科學素養(yǎng)與人文精神的融通
——大學數學課程思政教學改革探析*

孫和軍 王海俠

（南京理工大學 理學院，江蘇 南京 210094）

當前，大學生的思想狀況主流上是積極向上的［1］108，但一些大學生也出現了心理素質欠佳、誠信意識淡薄、社會責任感缺乏、道德選擇偏差、理想信念模糊等種種問題。黨的十九大報告指出，要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人。課程思政是加強大學生思想政治教育、推進課程教學改革、落實立德樹人根本任務的重要舉措。課程思政就是要將思想政治教育融入各類課程教學，發(fā)揮各類課程的育人功能，破解高校思想政治教育完全依靠思想政治理論課的孤島現象，實現“各門課程都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”［2］。

如何基于課程視角科學地進行課程思政教學改革是當前高等教育亟待破解的一個難題。在本文中，我們選取數學這一具有代表性的理工科課程對這一問題進行探討，探尋如何在大學數學課程教學中，既注重凝聚知識底蘊，又強化價值引領，使科學教育和人文教育相融合。

一、加強大學數學課程思政建設的必要性

數學課程思政是挖掘數學課程育人功能、豐富數學課程內涵的重要途徑，是將馬克思主義的立場、觀點和方法應用于課程教學的必然選擇，是實現學生在知識、能力、情感、態(tài)度、價值觀等方面全面進步的客觀要求。

（一）課程思政是打破學科條塊分割、促進科學教育與人文教育的融通、建構“顯性課程+隱性課程”全課程育人體系的重要保證

高校要堅持育人為本、德育為先，把立德樹人作為根本任務。但長期以來，學科和專業(yè)分化越來越細，科學教育和人文教育涇渭分明，大學課程教學文理分家的傾向越發(fā)嚴重。一方面，大學思想政治教育完全依賴思想政治理論課——思政教育顯性課程，勢單力薄、育人效果有限。另一方面，在工具主義科技價值觀的支配下，理工科課程對課程育人功能的定位存在欠缺，缺少對課程思想教育功能的挖掘，缺乏對學生理想、信念和精神鑄就的引領。這種狀況既不利于思政教育的開展，也不利于理工科課程教書育人目標的達成。而作為理工科學生接受科學素養(yǎng)的重要載體，大學數學課程是理工科課程思政教學改革中最為重要和最具改革難度的隱性課程之一。

從二十世紀后半葉開始，一些復雜的科技前沿問題需要綜合運用多個學科的理論、思想和方法加以解決。隨著科技創(chuàng)新融合的趨勢加劇，跨學科、跨專業(yè)間的交叉、互通和合作成為常態(tài)，各種學科之間觀念上的互啟、方法上的互用、學科上的互構、精神上的互融，正日益成為普遍的學科建設活動。以接受科學教育為主的理工科人才無疑需要來自人文學科的養(yǎng)分，以促進其全面發(fā)展。而課程思政正是打破學科的條塊分割、實現跨學科融通、充分調動文理學科教育優(yōu)勢的一種途徑，它將以往單純地依賴思政課程進行思政教育的模式轉變?yōu)楦采w各學科、各專業(yè)、各課程的大思政、大德育。這意味著所有課程的知識體系都要體現思政德育元素，所有教學活動都要發(fā)揮立德樹人、價值引領的功能。因此，課程思政將促進科學教育與人文教育的融通，發(fā)揮包括大學數學課程在內的各種理工科課程——思政教育隱性課程的育人功能，“有助于將課堂主渠道功能發(fā)揮最大化，扭轉專業(yè)課程教學重智輕德現象”［3］，構建“顯性課程+隱性課程”全課程的育人格局。

（二）課程思政是發(fā)揮數學課程育人功能、建構以學生為中心教學模式、促進學生全面發(fā)展的需要

在科技工具主義的支配下，許多理工科課程形成了以知識為本位的教學范式，課程教學未能正確處理知識傳授和價值引領之間的關系，往往過于重視理論的傳授和灌輸，偏重于學生解題能力、邏輯思維能力等的培養(yǎng)。由于學科屬性、課程特性，這一問題在大學數學課程中顯得尤為突出并具有代表性。

從學科角度來看，數學是研究數量、結構、變化、空間以及信息等概念的一門學科，從某種角度看屬于形式科學的一種。數學具有科學性、抽象性、系統(tǒng)性等特性。這些特性造成了對數學公共課程教學和數學學習的一些錯誤認識，認為：學習數學，就是要獲得數學知識，掌握一大堆重要的數學概念、定理、公式和結論，懂得各種各樣的數學方法和手段，這就是數學學習的全部。當這種教學模式發(fā)揮到極致時，也意味著其弊端開始顯現：學生的主體作用被抑制，課程的情感育人、價值引領作用被忽視，使得學生對數學的情感變得淡漠，甚至導致許多學生產生數學課程刻板、枯燥、乏味、無趣的負面情緒。

大學階段是一個人的世界觀、人生觀、價值觀形成的關鍵階段。除了需要搭建廣博的知識框架外，大學生的成長與發(fā)展還需要價值觀的正面引導，需要正能量指引人生的方向。作為教學模式改革的重要方向，以學生為中心的教學包含情境、協作、會話和意義建構四大要素，這些都離不開情感的交流、思維的碰撞、價值的引領。因此，為了保證學生的全面發(fā)展，以學生為中心的教學模式建構必須考慮學生的思想和價值觀層面的問題，要將價值引導作為模式建構的重要組成部分。正如習近平同志指出“思想政治工作從根本上說是做人的工作，必須圍繞學生、關照學生、服務學生”［2］，課程思政關注的就是立德樹人的問題。課程思政為數學課程教學改革提供了推動力，有利于促進數學課程以學生為中心教學模式的建構，將知識、情感、態(tài)度、價值觀等一體化，“把思想價值引領貫穿教育教學全過程和各環(huán)節(jié)”［4］，更好地發(fā)揮數學課程的育人功能。

二、大學數學課程思政教學改革實施策略

課程思政教學改革的核心問題是如何解決各類思政教育隱性課程價值引領缺位的問題，發(fā)掘和提升課程的育人功能。作為理工科思政教育隱性課程的代表，大學數學課程亟待進行課程思政教學模式改革的探索，充分挖掘課程中蘊含的思政教學元素，推動數學公共基礎課程在教學理念、教學內容、教學方式方面的變革，豐富課程教育內涵，挖掘育人價值，拓展教育教學功能，提升課程教學的思想性、人文性。

（一）數學課程教師要提高思政教育的意識，更新教學理念，提升思政教育教學能力

課程思政對數學課程專任教師提出了新的更高要求，教師要在意識、理念和能力方面進行提升，更好地擔負起學生健康成長指導者和引路人的責任。

第一，教師自身要提高思政教育的自覺性和意識，“傳道者自己首先要明道、信道”［1］110。 教師要扭轉思政教學是和課程理論教學搶時間的錯誤認識，形成立德樹人是教育工作者神圣使命的意識，充分認識到思政元素的融入對課程知識傳授的促進作用、全面育人目標達成的重要意義，堅定自身的理想信念，不斷提升自身的道德情操。第二，教師要深刻領會課程思政的本質要求，著眼于滿足學生成長發(fā)展過程中對思想、態(tài)度和價值觀正面引導的需求和期待，樹立知識傳授與價值引領相結合、以學生為中心的教學理念。第三，教師要培養(yǎng)和提升思政教育能力，處理好知識與技能、過程和方法、情感態(tài)度與價值觀三者的關系。教師要努力將數學課程教學過程轉變?yōu)橹?、情、意、行交織統(tǒng)一的過程，促進科學教育與人文教育的和諧統(tǒng)一，實現學生科學素養(yǎng)和人文精神的全面進步。

（二）梳理數學課程教學內容，結合數學的學科特點和課程育人定位，發(fā)掘適切的思政映射和融入點，無痕地將思政元素融入課程教學

推進數學課程思政教學改革、落實立德樹人最為關鍵和困難的問題是：如何貼合課程的特點進行思政映射和融入點的設計，以滿足對大學生進行情感態(tài)度和價值觀引導的教育要求。

不同課程在人才培養(yǎng)方案中都有其獨特的作用，不同專業(yè)不同課程也有其自身建設的規(guī)律和要求［5］。我們不能把思想政治理論內容進行簡單的分割、貼標簽式地統(tǒng)一加入課程教學。事實上，不同的課程有不同的情感態(tài)度和價值觀的教育要求。為了做到緊貼課程、科學有序地開展思政教學，創(chuàng)建課程思政教學案例庫是一個行之有效的方法。教師要仔細梳理數學課程的思政元素，在專業(yè)學科知識體系中尋找與德育知識體系相匹配的觸點，明確不同章節(jié)內容和知識點相匹配的思政映射和融入點案例，將其列入教學計劃的重要條目和課堂講授的重要內容，將知識教育同價值觀教育結合起來，使無形的思政教育固化到有形的數學課程教學中，增強思政教育的說服力和感染力。

數學的特點是理性有余，而感性不足。大學數學課程是培養(yǎng)理工科創(chuàng)新型人才的重要載體。結合數學課程的學科特點和育人目標，數學課程應該更多地發(fā)掘愛國情操、科學世界觀、創(chuàng)新人格、理性精神等思政元素，用感性的思政內容賦予課程以溫度和人文關懷。數學思政映射和融入點的案例選取和設計要保證適切性。也就是說，既要保證思政教育的針對性和親和力，又要貼合數學課程的特點。

（三）選擇合適的教學手段和方法，達到循序漸進、潤物無聲、潛移默化的思政育人效果

課堂教學手段和方法的選擇是決定課堂教學效果和效率高低的重要因素。由于過分追求知識與能力目標，傳統(tǒng)的數學課堂教學手段和方法較為單一，基本上是以教師講解為主，學生則是知識的被動接收者，課堂單調、刻板、沉悶，師生之間缺乏情感交流和感情共鳴。

思想政治教育所要達到的目標是提高學生的思想水平、政治覺悟、道德品質、文化素養(yǎng)，要將社會主義的核心價值觀、正面積極的情感態(tài)度深入人心。想畢其功于一役，補丁式的、貼標簽式的空洞生硬說教是很難將思想政治教育落到實處的。因此，課程思政教育要重視過程與方法。就大學數學課程而言，我們要結合大學生身心發(fā)展特點、認知心理發(fā)展特征、課程的學科特點，選擇合適的教學手段和方法，在知識傳授的過程中無痕地給予學生的價值觀與情感態(tài)度以正面引導，實現知識傳授和價值引導的有機統(tǒng)一，以達到循序漸進、潤物無聲、潛移默化的育人效果。

一方面，在知識點引入、背景介紹、理論應用拓展等環(huán)節(jié)，我們可以利用案例講解分析法、視頻賞析分析法、探究式、討論式等多種手段和方法直接將思政映射融入數學課程教學。另一方面，隨著教育信息化進程的不斷推進，我們要以信息化引領課程思政教學模式的創(chuàng)新，充分借助微課、慕課、課程網站、網絡資源等，用學生喜聞樂見的方式推動翻轉課堂、混合式學習在數學課程思政教學中的應用，通過體驗式思考實現情感共鳴和行為認同。

三、大學數學課程思政映射和融入點的案例設計

我們要以問題為導向，結合數學的學科特點和課程育人定位，精心挖掘大學數學課程蘊含的思政元素，尋找與德育知識體系相匹配的觸點，將生動的思政案例自然地融入數學課程理論教學，回應學生在理想、信念、道德、情感等方面的困惑和迷惘，給予學生的世界觀、人生觀、價值觀、創(chuàng)新人格等以積極正面的引導。

（一）數學家的愛國事跡：對大學生進行愛國主義教育，樹立知識報國的遠大志向

案例1：1946年，華羅庚先生應邀赴美國普林斯頓高等研究院訪問，并被伊利諾伊大學聘任為教授。1949年10月，新中國成立，國家一窮二白，百廢待興，生活和研究條件都比美國差得多。在這種情況下，華羅庚先生仍心系祖國的前途和命運，毅然決然地拒絕了伊利諾伊大學的挽留，放棄了美國的優(yōu)厚待遇，選擇回到祖國的懷抱，用自己所學為中國的建設貢獻自己的力量。在告中國留美同學的公開信中，華羅庚寫道：“梁園雖好，非久居之鄉(xiāng)。歸去來兮！為了抉擇真理，我們應當回去，為了國家民族，我們應當回去，為了為人民服務，我們也應當回去，就是為了個人出路，也應當早日回去，建立我們工作的基礎，為我們偉大祖國的建設和發(fā)展而奮斗！”回國后，華羅庚先生為中國數學、科技的發(fā)展做出了卓越的貢獻。

案例解析：法國科學家巴斯德說過：“科學無國界，但科學家有祖國?！比A羅庚先生的一生展現了強烈的愛國主義情懷。運用華羅庚先生的事例，可以很好地對學生進行愛國主義教育，幫助學生樹立為國家的富強、民族振興、人民幸福貢獻自己一份力量的遠大志向。

（二）中國歷史上數學發(fā)展所取得輝煌成果：增強大學生對民族文化的自豪感和認同感

案例2：勾股定理在西方被稱為畢達哥拉斯定理。相傳是古希臘數學家畢達哥拉斯于公元前550年首先發(fā)現的。而我國商朝時期的商高提出了“勾三股四玄五”的勾股定理特例，這比畢達哥拉斯的發(fā)現早了500多年。數學家祖沖之首次將圓周率精確地計算到小數點后第七位，即在3.141 592 6和3.141 592 7之間。這一結果在當時世界遙遙領先。直到一千年后的十六世紀，阿拉伯數學家阿爾·卡西才打破了這一紀錄。

案例解析：中國是一個有著五千年文明歷史的泱泱大國，數學發(fā)展的成果也是五千年燦爛文化的一部分，是我們民族、文化傳承的寶貴財富之一。中國古代數學取得了很多當時領先世界的研究成果。我們要有意識地將這樣的成果與數學課程相關的教學內容有機地融合。例如，圓周率的研究中蘊含著化圓為方、以直代曲、樸素的極限思想。這些輝煌成果無疑可以激發(fā)大學生的民族和文化的自豪感和認同感，讓他們成為中國傳統(tǒng)文化的傳承者、創(chuàng)新者。

（三）近年來我國自主創(chuàng)新的突破性成果：堅定大學生對中國特色社會主義道路自信

案例3：近幾年來，我國科技成果出現“井噴”的現象，嫦娥探月工程、世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、中國超級計算機等一大批科技突破性進展不斷涌現。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一，也是我國繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。2017年6月，在德國發(fā)布的最新一期的全球超級計算機500強榜單中，“神威太湖之光”憑借“超級速度”第三次出現在榜首位置，實現三連冠。這些科技成果都依賴于數學理論和方法的支撐。

案例解析：這些科技成就都是我國自主創(chuàng)新的成果，是自主創(chuàng)新能力大大增強的外在表現。取得這些成績和進步的根本原因是中國共產黨結合中國國情開辟了中國特色社會主義道路。對比中國近代數學和科技落后于西方世界、國力衰微而被列強欺凌侵略的歷史，學生將會從心底里由衷地為我們國家的進步點贊，發(fā)出“厲害了，我的國”這樣發(fā)自肺腑的贊嘆，使學生堅定對中國特色社會主義道路的信心，樹立潛心學習科學文化知識、鍛煉才干的決心，肩負起社會主義事業(yè)的建設者和接班人的重擔，為建設富強民主文明和諧的社會主義現代化國家貢獻力量。

（四）馬克思主義理論：幫助大學生樹立實事求是的科學世界觀，為其將來形成誠實守信的職業(yè)操守奠定基礎

案例4：在數學推導計算中，差一個符號、寫錯一個變量，都會造成“失之毫厘，謬以千里”的嚴重后果。在航天領域，具有中間軌道的發(fā)射軌道是發(fā)射衛(wèi)星的常用形式?；鸺l(fā)射時，先由發(fā)射軌道到達第一次入軌點，然后經由中間軌道到達第二次入軌點，進入地球同步軌道完成發(fā)射任務。在這個過程中，火箭推力的大小、軌道的傾角、衛(wèi)星變軌的時間等等的計算極為重要，容不得半點差錯，微小的計算錯誤都可能直接導致發(fā)射任務的失敗。

案例解析：作為對馬克思主義哲學辯證唯物主義和歷史唯物主義的高度概括，實事求是的原則貫穿于馬克思主義哲學的唯物論、辯證法、認識論、價值論當中。它體現了馬克思主義哲學的根本觀點和根本方法：一切從實際出發(fā)，是實事求是的前提和基礎；理論聯系實際是堅持實事求是的途徑；堅持實踐是檢驗真理的標準，是真正做到實事求是的重要保證［6］。作為人類邏輯和思維產物的數學是最講實事求是的一門科學，一是一，二是二，來不得半點虛假，粗枝大葉、敷衍塞責都是與數學的嚴謹性格格不入的；偽造數據、抄襲、造假更是與實事求是精神相違背的。我們要將馬克思主義的理論精髓要義融入數學的計算、推導、證明的分析中，在潛移默化中幫助學生形成實事求是的科學世界觀，為其將來形成誠實守信的職業(yè)操守奠定基礎。

（五）數學家獨辟蹊徑的創(chuàng)新故事和數學思想方法：為大學生提供正確的方法論，提升思維的創(chuàng)新品質

案例5：非歐幾何是不同于歐氏幾何的幾何學，一般指的是雙曲幾何和橢圓幾何。非歐幾何發(fā)現于對歐氏幾何第五公設（平行公設）的研究中。在兩千年的時間里，有無數的學者質疑平行公設的獨立性，希望用其他公設推得第五公設，但都以失敗告終。俄國數學家羅巴切夫斯基在大量細致分析的基礎上另辟蹊徑，創(chuàng)造性地用與歐氏幾何平行公設相矛盾的說法替代，按照公理化方法建立起雙曲幾何——這一全新的幾何體系。

案例解析：分析問題視角的獨特性和解決問題的新穎性是評判創(chuàng)新型人才創(chuàng)新能力高低的重要標準［7］。而數學理論中蘊含著分析和綜合、抽象和具化、比較和概括、判斷和推理等思想方法。它們是形成對客觀事物的認知、分析和解決問題的重要方法，是方法論的重要組成部分。許多數學家不囿于舊有思路，借助正確的方法論打破固有的思維模式，從新的角度用新的方式得出具有創(chuàng)造性的結論，推動了數學理論的發(fā)展。這無疑會給大學生以創(chuàng)新思維的啟迪，提升其思維的創(chuàng)新品質。

（六）數學家追求真理的故事：塑造大學生積極向上的精神品質和勇于探索的創(chuàng)新人格

案例6：高斯、鮑耶、羅巴切夫斯基都是非歐幾何的發(fā)現者。但現在人們都把雙曲幾何稱為羅氏幾何，并稱羅巴切夫斯基為幾何學的哥白尼，原因在于高斯、鮑耶、羅巴切夫斯基在發(fā)現非歐幾何過程中所展現的不同態(tài)度。高斯是非歐幾何的最早發(fā)現者。但由于擔心新幾何會遇到不滿和反對，高斯選擇將自己的發(fā)現秘而不宣。由于不滿高斯對其非歐幾何工作的評價和遲遲得不到世人對其工作的肯定，鮑耶最終選擇放棄對非歐幾何的研究。只有羅巴切夫斯基在孤獨和無助中勇敢地與嘲諷、否定、攻擊做斗爭，這其中包括像著名數學家奧斯特羅格拉茨基院士這樣的學術權威對他的嘲諷以及社會對他的人身攻擊。即使在身患重病、臥床不起的困境下，他也沒停止對非歐幾何的研究。他的最后一部巨著《論幾何學》是在雙目失明、臨去世的前一年通過口授的方式完成的。

案例解析：數學問題的解決是一個歷經嘗試、失敗、反思、否定、批判的反復探索過程。羅巴切夫斯基不畏質疑和非議、不懼權威和流言、終其一生都在為追求真理而竭盡全力，這給大學生塑造了重要的精神和人格榜樣。積極進取、樂觀向上、能經受挫折、具有毅力恒心等是當代大學生需要具備的良好精神品質，勇于探索、敢于冒險、堅韌不拔、百折不撓是可貴的創(chuàng)新人格特質，這些都是我們在數學思政教學過程中所要傳遞給學生的。

總而言之，積極更新教學理念，結合課程的特點充分發(fā)掘思政元素，選擇合適的教學手段和方法，使思政教育的因子無痕地融入課程教學中，用具有正能量、積極向上的思政教育給予大學生的世界觀、人生觀、價值觀以積極正面的引導，實現知識傳授與價值引導、科學素養(yǎng)與人文精神的有機融合，達到循序漸進、潤物無聲、潛移默化的思政育人效果，這正是我們當下在大學數學課程以及其他各類課程貫徹黨的教育方針、落實立德樹人根本任務、推進思政教學改革所要做的工作。