“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革策略

［摘? ? ? ? ? ?要］? 從“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下數(shù)學(xué)課程建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)出發(fā)，提出“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革策略，圍繞“價值—素質(zhì)—能力—知識”四要素，以學(xué)生發(fā)展為中心，以第一課堂和第二課堂為抓手，融合信息技術(shù)，更新教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)方法、教學(xué)模式和評價模式，構(gòu)建學(xué)科知識與價值塑造有機(jī)融合的數(shù)學(xué)課程教學(xué)體系，希望能為碳領(lǐng)域人才培養(yǎng)打下堅實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

［關(guān)? ? 鍵? ?詞］? “雙碳”戰(zhàn)略；人才培養(yǎng)；數(shù)學(xué)課程；教學(xué)改革；策略

［中圖分類號］? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］? 2096-0603（2023）27-0０49-04

①基金項(xiàng)目：貴州商學(xué)院2022年度校級教改項(xiàng)目“‘雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)下數(shù)學(xué)課程的人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐”（2022XJJG55）；貴州省教育廳數(shù)字化商業(yè)技術(shù)應(yīng)用工程研究中心（黔教技［2023］041號）；貴州省教育廳科技拔尖人才項(xiàng)目“超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)薄膜的制備及性能研究”（黔教技［2022］085號）。

作者簡介：成秘（1995—），女，漢族，四川達(dá)州人，碩士，助教，研究方向：數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)。

2022年4月，教育部印發(fā)的《加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》中，明確規(guī)劃和引導(dǎo)高等學(xué)校在發(fā)展服務(wù)國家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下加快專業(yè)人才的培養(yǎng)[1]，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)提供堅強(qiáng)的人才保障和智力支持，在其推動下，國內(nèi)高校開展相關(guān)研究。

數(shù)學(xué)課程作為應(yīng)用型本科商科院校的公共基礎(chǔ)必修課程之一，具有較強(qiáng)的邏輯性和應(yīng)用性，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定重要的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。因此，圍繞“價值—素質(zhì)—能力—知識”四要素，構(gòu)建數(shù)學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)模式，對于實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，培育碳領(lǐng)域人才具有重要研究意義。

一、“雙碳”背景下數(shù)學(xué)課程建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

普通經(jīng)管類院校的數(shù)學(xué)類課程設(shè)置一般為：大學(xué)一年級開設(shè)微積分，大學(xué)二年級開設(shè)概率論與數(shù)理統(tǒng)計等相關(guān)數(shù)學(xué)課程，相較于高中的高強(qiáng)度集中學(xué)習(xí)模式，對剛剛進(jìn)入大學(xué)的新生而言，在許多方面，需要更多的時間適應(yīng)新的學(xué)習(xí)模式。為探究學(xué)生對數(shù)學(xué)類課程學(xué)習(xí)的認(rèn)識，筆者對貴州商學(xué)院的一年級學(xué)生展開“對數(shù)學(xué)課程的認(rèn)識”問卷調(diào)查，收回306份有效問卷，調(diào)查結(jié)果如圖1所示（見文末）。從圖1可以看出，有46.7%的學(xué)生喜歡數(shù)學(xué)，但是，超過一半的學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)很難，僅有32%的學(xué)生愿意上課舉手發(fā)言。

數(shù)學(xué)課程內(nèi)容抽象且復(fù)雜、知識量龐大且課時緊張，為了完成教學(xué)任務(wù)，課堂多采用“以教師為主體”的教學(xué)模式，該教學(xué)模式雖能系統(tǒng)、快速地完成授課計劃，但忽視了學(xué)生的參與度，學(xué)生只是按部就班地被動接收教師講授的知識，缺乏獨(dú)立思考和自主探究的機(jī)會，以致學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識探究解決實(shí)際問題的能力薄弱[2]。目前，高校數(shù)學(xué)教學(xué)模式中普遍存在的問題總結(jié)如下：

（一）數(shù)學(xué)課程思政建設(shè)亟待完善

目前，各高校非數(shù)學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程建設(shè)仍在探索優(yōu)化中，在課程大綱和課堂教學(xué)中，結(jié)合課程特點(diǎn)，充分挖掘和滲透思政元素，系好專業(yè)人才培養(yǎng)方案的第一粒扣子，做好數(shù)學(xué)課程思政建設(shè)的頂層設(shè)計十分重要。因此，融合“雙碳”理念，育人全過程凸顯思政元素，完善基礎(chǔ)課程思政建設(shè)體系迫在眉睫。

（二）教學(xué)方法落后，教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)課堂“以教師為主體”，過度強(qiáng)調(diào)教師對數(shù)學(xué)知識的講解與課程內(nèi)容深度理解后凝練的知識脈絡(luò)與思維方式的傳授，教學(xué)效果取決于教師的教學(xué)水平，違背“以學(xué)生為中心”的教育理念，且數(shù)學(xué)知識內(nèi)容層次深、理論性強(qiáng)，極易增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，以致學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性普遍較低[3]。“一支粉筆、一份教案、一個統(tǒng)一的教學(xué)計劃”，利用這三個“一”完成整個數(shù)學(xué)課程教學(xué)設(shè)計[4]。這種教學(xué)方式缺乏現(xiàn)代信息技術(shù)和課堂教學(xué)深度融合，課堂氣氛活躍度不高，無法做到“因材施教”。

（三）教學(xué)資源不夠豐富

教材和教學(xué)課件目前仍是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要資源，而互聯(lián)網(wǎng)上豐富的課程資源仍沒有得到充分的開發(fā)和利用，以致于學(xué)生可選擇、可利用的學(xué)習(xí)資源不足，難以滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求[2]。

（四）考核方式不科學(xué)

數(shù)學(xué)類學(xué)科課程評價方式單一，通常采用“3∶7”評價方式，即平時成績和期末閉卷考試成績分別占總成績的30%和70%，其中，平時成績考核依據(jù)為出勤和課后作業(yè)。這種傳統(tǒng)評價方式以“試卷”考核為主，總成績達(dá)到60分為及格，忽視學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和個人發(fā)展層次等需求，以致數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀變成“死記硬背”“臨時抱佛腳”“60分萬歲”等[5]，而忽視基礎(chǔ)性知識理論的學(xué)習(xí)和研究，脫離數(shù)學(xué)教學(xué)的初衷和人才培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)采用合理、科學(xué)的教學(xué)評價模式，以提升教學(xué)效果。

二、“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革實(shí)踐

（一）圍繞“雙碳”戰(zhàn)略，構(gòu)建教學(xué)價值目標(biāo)

圍繞貴州商學(xué)院地方性應(yīng)用型本科高等學(xué)校辦學(xué)定位，以“新商科”和高質(zhì)量發(fā)展為引領(lǐng)，結(jié)合國家科技創(chuàng)新基礎(chǔ)要求和對基礎(chǔ)學(xué)科的建設(shè)需求，面向“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)展需求，數(shù)學(xué)課程對“雙碳”專業(yè)人才培養(yǎng)具有重要支撐作用，在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)視角下，從學(xué)校到教師再到學(xué)生應(yīng)從傳統(tǒng)的“數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)無用處，專業(yè)學(xué)習(xí)是重點(diǎn)”觀念轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詳?shù)學(xué)為本、經(jīng)濟(jì)為用”的教育理念，高度重視基礎(chǔ)課程教育，提高數(shù)學(xué)課程在大學(xué)人才培養(yǎng)模式中的支撐作用。

（二）圍繞“雙碳”戰(zhàn)略，融合課程思政，更新教學(xué)理念

“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下，人才培養(yǎng)模式，不是單一知識的傳授，要將習(xí)近平生態(tài)文明思想貫穿于高等教育人才培養(yǎng)體系全過程和各方面，加強(qiáng)綠色低碳教育，更新教學(xué)理念[1]。以第二課堂為載體，突破“象牙塔”教育模式，讓學(xué)生走向?qū)嵺`，踐行綠色低碳生活。

構(gòu)建“雙碳”元素有機(jī)融入課程思政教學(xué)的第一課堂：結(jié)合數(shù)學(xué)類課程特點(diǎn)，深挖“雙碳”元素中課程思政價值，構(gòu)建價值引領(lǐng)課程育人的目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的綠色低碳意識。如導(dǎo)入“定積分的概念”時，可創(chuàng)設(shè)“如何求解貴州省水域的總面積”問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力和探索提升能力，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中從我做起，從小事做起，愛護(hù)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，樹立“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下的綠色低碳意識；在開啟“多元函數(shù)的微積分”新篇章的講授時，可通過引入?yún)^(qū)域碳達(dá)峰中的“估計大氣溫度”和“預(yù)測碳排放”等相關(guān)數(shù)學(xué)模型[6]，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)作為其他學(xué)科的研究基礎(chǔ)的重要性，沒有數(shù)學(xué)則無法進(jìn)行定量分析，也無法為實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，提供合理、科學(xué)的方法。

構(gòu)建碳中和思維和行動模式的第二課堂：面對目前大學(xué)生存在的“無低碳意識”與“缺持續(xù)發(fā)展理念”等問題，結(jié)合學(xué)校第二課堂綜合素質(zhì)訓(xùn)練項(xiàng)目，廣泛開展綠色低碳教育、科普活動和社會實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的“氣候素養(yǎng)”和“碳中和素養(yǎng)”，如以融合環(huán)境教育和可持續(xù)發(fā)展理念的生態(tài)文明教育為宗旨，開展線上線下相結(jié)合的“雙碳”相關(guān)知識講座宣講活動，增強(qiáng)“雙碳”意識，致力于培養(yǎng)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)相匹配的高素質(zhì)人才，以促進(jìn)人類、環(huán)境和社會的多維度融合[7]；充分發(fā)揮大學(xué)生組織和志愿者隊(duì)伍的積極作用，開展以“低碳”“零碳”與“碳匯”為基本原則的系列實(shí)踐活動，如以公共交通出行代替私家車出行、減少一次性塑料制品的使用等行為，增強(qiáng)社會公眾綠色低碳意識，積極引導(dǎo)全社會綠色低碳生活方式[1]。

（三）圍繞“雙碳”戰(zhàn)略，優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)模式

碳中和是一場關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的系統(tǒng)性變革，需要制訂系統(tǒng)性的教學(xué)設(shè)計，以學(xué)生發(fā)展為中心，以第一課堂和第二課堂為抓手，融合信息技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)方法，構(gòu)建多維度的教學(xué)模式。

1.實(shí)施多維度教學(xué)模式

以學(xué)生為中心，改革教學(xué)模式，努力營造互動性強(qiáng)的教學(xué)課堂，鼓勵個性化的學(xué)習(xí)。積極優(yōu)化數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，采取“板塊教學(xué)”模式，引入問題驅(qū)動、探究式等智能化教學(xué)方法改革教學(xué)模式，以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。“板塊教學(xué)”模式是指針對學(xué)生個性化發(fā)展需求，將教學(xué)分基礎(chǔ)板塊和提高板塊針對性地進(jìn)行基礎(chǔ)知識培養(yǎng)和研究能力培養(yǎng)。基礎(chǔ)板塊作為通識課程必修的第一課堂，以各專業(yè)對數(shù)學(xué)課程基本要求為導(dǎo)向，構(gòu)建數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模塊為中心，基于問題驅(qū)動、課堂講授開展核心數(shù)學(xué)知識理論教學(xué)，重點(diǎn)夯實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，注重數(shù)學(xué)基本功訓(xùn)練；提高板塊作為交叉學(xué)科選修的第二課堂，以研討式教學(xué)為重心，以數(shù)學(xué)競賽和數(shù)學(xué)建模為載體，注重MATLAB（數(shù)值計算）、LINDO（規(guī)劃模型求解）、WinQSB（網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化模型求解）、SPSS（統(tǒng)計分析與描述）等數(shù)學(xué)類實(shí)驗(yàn)軟件在課程體系中的應(yīng)用與實(shí)踐，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和研究能力，兼顧知識拓展。

2.設(shè)計并實(shí)施階梯式的科研訓(xùn)練

以數(shù)學(xué)建模[8]構(gòu)建的第二課堂為載體，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、研究與討論、抽象數(shù)學(xué)模型、算法實(shí)現(xiàn)，培養(yǎng)科研技能和創(chuàng)新方法。大學(xué)數(shù)學(xué)協(xié)會與數(shù)學(xué)建模協(xié)會組成的研究對象平臺是項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)保障，以學(xué)生個性化發(fā)展需求為導(dǎo)向，從數(shù)學(xué)建模實(shí)踐訓(xùn)練的需求出發(fā)，提出興趣培養(yǎng)、專業(yè)鞏固、能力提升、全面發(fā)展四個訓(xùn)練階段，結(jié)合基礎(chǔ)層面的校級數(shù)學(xué)建模和大學(xué)生市場調(diào)查與分析大賽等相關(guān)競賽培訓(xùn)，院級、校級學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目到發(fā)展層面的省級、國家級學(xué)科競賽和省級、國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，構(gòu)建多層次的階梯式科研訓(xùn)練范式。

3.線上線下混合式教學(xué)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，知識不再僅僅來源于教師傳授，學(xué)生可方便地從網(wǎng)絡(luò)平臺中獲取相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，大學(xué)教育應(yīng)從關(guān)注教師的“教”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注學(xué)生的“學(xué)”。以學(xué)生“學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)”，整合線上線下教學(xué)資源，采用混合式教學(xué)模式，改革教學(xué)方法和手段，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的“主動性”。通過開展對分課堂或翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建線下教學(xué)模式，學(xué)生通過分組合作的形式完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過超星學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)MOOC、騰訊課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺構(gòu)建線上教學(xué)模式，開展“課前自主預(yù)習(xí)—以重難點(diǎn)知識講解和拓展訓(xùn)練為主的課中研學(xué)—課后師生知識總結(jié)歸納和鞏固訓(xùn)練”等教學(xué)三環(huán)節(jié)[8]，突破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，學(xué)生學(xué)習(xí)時間和地點(diǎn)不再局限于課堂上的50分鐘，有效地提高數(shù)學(xué)教學(xué)效果。

圖2展示數(shù)學(xué)類課程混合式教學(xué)設(shè)計流程，在課前，教師結(jié)合所授專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)情，自制資源和精選網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)資源，優(yōu)化課程案例、課程思政案例、配套線上預(yù)習(xí)和課后習(xí)題庫，借助網(wǎng)絡(luò)教育平臺進(jìn)行在線建課。課前，發(fā)布相關(guān)課程教學(xué)的預(yù)習(xí)清單，學(xué)生根據(jù)所發(fā)布的清單，完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)，總結(jié)本次預(yù)習(xí)任務(wù)中的疑難點(diǎn)；課中，預(yù)留10分鐘，進(jìn)行自學(xué)情況匯報，教師結(jié)合教學(xué)大綱的重難點(diǎn)和學(xué)生疑難問題，增加師生間、學(xué)生間互動交流時間。創(chuàng)設(shè)有趣的情境，以小組討論形式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到問題探究中，針對重難點(diǎn)，教師著重講解和開展拓展訓(xùn)練；課后，針對學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，階梯式地布置課后作業(yè)和拓展任務(wù)，針對整個班級，合理布置基礎(chǔ)性課后作業(yè)，在此基礎(chǔ)上，布置數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)建模類相關(guān)拓展任務(wù)，倡導(dǎo)自主、探究、合作等學(xué)習(xí)方式，以學(xué)習(xí)小組方式制作匯報PPT，成績以師生互評方式給出，以此作為“課堂表現(xiàn)”的成績，記錄在期末考核成績中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、思維創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。同時，為促進(jìn)師生之間在課后更好地進(jìn)行溝通和交流，建立QQ群、微信群等交流平臺，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中的疑難問題。

（四）圍繞“雙碳”戰(zhàn)略，優(yōu)化評價模式

作為基礎(chǔ)學(xué)科，數(shù)學(xué)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)之一是：依托理論聯(lián)動實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，注重人文素養(yǎng)教育的同時，找準(zhǔn)人才培養(yǎng)點(diǎn)位[9]，以適應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)對人才素質(zhì)的需求。教師應(yīng)摒棄“以試卷定所有”的考核方式，構(gòu)建多維度的科學(xué)、合理的教學(xué)評價模式，致力于培養(yǎng)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。多維度的評價模式由平時成績、期中考試成績與期末考試成績構(gòu)成，其分值占比分別為20%，20%和60%，在傳統(tǒng)的期末試卷考核的基礎(chǔ)上，增加期中考核和平時考核兩部分，以此為引，加強(qiáng)平時學(xué)習(xí)效果的監(jiān)督，以保障教學(xué)質(zhì)量，如圖3所示。

將第二課堂參與度添加到過程性考核指標(biāo)中，充分調(diào)動學(xué)生參與第二課堂的積極性，嚴(yán)格考核過程，以增強(qiáng)學(xué)生能力提高的獲得感和素質(zhì)提升的成就感。鼓勵考得好的學(xué)生參加數(shù)學(xué)競賽、數(shù)學(xué)建模比賽、大學(xué)生市場調(diào)查與分析大賽、互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等大學(xué)生相關(guān)學(xué)科競賽，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力，提高實(shí)踐能力和探索能力。

三、結(jié)束語

在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下，本科教育模式與培養(yǎng)理念也作出調(diào)整，以適應(yīng)國家綠色發(fā)展戰(zhàn)略對人才需求的變化，要通過融入課程思政元素，更新教學(xué)理念，運(yùn)用多元的授課模式、科學(xué)的考核手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率和質(zhì)量的雙提升；以知識傳授為基礎(chǔ)，以實(shí)踐能力提升為重點(diǎn)，以素質(zhì)養(yǎng)成為目標(biāo)，以價值引領(lǐng)為主導(dǎo)，重視“價值—素質(zhì)—能力—知識”四要素為一體的人才培養(yǎng)模式，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)提供堅強(qiáng)的人才保障。

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