课程思政融入高等数学协同育人的研究与探索
摘要
关键词
课程思政;高等数学;协同育人
正文
引言
新时代高等教育强调立德树人的根本任务,要求专业课程与思政教育同向同行。高等数学因其严密的逻辑体系和广泛的应用价值,在培养学生科学思维和人文素养方面具有独特优势。当前数学课程思政建设存在元素挖掘不深、教学方法单一等问题,亟需探索有效的协同育人机制。通过分析数学知识中的思政内涵,结合具体教学案例,本文探讨如何将价值塑造融入知识体系,使学生在掌握数学工具的同时,形成正确的世界观和方法论,为培养德才兼备的创新人才提供理论支持和实践参考。
一、高等数学课程的育人价值
高等数学课程具有独特的育人价值,其严谨的逻辑体系与抽象思维训练能够培养学生的科学精神与理性思维。通过数学概念的历史演变过程,学生可以感悟人类对真理的不懈追求,形成尊重科学、实事求是的态度。数学定理的推导过程蕴含着辩证唯物主义思想,极限理论体现量变到质变的哲学规律,矩阵运算反映事物普遍联系的原理,这些都有助于学生建立正确的世界观和方法论。数学建模解决实际问题的实践过程,能够激发学生的创新意识与解决复杂问题的能力,培养精益求精的工匠精神。数学发展史中中国古典数学成就的讲授,可以增强学生的文化自信与民族自豪感,而现代数学在航天、通信等领域的应用案例,则能培育科技报国的家国情怀。高等数学课程通过知识体系与思维方法的系统训练,不仅提升学生的数学素养,更在潜移默化中实现价值引领,达到知识传授与价值塑造的有机统一,为培养德才兼备的创新人才奠定基础。
二、高等数学协同育人的现状
当前高等数学协同育人实践仍处于探索发展阶段,多数高校已认识到数学课程的思政价值,但在具体实施中仍存在诸多不足。从教学内容看,部分教师对思政元素的挖掘停留在表面,简单添加数学家故事或生硬联系政治理论,未能将思想教育与数学知识有机融合。教学方法上仍以传统讲授为主,缺乏情境创设和互动讨论,难以引发学生的价值共鸣。从教师层面看,数学教师普遍缺乏系统的思政教育训练,对课程思政理解不够深入,存在重知识轻育人的倾向。从评价机制看,尚未建立科学的育人效果评估体系,难以衡量思政教育的实际成效。尽管部分高校已开展数学课程思政示范课建设,但整体上仍缺乏系统性的教学设计,各校发展不平衡,协同育人机制尚未完善。同时,数学课程与专业课程、思政课程的协同配合不足,未能形成育人合力。这些现状表明,高等数学协同育人需要从理念更新、师资培训、方法创新和机制建设等方面进行系统性改革。
三、课程思政融入高等数学协同育人的策略
(一)在极限概念教学中渗透辩证唯物主义思想
高等数学课程中极限理论的讲授是培养学生科学世界观的重要契机,教师在大一年级第一学期讲授函数与极限章节时,可以精心设计教学案例展现量变与质变的辩证关系。以数列极限ε-N定义为切入点,通过分析刘徽割圆术求圆周率的历史案例,展示割之弥细,所失弥少的辩证过程:当圆内接正多边形边数n趋近无穷时,其周长无限逼近圆周长,但永远不能完全等同。这个案例生动诠释了量变积累引起质变的哲学原理,教师可引导学生思考正多边形周长这个量的持续变化如何最终达成质的飞跃——由多边形转化为圆。在具体教学实施中,先通过几何画板动态演示割圆过程,再引导学生用数学语言描述这一现象,最后上升到哲学层面讨论量变质变规律在自然科学中的普遍性,使数学知识、历史文化和哲学思想有机融合。
(二)通过微积分发展史培育科技创新精神
在讲授大一年级第二学期微分中值定理时,教师可以深度挖掘微积分创立过程中的科学精神教育价值。以牛顿-莱布尼茨公式的发现过程为案例,详细展示两位数学家在相互独立又相互影响的研究轨迹:牛顿从物理运动问题出发创立流数法,莱布尼茨从几何切线问题建立微分概念。教师可重点分析他们如何突破传统数学框架,创造性地将无限小量引入数学体系。在课堂实施中,先让学生尝试用不同方法求曲边梯形面积,感受方法的局限性;再通过历史文献选读,了解牛顿如何将瞬时速度问题抽象为数学表达;最后引导学生讨论科学创新需要的品质,如批判思维、开放包容等。这个案例将数学发展关键节点的创新思维具象化,有助于学生理解科技创新的本质特征。
(三)在线性代数教学中强化系统思维训练
矩阵运算的教学是培养系统思维的良好载体,在大二年级矩阵的初等变换单元中,教师可以设计交通网络优化案例:某城市有5个主要交通枢纽,需要建立最优的公交线路系统。将各枢纽间的客流量数据构建为5阶矩阵,通过矩阵的行变换和列变换,寻找客流量最大的交通走廊。在具体教学中,先让学生收集真实城市交通数据构建邻接矩阵;再引导他们运用初等变换将矩阵化为行最简形,识别关键路径;最后讨论如何平衡运输效率与资源投入。这个案例将抽象的矩阵运算转化为解决复杂系统问题的工具,学生在数据处理、模型简化、方案优化的全过程中,既掌握了数学方法,又培养了系统分析能力,理解到数学工具在解决现实系统工程问题中的强大作用。
(五)通过数学建模实践培育团队协作精神
在数学建模竞赛培训课程中,教师可以设计跨学科综合案例培养学生的协同创新能力。以城市垃圾分类站点优化布局为题,要求团队综合运用图论、优化理论和统计分析等方法解决问题。具体实施时,先指导学生收集真实社区的人口密度、垃圾产量等数据;再引导他们建立包含运输成本、环境效益等多目标规划模型;最后通过模型求解提出布局方案。在这个为期两周的项目中,学生需要分工完成数据采集、模型构建、算法实现和报告撰写等工作,深刻体会到团队协作对解决复杂问题的重要性。案例教学不仅提升了学生的数学应用能力,更培养了沟通协调、责任担当等职业素养,实现了知识学习与品格养成的双重目标。
结束语
课程思政与高等数学的深度融合,为理工科专业育人开辟了新路径。通过数学知识的哲学解读、历史溯源和应用拓展,使抽象的理论教学具备了价值引领的育人功能。实践证明,这种协同育人模式不仅没有削弱数学教学的专业性,反而通过思想启迪激发了学生的学习动力。未来需要进一步完善评价体系,加强师资培训,推动数学课程思政向更深层次发展,为培养具有科学精神和人文情怀的高素质人才作出更大贡献。
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