大學數學《線性代數》課程與思政教育融合的探索與實踐

王瑞蓮

(內蒙古財經大學 統計與數學學院,內蒙古 呼和浩特 010070)

一、研究背景和意義

2016年7月,習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出,堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人,全方位育人,努力開創我國高等教育事業發展新局面[1]。2017年12月,《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》指出“要大力統籌推進課程育人,積極推動以課程思政為目標的課堂教學改革,梳理各門課程所蘊含的素質教育元素和所承載的思想政治教育功能,融入課堂教學各環節,實現思想政治教育與知識體系教育有機統一。”[2]在2018年全國教育大會、2019年全國思政課教師座談會上習近平總書記發表的重要講話,均強調了課程思政的重要性:“要堅持顯性教育和隱性教育相統一,挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源,實現全員全程全方位育人。”[3]2020年5月,《高等學校課程思政建設指導綱要》(以下簡稱《綱要》)指出,把課程思政明確為落實立德樹人根本任務的戰略舉措,全面提高人才培養質量的重要任務,明確要求“深入挖掘各類課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源。”[4]

高校公共數學基礎課是學時最長,覆蓋面最廣,師生參與人數最多的課程,是開展課程思政良好的平臺。周清華[5]、張璐和張龍[6]就課程思政理念如何融入學科教育,成效如何評價做了討論;楊曉宏等[7]研究了互聯網+背景下高校課程思政價值意蘊與實踐路徑。本文圍繞新時代中國高等教育立德樹人的根本任務,以學生為中心,探索公共數學基礎課《線性代數》課程思政與教學如何有機融合的實踐教學改革。挖掘、梳理公共基礎課大學數學《線性代數》課程中所蘊含的思政教育元素;結合大學數學的學科特點和該課程育人目標,探尋恰當的思政教育元素契合點;選擇科學合理的教學方法和手段,將思政教育元素“如鹽入水”地融到大學數學《線性代數》課程教學中。

二、《線性代數》課程思政教育設計思路

該課程思政教育確立了一個中心,五個維度,四個舉措,一個任務的頂層設計理念。以學生為中心,從文化自信、家國情懷和使命擔當、正確的方法論、科學思維、科學精神五個維度挖掘思政教育元素。通過確立課程思政目標、優化課程思政內容、采用恰當的課程思政方法、合理的課程思政評價四個舉措實現課程思政育人目標,最后實現“立德樹人”的根本任務。

三、《線性代數》課程思政教育元素的挖掘

圍繞立德樹人的根本任務,結合該課程的學科特點,從課程知識本身出發,從五個維度進行思政教育元素的挖掘。

1.通過介紹數學家和數學發展史,使學生了解中國數學文化,樹立文化自信,增強民族自豪感。

2.介紹中國科學家所取得輝煌成就及現代中國自主創新的突破性成果,激發學生的家國情懷和使命擔當。

3.從數學理論的分析和證明中,為學生提供正確的方法論,樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。

4.從數學內容本身出發,引導學生養成辯證的,嚴謹的科學思維習慣。

5.從課程的相關理論在現代科技和生活中的應用,激發學生對數學的學習興趣,探索未知,追求真理的科學精神。

四、《線性代數》課程思政教育的實施

(一)課程思政的實施,教師要先行

2020年,教育部頒布的《綱要》指出:“全面推進課程思政建設,教師是關鍵。要推動廣大教師進一步強化育人意識,找準育人角度,提升育人能力。確保課程思政建設落地落實,見功見效。”因此,踐行課程思政,教師要先行。

教師首先要有課程思政意識,意識到課程思政在育人過程中的重要性,要形成課程思政的自覺意識。教師不僅僅要有思政育人意識,同時還要提升自身課程思政的教學能力,才能在教學中將學科知識的傳授與課程思政教育的融合有的放矢,游刃有余地進行。教師可以通過以下4種方式提升課程思政意識和課程思政能力。

1.教師通過參加學術研討,或是學校教師發展中心組織的專項培訓活動,向課程思政的“先行者”學習經驗。

2.構建課程思政教學團隊,協同備課,共同研究重構教學內容。教師根據大學數學《線性代數》課程的特點和具體的知識內容,挖掘和凝練課程思政教育元素,根據不同的教學內容以及融入的思政教育元素組織教學、設計教學等,將課程思政教育元素有機無縫地融入教學中。

3.教師也可利用現代化教學信息平臺自主學習,觀摩課程思政優秀教學案例,學習他們成熟的教學經驗。

4.教師多參加教學大賽,以賽促教。教師多參加課程思政方面的大賽,不斷提升教師自身的課程思政能力,在教學中將知識傳授與課程思政有機融合,將教學變為教育,用心、用情、用愛教書育人。總之,教師要牢記“課程思政是落實立德樹人根本任務的戰略舉措”,始終樹立課程思政育人理念,將思政理念內化于心。

(二)課程思政的實施,落地落實于課堂教學中

《綱要》中還指出:課程建設是“主戰場”,課堂教學是“主渠道”。因此課程思政建設的全面推進,最終要落實于課程教學的各個環節中。因此,挖掘課程本身的思政教育元素和在課堂教學中有機融入思政教育元素至關重要。找到知識點與思政教育元素自然融合的契合點,選擇合適的教學手段和方法,在知識傳授過程中將思政教育元素“如鹽入湯”,達到潛移默化,潤物無聲的育人效果。如情境導入法、類比法、小組討論式、學生參與式、探究式等多種教學方法。依托中國大學慕課,學銀在線平臺,借助學習通、微信、釘釘等實現課程思政的教學目標和育人目標。

1.重新修改教學大綱,在課程大綱中融入思政目標,即育人目標。制定教學大綱時,緊緊圍繞“立德樹人”的根本任務,將“價值塑造,知識傳授,能力培養”三者融為一體。除了知識目標和能力目標外,要明確課程思政教育目標,即育人目標。重新梳理課程教學內容,挖掘課程知識本身所蘊含的思政教育元素,重新修訂教學大綱,將思政目標融入教學大綱中。

2.從課程的教學內容入手,融入思政教育元素。教師要重新仔細梳理課程的內容,挖掘課程知識點本身所隱含的思政教育元素,明確不同章節內容和知識點相匹配的思政教育元素,將其列入教學內容中,將知識傳授同價值塑造有機結合起來,使無形的思政教育固化到有形的數學課程教學中。本校教學團隊圍繞課程思政教學目標的一個中心,結合該課程的學科特點,從五個不同的維度進行了思政教育元素的挖掘,從課程知識點內容本身出發,挖掘和整理了14個典型的思政案例。下面舉幾個具體的例子。

例1在緒論課上介紹線性代數發展史時,其中“線性代數”這個詞是1859年由翻譯引入。李善蘭是中國近代著名天文學家、數學家。通過介紹中國數學家的故事使學生看到中國數學文化源遠流長。介紹線性代數發展史時,介紹中國著名數學著作《九章算術》,其中關于表示線性方程組以及解線性方程組使用的“直除法”。西方直到17世紀,萊布尼茨提出完整的線性方程組。我國古代數學家關于這一問題的研究早于西方一千余年,這是非常值得驕傲的。

例1通過介紹數學家和數學發展史,使學生對中國數學文化有所了解,樹立文化自信,增強民族自豪感。在教學過程中,從中國科學家所取得輝煌成果及現代中國自主創新的突破性成果,激發學生的家國情懷和使命擔當。如,例2和例3。

例2緒論課介紹線性代數在生活中應用時,如人口遷移問題,引起同學們對社會問題的關注,激發當代大學生的使命感和責任擔當。

例3學習解線性方程組時,我們可以簡單介紹中國數學家吳文俊,關于非線性方程組求解吳文俊先生建立了吳消元法,這個方法是求解代數方程組最完整的方法之一。以及他將中國傳統數學的思想概括為機械化思想,取得與現代計算機科學相通的科學成就。激發學生的家國情懷和使命擔當。

下面的例4和例5從數學理論的分析和證明中,為學生提供正確的方法論,樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。

例4n階行列式的概念引入時,是先分析二階、三階行列式的特點規律,然后推廣到n階行列式。這是從特殊到一般,由簡單到復雜,由具體到抽象的循序漸進的過程。引導學生學會通過觀察分析,發現事物規律。

例5范德蒙德行列式的證明,通過分析其結構特點,采用“歸納法”,由低階到高階,由事先假設成立到驗證成立,這是數學中常用的一種方法。

從數學內容本身出發,引導學生養成辯證的,嚴謹的科學思維習慣。如,例6和例7。

例6在講授矩陣初等變換不改變矩陣的秩,向量組的秩,向量組線性關系等內容時,引導學生看到雖然矩陣的形式在變化,而本質是不變的,將“形變質不變”的思想滲透進教學,培養學生辯證的思維方法。

例7學習矩陣概念時,講矩陣和行列式的區別時,矩陣和行列式形相似而質不同,引導學生養成嚴謹認真的習慣。

從課程的相關理論在現代科技和生活中的應用,激發學生對數學的學習興趣,探索未知,追求真理的科學精神。如,例8和例9。

例8學習逆矩陣時,介紹逆矩陣在現代通信加密保密以及戰爭中的“情報傳輸加密與解密”應用,讓學生了解數學在現代科技和生活中的實際應用,激發學生探索未知的精神.

例9學習線性方程組時,介紹線性方程組在GPS定位系統中應用,激發學生探索未知的精神以及感受數學之美。

3.從教學方法和手段入手,融入思政教育元素。課堂教學手段和方法的選擇是決定課堂教學效果的重要因素,課程思政教育要注重過程和方法。就數學課程而言,要結合學生身心發展特點、課程的學科特點,選擇合適的教學手段和方法,在知識傳授過程中給予學生的價值觀和情感態度以正面引導,以達到潛移默化、潤物無聲的育人效果。一方面,在背景介紹、知識點引入、理論應用拓展等環節,可以利用講授法、啟發式、探究式、參與式等多種手段和方法將思政教育元素融入課程教學;另一方面,隨著教育信息化進程的不斷推進,充分借助微課、慕課、中國大學慕課及網絡資源等,用學生喜聞樂見的方式推動線上線下混合式學習在教學中應用。使得學科知識和課程思政教育合二為一,實現“隱性育人”功能。教師在課程教學的過程中,多個舉措實施,保證課堂教學質量,同時也提高思政育人效果。

4.在課程考核中融入思政教育元素。課程思政的考核也從五個維度進行,從文化自信、科學思維、正確的方法論、科學精神、家國情懷五個方面考核評價,使得思政評價多元化。在課堂互動、小組學習、團隊協作等方面進行獎勵,形成考核評價。

五、教學效果與評價

線上線下混合式教學模式為課程思政的實施提供了良好的條件。課程思政的有機融入,使得教學質量和教學效果有明顯提升。

首先,學生學習數學的積極性、主動性有了極大地提高,同時積極參加數學競賽和數學建模大賽并多次獲獎。

其次,學生的分析問題、抽象思維和邏輯推理能力、溝通能力和團隊協作能力等也有了極大的提高,學生自信心增強。

最后,學生期末成績的優秀率明顯上升,創新能力也有了極大提升。同時,教師的教學和教研能力也有了極大的提升。