“新工科”背景下融入課程思政的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究

許秀娟，王 瑋

（1.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100；2.山東大學(xué)數(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

新工科建設(shè)是高等工程教育在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命和新經(jīng)濟(jì)背景下，工程教育改革的重大戰(zhàn)略與部署[1]。新工科背景下，以學(xué)科交叉融合為核心，以協(xié)同育人為基礎(chǔ)，培養(yǎng)高素質(zhì)高技能全面型的德才兼?zhèn)涞膭?chuàng)新型人才，這對高校工程科技人才的培養(yǎng)提出了更高要求[2]。2020年5月，教育部發(fā)布了 《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確指出全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。

高等數(shù)學(xué)課程在高等院校中屬于一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課，是大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門數(shù)學(xué)課程，是學(xué)習(xí)其它相關(guān)課程的基礎(chǔ)[3]。在“新工科”背景下，在傳授知識(shí)的同時(shí)，如何引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持正確的政治方向，堅(jiān)持正確的價(jià)值追求，實(shí)現(xiàn)“德育”與“智育”的共同發(fā)展，是高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的必經(jīng)之路。

1 “新工科”背景下融入課程思政的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究的主要目標(biāo)

1.1 通過文獻(xiàn)研究和調(diào)查研究，設(shè)計(jì)高等數(shù)學(xué)課程思政建設(shè)模式，確立課程思政目標(biāo)（樹立辯證唯物主義世界觀，具有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、科學(xué)精神、求真務(wù)實(shí)、學(xué)以致用、挑戰(zhàn)創(chuàng)新的思維意識(shí)，能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)之美，提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)家國情懷）和教學(xué)改革方案，在“新工科”專業(yè)試點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)教學(xué)改革方案，并實(shí)施高等數(shù)學(xué)帶有課程思政內(nèi)容的教學(xué)模式。

1.2 挖掘高等數(shù)學(xué)課程中的思政教學(xué)素材。從數(shù)學(xué)家事跡、數(shù)學(xué)案例等多視角、多維度融入課程思政，實(shí)現(xiàn)高等數(shù)學(xué)知識(shí)教育與思政教育的有機(jī)融合，強(qiáng)化數(shù)學(xué)教學(xué)在素質(zhì)教育中的功能作用，將學(xué)生素質(zhì)培育作為數(shù)學(xué)教學(xué)的目標(biāo)，開辟數(shù)學(xué)教學(xué)育人新維度。

1.3 提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)的課程思政意識(shí)和能力。開發(fā)高等數(shù)學(xué)課程思政內(nèi)涵，將課程的知識(shí)育人和思政育人有機(jī)融合，提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的意識(shí)形態(tài)的把控能力；從多角度、多視覺挖掘課程思政素材，將價(jià)值引領(lǐng)和服務(wù)社會(huì)的意識(shí)融入課程目標(biāo)，提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的課程思政資源的挖掘能力和課程思政的教育能力。

2 “新工科”背景下融入課程思政的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究的改革方案

通過對高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及工科學(xué)生特點(diǎn)的分析，提出課程思政融入數(shù)學(xué)教學(xué)，致力于學(xué)生素質(zhì)培育的改革構(gòu)思：在社會(huì)主義核心價(jià)值觀的引領(lǐng)下，以立德樹人為根本，以課程思政建設(shè)為重點(diǎn)，以師資隊(duì)伍建設(shè)為支撐，融入數(shù)學(xué)文化，制訂與課程思政建設(shè)相適應(yīng)的教學(xué)大綱和教案。研究方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 研究方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

2.1 以人才培養(yǎng)為根本，以專業(yè)及崗位需求確定高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容，選擇內(nèi)容組合教學(xué)模塊，制定并動(dòng)態(tài)調(diào)整貼合實(shí)際的差異化課程教學(xué)方案。

2.2 每章以 “學(xué)用數(shù)學(xué)”為主線展開知識(shí)脈絡(luò)，按照“實(shí)例→理論→方法→應(yīng)用→思想方法”的邏輯順序組織由“公共基礎(chǔ)→專業(yè)應(yīng)用→拓展提升”的層次化教學(xué)。選取每章節(jié)知識(shí)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的典型數(shù)學(xué)思想與方法，通過具體實(shí)例讓學(xué)生體會(huì)該思想或方法的用途和價(jià)值，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)，提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2.3 顯隱結(jié)合，學(xué)教相融，構(gòu)建數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，并融入數(shù)學(xué)建模思想，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，滿足多層次需求。指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，解決大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等工程應(yīng)用問題，并將培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力貫穿于課程教學(xué)過程中。

2.4 管理學(xué)生學(xué)習(xí)行為，結(jié)合線上線下混合式教學(xué)，將線下講授、討論與線上預(yù)習(xí)、拓展有機(jī)結(jié)合，探索高等數(shù)學(xué)課程的有效教學(xué)方法，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提升教師課程思政資源的挖掘能力和教學(xué)能力，打造樂教敬業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

3 “新工科”背景下融入課程思政的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究的主要內(nèi)容

以立德樹人為根本，以課程思政建設(shè)為重點(diǎn)，以師資隊(duì)伍建設(shè)為支撐，構(gòu)建價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授三位一體人才培養(yǎng)體系。

3.1 課程思政教學(xué)改革方案實(shí)證研究

將教學(xué)團(tuán)隊(duì)與思政老師“結(jié)對子”，共同挖掘課程思政素材；制訂與課程思政建設(shè)相適應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，課程教案中增設(shè)思政元素模塊；以知識(shí)點(diǎn)為基點(diǎn)，以應(yīng)用案例為支架，以課程思政建設(shè)為抓手，完善高等數(shù)學(xué)課程思政案例庫。對課程思政建設(shè)模式試點(diǎn)，進(jìn)行自我對照和對比對照，評估改革效果，進(jìn)一步完善和修訂課程思政建設(shè)模式和教學(xué)改革方案。

3.2 融入數(shù)學(xué)文化，提升數(shù)學(xué)人文素質(zhì)教育

結(jié)合高等數(shù)學(xué)課程自身的特點(diǎn)，介紹數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)家的故事，介紹他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，浸潤數(shù)學(xué)思想和方法，傳承科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、堅(jiān)韌不拔、勇于探索的數(shù)學(xué)創(chuàng)新精神，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀、人生觀及愛國情懷，更好地促進(jìn)學(xué)生成長。樹立學(xué)生積極向上的人生觀、價(jià)值觀，在實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值。比如，我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚先生自學(xué)成才，并將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)生活和實(shí)踐，取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[4]；學(xué)習(xí)微積分時(shí)，介紹牛頓、拉格朗日等數(shù)學(xué)大家的堅(jiān)韌不拔和專心治學(xué)的科學(xué)精神。

3.3 定制模塊化課程體系，挖掘課程思政元素，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

以人才培養(yǎng)為根本，分析專業(yè)需求，設(shè)計(jì)模塊化課程體系。以專業(yè)核心能力為主線，推進(jìn)“公共基礎(chǔ)、專業(yè)應(yīng)用、拓展提升”三層次目標(biāo)，面向新工科各專業(yè)實(shí)施精準(zhǔn)推送。每個(gè)模塊制定課程思政教學(xué)目標(biāo)，挖掘課程思政教學(xué)案例，在突出課程內(nèi)容的基礎(chǔ)理論體系的同時(shí)，進(jìn)一步提升課程的育人功能。通過分模塊、分層次的教學(xué)內(nèi)容劃分，為新工科專業(yè)提供必要的知識(shí)和應(yīng)用能力儲(chǔ)備，提升數(shù)學(xué)教學(xué)與專業(yè)需求契合度的同時(shí)，進(jìn)一步突出高等數(shù)學(xué)的素質(zhì)教育功能。

以課程交叉融合為導(dǎo)向，在課程教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織上，從多學(xué)科中搜集并提取教學(xué)素材，重構(gòu)高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)專業(yè)應(yīng)用案例庫（表1），積極引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題，同時(shí)，與實(shí)際結(jié)合，挖掘課程思政元素。

表1 高等數(shù)學(xué)應(yīng)用案例

3.4 編寫“思政育人六維度”教學(xué)大綱，建設(shè)思政案例庫

抽象的數(shù)學(xué)概念和定理居多是高等數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn)之一，教學(xué)中適當(dāng)融入思政元素，建立知識(shí)點(diǎn)與思政元素的映射關(guān)系，幫助學(xué)生緩解學(xué)習(xí)緊張情緒，提高學(xué)習(xí)興趣。從“科學(xué)精神——數(shù)學(xué)之美——學(xué)以致用——挑戰(zhàn)創(chuàng)新——求真務(wù)實(shí)——家國情懷”育人六維度，編寫課程思政教學(xué)大綱，建設(shè)思政案例庫（表2），將思政元素適時(shí)融入課程內(nèi)容，通過“直觀展示、翻轉(zhuǎn)課堂、真實(shí)案例、課外拓展”逐漸遞進(jìn)地嵌入教學(xué)過程，提升數(shù)學(xué)教學(xué)在育人中的地位與層次，強(qiáng)化數(shù)學(xué)教學(xué)在素質(zhì)教育中的功能與作用，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)課程思政教學(xué)意識(shí)和能力，提高課堂教學(xué)的深度和溫度。

表2 高等數(shù)學(xué)思政案例

3.5 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，豐富線上平臺(tái)課程資源

一是探索育人提升渠道，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)課程思政育人教學(xué)能力。以思政育人為抓手，落實(shí)課程思政建設(shè)中教師的育人職責(zé)。通過開展 “教學(xué)觀摩”、“思政教學(xué)比賽”、“專家點(diǎn)評”、“會(huì)議交流”、“專家講座”等形式的交流與培訓(xùn)，開闊教師教學(xué)視野。二是依據(jù)自建線上資源平臺(tái)，推進(jìn)課程思政線上教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。在線上，教學(xué)視頻中設(shè)置課程思政案例，通過教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方式的改變，讓正確的價(jià)值觀由線下課堂轉(zhuǎn)向線上線下結(jié)合的多維度傳播。

3.6 構(gòu)建聯(lián)動(dòng)第一課堂與第二課堂的課程思政平臺(tái)

將顯性教育和隱性教育結(jié)合，深入挖掘高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的思政素材。在正常高等數(shù)學(xué)第一課堂教學(xué)的同時(shí)，組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)競賽和數(shù)學(xué)建模競賽，指導(dǎo)數(shù)學(xué)社團(tuán)，組建數(shù)學(xué)沙龍，營造開放積極的數(shù)學(xué)文化氛圍，開展數(shù)學(xué)教學(xué)育人的第二課堂。將“數(shù)學(xué)文化、思政元素、建模思想”有機(jī)融入，促進(jìn)了學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的提升。

3.7 健全“5+1”動(dòng)態(tài)嵌入式評價(jià)機(jī)制體系

依托智慧樹、超星泛雅等線上資源平臺(tái)，改革傳統(tǒng)“一刀切”考核方式，從學(xué)習(xí)態(tài)度、知識(shí)掌握情況、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新能力等方面，實(shí)施定性與定量相結(jié)合、線上與線下全過程評價(jià)機(jī)制。其中“5”過程：學(xué)習(xí)過程隨堂制、小組合作自評制、單元自測平均制、作業(yè)評閱點(diǎn)評制、期中檢測自查制；“1”終結(jié)：期末檢測綜合制。全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，著重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)。

4 培養(yǎng)質(zhì)量提高，育人效果明顯

以我校2020級的學(xué)生為試點(diǎn)，進(jìn)行融入課程思政的高等數(shù)學(xué)教學(xué)教學(xué)改革的實(shí)施。通過過程性與終結(jié)性考核結(jié)果分析，學(xué)生進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)價(jià)值，學(xué)習(xí)熱情高漲，課堂氣氛活躍，線上線下混合式教學(xué)過程中參與度顯著提高，高等數(shù)學(xué)成績優(yōu)良率、及格率逐年提升（見圖2），“三位一體”育人理念得到有效落實(shí)。并進(jìn)一步將教學(xué)改革在《線性代數(shù)》和《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程中推廣實(shí)施，效果良好。

圖2 近3年高等數(shù)學(xué)成績優(yōu)良率、及格率

5 結(jié)束語

在“新工科”背景下，將高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容模塊化，每個(gè)模塊既涵蓋系統(tǒng)完整的基礎(chǔ)理論知識(shí)，又涵蓋反映“新工科”專業(yè)背景實(shí)際問題的應(yīng)用案例，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)賦能學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)“新工科”專業(yè)學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)成效。融入課程思政、數(shù)學(xué)文化融入數(shù)學(xué)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)課程對學(xué)生的思想和人生觀的引領(lǐng)，提高學(xué)生數(shù)學(xué)修養(yǎng)，推動(dòng)立德與樹人，育才與育人的有機(jī)結(jié)合。