高等數(shù)學(xué)課程思政“基因植入式”教學(xué)改革實(shí)踐與思考

黃炯

[摘 要] 高等數(shù)學(xué)本身具備與課程思政有機(jī)融合的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為了構(gòu)建公共數(shù)學(xué)課程思政的立體育人體系，本文以高等數(shù)學(xué)課程為試點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐，將數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)思想和文化中蘊(yùn)含的思政元素通過“基因植入”教學(xué)模式融入課程教學(xué)，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 高等數(shù)學(xué);課程思政;基因植入;教學(xué)改革實(shí)踐

[作者簡介] 黃 炯（1975—），女，云南昆明人，博士，云南師范大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院講師，主要從事數(shù)學(xué)教育及應(yīng)用數(shù)學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G641 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）39-0061-02 ? ?[收稿日期] 2020-05-09

一、引言

“課程思政”是指發(fā)掘各專業(yè)課程所蘊(yùn)含的思政元素和所承載的思政功能，融入課堂教學(xué)，與“顯性育人”的思政課程協(xié)調(diào)同步、相得益彰。高等數(shù)學(xué)是大學(xué)非數(shù)學(xué)各專業(yè)均開設(shè)的一門重要的通識(shí)必修課，在后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)和提升學(xué)生綜合能力中起到的作用毋庸置疑。高等數(shù)學(xué)課程思政有許多研究[1-3]，但其由于課時(shí)少、內(nèi)容多、教學(xué)任務(wù)重等原因，教學(xué)仍基本重“知識(shí)技巧”輕“思想教育”。很多公共數(shù)學(xué)任課教師由于大多出身數(shù)學(xué)專業(yè)，課堂教學(xué)僅注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的傳授，德育元素較少，與專業(yè)的結(jié)合點(diǎn)也較少，與思政理論結(jié)合的份量更少，缺少對(duì)學(xué)生人生觀、價(jià)值觀和世界觀的引導(dǎo)，課程思政化意識(shí)還未真正融入教學(xué)過程中，導(dǎo)致課堂關(guān)注度和效率仍不夠高。

如何在教學(xué)中將專業(yè)知識(shí)傳授和思想價(jià)值引領(lǐng)有機(jī)統(tǒng)一，將思政之“鹽”均勻溶于專業(yè)課之“湯”中，使學(xué)生自然而然吸收“營養(yǎng)”呢？高等數(shù)學(xué)課程本身就具備與課程思政有機(jī)融合的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。為了發(fā)揮專業(yè)課程德育功能，構(gòu)建課堂教學(xué)全員、全程、全方位的立體育人體系，我們以《高等數(shù)學(xué)（C級(jí)）》為試點(diǎn)課程進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐改革，通過充分挖掘數(shù)學(xué)學(xué)科特色和優(yōu)勢(shì)，提煉課程中蘊(yùn)含的思政基因和科學(xué)價(jià)值范式，把學(xué)生三觀培育塑造通過“基因式”方法植入數(shù)學(xué)課堂，在知識(shí)學(xué)習(xí)中融入理想信念，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的熱愛，提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求真求實(shí)的理性精神。

二、高等數(shù)學(xué)課程思政的“基因植入式”教學(xué)模型及改革實(shí)踐

生物學(xué)研究經(jīng)常需要向細(xì)胞內(nèi)植入基因，常見做法是先將基因序列片段嵌入DNA細(xì)胞鏈轉(zhuǎn)化酶蛋白，再在連接酶等誘導(dǎo)化合物作用下催化機(jī)體代謝，達(dá)到改善機(jī)體功能的效果。課堂教學(xué)中此法稱為“基因植入式”教學(xué)策略。將專業(yè)課的理論知識(shí)體系看作基因序列，嵌入思政元素，通過教學(xué)思想、教師引導(dǎo)和教學(xué)情境的有機(jī)融合形成課程知識(shí)的內(nèi)化結(jié)果，從而改變學(xué)習(xí)行為，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愿望，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地去掌握知識(shí)技能?！陡叩葦?shù)學(xué)（C級(jí)）》是化生經(jīng)管專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，開設(shè)時(shí)間為第1學(xué)年，我們以教學(xué)內(nèi)容為載體，結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)將各種思政元素“基因”適時(shí)植入課程環(huán)節(jié)，傳播三觀塑造的正能量，激勵(lì)新生產(chǎn)生學(xué)習(xí)內(nèi)動(dòng)力和學(xué)術(shù)抱負(fù)。具體做法有：

（一） 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)注重“術(shù)道結(jié)合”，植入學(xué)術(shù)內(nèi)涵和科學(xué)素養(yǎng)基因

課程思政目標(biāo)為：一是通過在教學(xué)中介紹微積分中的數(shù)學(xué)思想及與實(shí)際的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生了解基本數(shù)學(xué)思想方法。二是通過了解相關(guān)的數(shù)學(xué)歷史發(fā)展概貌及其在社會(huì)發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀，增強(qiáng)愛國主義觀念并樹立正確的價(jià)值觀與人生觀。三是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力，能夠在學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中運(yùn)用所學(xué)理論進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，不斷進(jìn)行自我診斷、改進(jìn)及完善，優(yōu)化自身專業(yè)規(guī)劃，并形成終身學(xué)習(xí)理念。

（二）教學(xué)內(nèi)容重組再造，植入數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)思想、哲學(xué)和文化等思政基因

1.數(shù)學(xué)史中蘊(yùn)含著許多愛國主義和人文精神的基因要素。在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，有意識(shí)地引入我國數(shù)學(xué)史研究中取得的成就，了解我國科學(xué)家在數(shù)學(xué)發(fā)展中作出的重大貢獻(xiàn)。例如講授極限概念時(shí)，春秋時(shí)期《墨經(jīng)》中“窮，或有前，不容尺也”;戰(zhàn)國時(shí)期《莊子天下篇》中“一尺之錘，日取其半，萬世不竭”;魏晉時(shí)期《九章算術(shù)注》中劉徽的割圓術(shù)“割之彌細(xì)，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓合體，而無所失矣”。這些都是樸素直觀的對(duì)極限思想的理解。劉徽對(duì)圓面積公式的證明，被公認(rèn)為世界數(shù)學(xué)史上首次將極限思想和無窮小分割方法引入數(shù)學(xué)證明。南北朝時(shí)期的祖沖之在其基礎(chǔ)上將圓周率精確到小數(shù)點(diǎn)后7位，比歐洲人早一千多年。這些史料不僅加深對(duì)極限概念的理解，能掌握概念本質(zhì)，而且增強(qiáng)學(xué)生的文化自信和民族自豪感，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和追求科學(xué)真理的動(dòng)力。

2.數(shù)學(xué)思想也是課程思政的重要基因。講授一元函數(shù)微積分時(shí)，借助微積分的發(fā)展歷史，講清核心概念的由來，讓學(xué)生在充分了解數(shù)學(xué)發(fā)展基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，更好地掌握微積分思想。例如導(dǎo)數(shù)起源于17世紀(jì)的兩個(gè)科學(xué)問題：由光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)以及炮彈彈道軌跡的計(jì)算引起的有關(guān)曲線切線的研究;由力學(xué)的發(fā)展所涉及的質(zhì)點(diǎn)變速運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度的計(jì)算，這兩類問題均刻畫了導(dǎo)數(shù)的本質(zhì)--瞬時(shí)變化率。而對(duì)瞬時(shí)的刻畫引出微分概念和微分思想。定積分的概念也產(chǎn)生于兩類科學(xué)問題：第一類是已知加速度函數(shù)求瞬時(shí)速度和路程，第二類是求曲線長、曲線圍成的面積、曲面圍成的體積等問題。這些問題的共性是涉及不恒定量的求解，可以用“化整為零→以直代曲→積零為整”的思路來解決，這就是定積分的思想。微積分的思想不僅讓同學(xué)體會(huì)抽象概念的形成過程，清晰認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)來源于實(shí)際，而且明白復(fù)雜的事情都是由簡單的事情組合起來的，需要我們用智慧去分解，理性平和地去做事。

3.數(shù)學(xué)哲學(xué)和數(shù)學(xué)文化基因的植入。函數(shù)連續(xù)性與間斷性、可導(dǎo)與可積、不定積分和定積分等對(duì)比概念，蘊(yùn)含了矛盾對(duì)立統(tǒng)一、普遍聯(lián)系和否定之否定的辯證哲學(xué)規(guī)律;級(jí)數(shù)理論中從有限項(xiàng)的和到無限項(xiàng)和性質(zhì)變化，揭示辯證唯物主義中量變到質(zhì)變的規(guī)律;學(xué)習(xí)定積分的幾何應(yīng)用時(shí)，讓學(xué)生計(jì)算趙州橋拱形面積和弧長，體會(huì)“大國工匠”勇于探究的科學(xué)精神，提升用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。數(shù)學(xué)史上三次危機(jī)及化解，讓學(xué)生看到任何學(xué)科的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順，“危”“機(jī)”并存，只要堅(jiān)持科學(xué)理念和正確方法，就能獲得突破，解決危機(jī)。

（三）教學(xué)方法上注重思政基因信息傳遞有效性

在教學(xué)中避免生硬說教和一言堂，將各種互動(dòng)元素植入教學(xué)活動(dòng)。例如在線上教學(xué)平臺(tái)給學(xué)生提供課件、視頻，擴(kuò)展資源，布置作業(yè)、討論和小測(cè)驗(yàn)等，要求學(xué)生完成自學(xué)和討論等一定任務(wù)點(diǎn);要求學(xué)生課后查閱資料完成一些綜合訓(xùn)練;課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)，講清重難點(diǎn)，采取同伴互助，小組互助等合作學(xué)習(xí)方式;線上教學(xué)時(shí)利用平臺(tái)軟件進(jìn)行彈幕、投稿、隨機(jī)點(diǎn)名等，線下教學(xué)時(shí)利用教具和小組間競(jìng)賽，鼓勵(lì)學(xué)生上講臺(tái)演算、推導(dǎo)過程拼圖游戲等多元方式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與思考，激發(fā)其對(duì)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣和專注度，引發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)在認(rèn)知、情感和行為上的認(rèn)同感。

三、課程思政教學(xué)實(shí)踐的效果及思考

高數(shù)課堂思政教學(xué)模式的改革成效體現(xiàn)在學(xué)生知情意信行各方面，其形式表現(xiàn)復(fù)雜，有顯性和隱性、直接和間接、近期和遠(yuǎn)期的不同結(jié)果，因此，課程思政效果的評(píng)價(jià)不能單純量化。在教學(xué)改革實(shí)踐中，我們通過教學(xué)組研討、公開課、示范微課等形式對(duì)課程的思政觸發(fā)點(diǎn)進(jìn)行深入挖掘和植入時(shí)機(jī)的討論研究，建設(shè)了高等數(shù)學(xué)的課程思政指標(biāo)點(diǎn)分解庫和教學(xué)案例庫;主動(dòng)與專業(yè)課老師開展課程合作，整合教學(xué)，打造既有專業(yè)特色又有思政內(nèi)涵的新型高數(shù)課堂;通過課堂觀察，問卷調(diào)查、師生訪談、專題討論等方式考查教改效果。有效標(biāo)準(zhǔn)以“學(xué)習(xí)有料（有深度）、目中有人（有互動(dòng)）、眼里有光（有領(lǐng)悟）、臉上有笑（積極反應(yīng)）”來衡量，結(jié)果顯示學(xué)生更易于接受這種“思政基因植入式”教學(xué)方式，對(duì)課堂能主動(dòng)積極參與，學(xué)習(xí)熱情高，達(dá)到了積極肯定的教學(xué)效果，證明了教改是可行和富有成效的，而且有很大的發(fā)展空間，讓傳統(tǒng)的枯燥數(shù)學(xué)課堂煥發(fā)了新的魅力。

可植入數(shù)學(xué)課程的思政基因很多，關(guān)鍵的“催化酶”是教師。思政基因植入教學(xué)，要善于講好“數(shù)學(xué)故事”，隱藏動(dòng)機(jī)，把深刻的數(shù)學(xué)思想、抽象的數(shù)學(xué)概念和定理，轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的語言和案例，在教學(xué)過程中自然而然插入思政元素。過于明顯和突兀的插入會(huì)讓人感覺過于生硬，起不到原有的教育作用。只有跳出傳統(tǒng)教學(xué)框架，著重挖掘貼近生活、貼近專業(yè)、能觸動(dòng)學(xué)生興趣點(diǎn)的思政素材，讓思政理念貫穿專業(yè)學(xué)習(xí)始終，將其和數(shù)學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，在“潤物無聲”中構(gòu)建符合社會(huì)主義核心價(jià)值的“數(shù)學(xué)觀”，才能讓學(xué)生喜聞樂見、易于接受，真正做到“立德樹人”。

參考文獻(xiàn)

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