大学数学《线性代数》课程与思政教育融合的探索与实践

王瑞莲

(内蒙古财经大学 统计与数学学院,内蒙古 呼和浩特 010070)

一、研究背景和意义

2016年7月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出,坚持把立德树人作为中心环节,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,努力开创我国高等教育事业发展新局面[1]。2017年12月,《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》指出“要大力统筹推进课程育人,积极推动以课程思政为目标的课堂教学改革,梳理各门课程所蕴含的素质教育元素和所承载的思想政治教育功能,融入课堂教学各环节,实现思想政治教育与知识体系教育有机统一。”[2]在2018年全国教育大会、2019年全国思政课教师座谈会上习近平总书记发表的重要讲话,均强调了课程思政的重要性:“要坚持显性教育和隐性教育相统一,挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,实现全员全程全方位育人。”[3]2020年5月,《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称《纲要》)指出,把课程思政明确为落实立德树人根本任务的战略举措,全面提高人才培养质量的重要任务,明确要求“深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源。”[4]

高校公共数学基础课是学时最长,覆盖面最广,师生参与人数最多的课程,是开展课程思政良好的平台。周清华[5]、张璐和张龙[6]就课程思政理念如何融入学科教育,成效如何评价做了讨论;杨晓宏等[7]研究了互联网+背景下高校课程思政价值意蕴与实践路径。本文围绕新时代中国高等教育立德树人的根本任务,以学生为中心,探索公共数学基础课《线性代数》课程思政与教学如何有机融合的实践教学改革。挖掘、梳理公共基础课大学数学《线性代数》课程中所蕴含的思政教育元素;结合大学数学的学科特点和该课程育人目标,探寻恰当的思政教育元素契合点;选择科学合理的教学方法和手段,将思政教育元素“如盐入水”地融到大学数学《线性代数》课程教学中。

二、《线性代数》课程思政教育设计思路

该课程思政教育确立了一个中心,五个维度,四个举措,一个任务的顶层设计理念。以学生为中心,从文化自信、家国情怀和使命担当、正确的方法论、科学思维、科学精神五个维度挖掘思政教育元素。通过确立课程思政目标、优化课程思政内容、采用恰当的课程思政方法、合理的课程思政评价四个举措实现课程思政育人目标,最后实现“立德树人”的根本任务。

三、《线性代数》课程思政教育元素的挖掘

围绕立德树人的根本任务,结合该课程的学科特点,从课程知识本身出发,从五个维度进行思政教育元素的挖掘。

1.通过介绍数学家和数学发展史,使学生了解中国数学文化,树立文化自信,增强民族自豪感。

2.介绍中国科学家所取得辉煌成就及现代中国自主创新的突破性成果,激发学生的家国情怀和使命担当。

3.从数学理论的分析和证明中,为学生提供正确的方法论,树立正确的世界观、人生观、价值观。

4.从数学内容本身出发,引导学生养成辩证的,严谨的科学思维习惯。

5.从课程的相关理论在现代科技和生活中的应用,激发学生对数学的学习兴趣,探索未知,追求真理的科学精神。

四、《线性代数》课程思政教育的实施

(一)课程思政的实施,教师要先行

2020年,教育部颁布的《纲要》指出:“全面推进课程思政建设,教师是关键。要推动广大教师进一步强化育人意识,找准育人角度,提升育人能力。确保课程思政建设落地落实,见功见效。”因此,践行课程思政,教师要先行。

教师首先要有课程思政意识,意识到课程思政在育人过程中的重要性,要形成课程思政的自觉意识。教师不仅仅要有思政育人意识,同时还要提升自身课程思政的教学能力,才能在教学中将学科知识的传授与课程思政教育的融合有的放矢,游刃有余地进行。教师可以通过以下4种方式提升课程思政意识和课程思政能力。

1.教师通过参加学术研讨,或是学校教师发展中心组织的专项培训活动,向课程思政的“先行者”学习经验。

2.构建课程思政教学团队,协同备课,共同研究重构教学内容。教师根据大学数学《线性代数》课程的特点和具体的知识内容,挖掘和凝练课程思政教育元素,根据不同的教学内容以及融入的思政教育元素组织教学、设计教学等,将课程思政教育元素有机无缝地融入教学中。

3.教师也可利用现代化教学信息平台自主学习,观摩课程思政优秀教学案例,学习他们成熟的教学经验。

4.教师多参加教学大赛,以赛促教。教师多参加课程思政方面的大赛,不断提升教师自身的课程思政能力,在教学中将知识传授与课程思政有机融合,将教学变为教育,用心、用情、用爱教书育人。总之,教师要牢记“课程思政是落实立德树人根本任务的战略举措”,始终树立课程思政育人理念,将思政理念内化于心。

(二)课程思政的实施,落地落实于课堂教学中

《纲要》中还指出:课程建设是“主战场”,课堂教学是“主渠道”。因此课程思政建设的全面推进,最终要落实于课程教学的各个环节中。因此,挖掘课程本身的思政教育元素和在课堂教学中有机融入思政教育元素至关重要。找到知识点与思政教育元素自然融合的契合点,选择合适的教学手段和方法,在知识传授过程中将思政教育元素“如盐入汤”,达到潜移默化,润物无声的育人效果。如情境导入法、类比法、小组讨论式、学生参与式、探究式等多种教学方法。依托中国大学慕课,学银在线平台,借助学习通、微信、钉钉等实现课程思政的教学目标和育人目标。

1.重新修改教学大纲,在课程大纲中融入思政目标,即育人目标。制定教学大纲时,紧紧围绕“立德树人”的根本任务,将“价值塑造,知识传授,能力培养”三者融为一体。除了知识目标和能力目标外,要明确课程思政教育目标,即育人目标。重新梳理课程教学内容,挖掘课程知识本身所蕴含的思政教育元素,重新修订教学大纲,将思政目标融入教学大纲中。

2.从课程的教学内容入手,融入思政教育元素。教师要重新仔细梳理课程的内容,挖掘课程知识点本身所隐含的思政教育元素,明确不同章节内容和知识点相匹配的思政教育元素,将其列入教学内容中,将知识传授同价值塑造有机结合起来,使无形的思政教育固化到有形的数学课程教学中。本校教学团队围绕课程思政教学目标的一个中心,结合该课程的学科特点,从五个不同的维度进行了思政教育元素的挖掘,从课程知识点内容本身出发,挖掘和整理了14个典型的思政案例。下面举几个具体的例子。

例1在绪论课上介绍线性代数发展史时,其中“线性代数”这个词是1859年由翻译引入。李善兰是中国近代著名天文学家、数学家。通过介绍中国数学家的故事使学生看到中国数学文化源远流长。介绍线性代数发展史时,介绍中国著名数学著作《九章算术》,其中关于表示线性方程组以及解线性方程组使用的“直除法”。西方直到17世纪,莱布尼茨提出完整的线性方程组。我国古代数学家关于这一问题的研究早于西方一千余年,这是非常值得骄傲的。

例1通过介绍数学家和数学发展史,使学生对中国数学文化有所了解,树立文化自信,增强民族自豪感。在教学过程中,从中国科学家所取得辉煌成果及现代中国自主创新的突破性成果,激发学生的家国情怀和使命担当。如,例2和例3。

例2绪论课介绍线性代数在生活中应用时,如人口迁移问题,引起同学们对社会问题的关注,激发当代大学生的使命感和责任担当。

例3学习解线性方程组时,我们可以简单介绍中国数学家吴文俊,关于非线性方程组求解吴文俊先生建立了吴消元法,这个方法是求解代数方程组最完整的方法之一。以及他将中国传统数学的思想概括为机械化思想,取得与现代计算机科学相通的科学成就。激发学生的家国情怀和使命担当。

下面的例4和例5从数学理论的分析和证明中,为学生提供正确的方法论,树立正确的世界观、人生观、价值观。

例4n阶行列式的概念引入时,是先分析二阶、三阶行列式的特点规律,然后推广到n阶行列式。这是从特殊到一般,由简单到复杂,由具体到抽象的循序渐进的过程。引导学生学会通过观察分析,发现事物规律。

例5范德蒙德行列式的证明,通过分析其结构特点,采用“归纳法”,由低阶到高阶,由事先假设成立到验证成立,这是数学中常用的一种方法。

从数学内容本身出发,引导学生养成辩证的,严谨的科学思维习惯。如,例6和例7。

例6在讲授矩阵初等变换不改变矩阵的秩,向量组的秩,向量组线性关系等内容时,引导学生看到虽然矩阵的形式在变化,而本质是不变的,将“形变质不变”的思想渗透进教学,培养学生辩证的思维方法。

例7学习矩阵概念时,讲矩阵和行列式的区别时,矩阵和行列式形相似而质不同,引导学生养成严谨认真的习惯。

从课程的相关理论在现代科技和生活中的应用,激发学生对数学的学习兴趣,探索未知,追求真理的科学精神。如,例8和例9。

例8学习逆矩阵时,介绍逆矩阵在现代通信加密保密以及战争中的“情报传输加密与解密”应用,让学生了解数学在现代科技和生活中的实际应用,激发学生探索未知的精神.

例9学习线性方程组时,介绍线性方程组在GPS定位系统中应用,激发学生探索未知的精神以及感受数学之美。

3.从教学方法和手段入手,融入思政教育元素。课堂教学手段和方法的选择是决定课堂教学效果的重要因素,课程思政教育要注重过程和方法。就数学课程而言,要结合学生身心发展特点、课程的学科特点,选择合适的教学手段和方法,在知识传授过程中给予学生的价值观和情感态度以正面引导,以达到潜移默化、润物无声的育人效果。一方面,在背景介绍、知识点引入、理论应用拓展等环节,可以利用讲授法、启发式、探究式、参与式等多种手段和方法将思政教育元素融入课程教学;另一方面,随着教育信息化进程的不断推进,充分借助微课、慕课、中国大学慕课及网络资源等,用学生喜闻乐见的方式推动线上线下混合式学习在教学中应用。使得学科知识和课程思政教育合二为一,实现“隐性育人”功能。教师在课程教学的过程中,多个举措实施,保证课堂教学质量,同时也提高思政育人效果。

4.在课程考核中融入思政教育元素。课程思政的考核也从五个维度进行,从文化自信、科学思维、正确的方法论、科学精神、家国情怀五个方面考核评价,使得思政评价多元化。在课堂互动、小组学习、团队协作等方面进行奖励,形成考核评价。

五、教学效果与评价

线上线下混合式教学模式为课程思政的实施提供了良好的条件。课程思政的有机融入,使得教学质量和教学效果有明显提升。

首先,学生学习数学的积极性、主动性有了极大地提高,同时积极参加数学竞赛和数学建模大赛并多次获奖。

其次,学生的分析问题、抽象思维和逻辑推理能力、沟通能力和团队协作能力等也有了极大的提高,学生自信心增强。

最后,学生期末成绩的优秀率明显上升,创新能力也有了极大提升。同时,教师的教学和教研能力也有了极大的提升。