转向线上线下结合的多维度传播。

3.6 构建联动第一课堂与第二课堂的课程思政平台

将显性教育和隐性教育结合,深入挖掘高等数学教学内容中的思政素材。在正常高等数学第一课堂教学的同时,组织学生参加数学竞赛和数学建模竞赛,指导数学社团,组建数学沙龙,营造开放积极的数学文化氛围,开展数学教学育人的第二课堂。将“数学文化、思政元素、建模思想”有机融入,促进了学生数学应用能力和创新能力的提升。

3.7 健全“5+1”动态嵌入式评价机制体系

依托智慧树、超星泛雅等线上资源平台,改革传统“一刀切”考核方式,从学习态度、知识掌握情况、自主学习能力、团队协作、创新能力等方面,实施定性与定量相结合、线上与线下全过程评价机制。其中“5”过程:学习过程随堂制、小组合作自评制、单元自测平均制、作业评阅点评制、期中检测自查制;“1”终结:期末检测综合制。全面提升人才培养质量,着重培养学生自主学习能力和实践创新意识。

4 培养质量提高,育人效果明显

以我校2020级的学生为试点,进行融入课程思政的高等数学教学教学改革的实施。通过过程性与终结性考核结果分析,学生进一步明确了学习价值,学习热情高涨,课堂气氛活跃,线上线下混合式教学过程中参与度显著提高,高等数学成绩优良率、及格率逐年提升(见图2),“三位一体”育人理念得到有效落实。并进一步将教学改革在《线性代数》和《概率论与数理统计》课程中推广实施,效果良好。

图2 近3年高等数学成绩优良率、及格率

5 结束语

在“新工科”背景下,将高等数学教学内容模块化,每个模块既涵盖系统完整的基础理论知识,又涵盖反映“新工科”专业背景实际问题的应用案例,实现数学教学赋能学生专业学习,增强“新工科”专业学生对高等数学的学习成效。融入课程思政、数学文化融入数学教学,实现了数学课程对学生的思想和人生观的引领,提高学生数学修养,推动立德与树人,育才与育人的有机结合。

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