石冠男 劉今子 郭立豐 杜 輝 王春艷 辛 華
(東北石油大學數(shù)學與統(tǒng)計學院 黑龍江·大慶 163318)
大學數(shù)學課程以培養(yǎng)學生掌握利用數(shù)學工具解決學科專業(yè)問題為主要教學目的?!按髮W數(shù)學”類課程在高校課程教育中的重要意義已經(jīng)毋庸置疑了。常規(guī)“大學數(shù)學”課程包括:高等數(shù)學,線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計等,由于理論晦澀難懂,高度抽象與工科學院的專業(yè)課程實際需求具有明顯的“實踐脫節(jié)”和“教學困境”。學生在學習時,感覺“大學數(shù)學”類課程“不好學”“不會用”和“不敢用”。而“數(shù)學建?!鳖愓n程正為解決這一“教學—實踐”窘境,實現(xiàn)將“大學數(shù)學”的理論用數(shù)學建模思維轉(zhuǎn)化為學生熟悉的專業(yè)工程案例,提升學生掌握數(shù)學理論和應用數(shù)學方法解決實際問題的能力。其中,《數(shù)學模型》作為大學課程中的典型課程,具有應用型研究的明顯特征。
《數(shù)學模型》課程是一門綜合運用數(shù)學理論、方法分析和解決實際問題的數(shù)學課程,主要介紹數(shù)學建模過程中的一些常用方法及實例。培養(yǎng)學生在實際問題中的數(shù)學應用意識、訓練學生把科技、社會等領域中的實際問題按照既定的目標歸結為數(shù)學形式,以便于用數(shù)學方法求解得出更深刻的規(guī)律和屬性,提高學生數(shù)學建模素質(zhì)的一門數(shù)學應用類課程。
《數(shù)學模型》課程的基本思想是數(shù)學建模,在教育部印發(fā)的新高中課程方案和20門學科的新課標數(shù)學學科確定其為高中數(shù)學核心素養(yǎng)之一。大學數(shù)學中的建模教育正好起到承上啟下的作用,為進一步培養(yǎng)學生解決復雜工程技術問題提供持續(xù)性教育,促進養(yǎng)成學生的創(chuàng)新能力。
同時,《數(shù)學模型》課程建設中普遍面臨“理論知識晦澀,教學案例陳舊,實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)”的教學困境,沒有挖掘思政元素,沒有研究其與教學內(nèi)容的融合,沒有形成理論與實踐的合理銜接?!罢n堂思政”未有效地進入到數(shù)學建模類專業(yè)課程中,未形成“立德樹人”與專業(yè)課程的有機融合,未建立“全過程思政”的專業(yè)課程教學模式和“創(chuàng)新能力”的實踐培養(yǎng)模式。
2018年11月24日,在第十一屆“中國大學教學論壇”上,教育部高等教育司司長吳巖作了題為“建設中國金課”的報告。其中,提出了高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“兩性一度”作為金課標準。要求培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。課程內(nèi)容反映前沿性和時代性,教學形式呈現(xiàn)先進性和互動性。同時,課程有一定難度,針對教師備課和學生課下都提出了更高的要求[1-3]。
同時,習近平總書記指出:“要用好課堂教學這個主渠道,思想政治理論課要堅持在改進中加強,提升思想政治教育親和力和針對性,滿足學生成長發(fā)展需求和期待,其他各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應?!边@就對大學課程的教學提出了“課程思政”建設的需求,要求教師結合教學內(nèi)容進行重構,構建課程思政的育人大格局[4-10]。如何打破長期以來思想政治教育與專業(yè)教育相互隔絕的“孤島效應”,將立德樹人貫徹到高校課堂教學全過程、全方位、全員之中,構筑育人大格局,是新時代中國高校面臨的重要任務之一[11-15]。
所以,結合所授課程的教學特點及內(nèi)容,在教學過程中將立德樹人融入課程教學實踐,積極開展“兩性一度”融合課程思政的混合式教學模式,具有明顯的實踐意義。
根據(jù)《數(shù)學模型》課程的教學過程,針對教學環(huán)節(jié)進行設計,嘗試構建混合式教學模式,見表1。
表1:《數(shù)學模型》的混合式教學模式
以《數(shù)學模型》的“微分方程模型”這一節(jié)為例,進行符合“兩性一度”標準的知識重構,增加思政元素“愛國精神”,弘揚愛國情懷,堅定民族自信。強化思政環(huán)節(jié),將“愛國情懷、政策解讀、品格養(yǎng)成”滲透到教學案例中,進行知識點與思政滲透的有機融合和合理重構,形成“立德樹人”思政背景下的案例式教學,高效地提升本科生的數(shù)學素養(yǎng)。
(1)高階性的應用:對章節(jié)課程目標的知識、能力和素養(yǎng),進行有機融合,培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維;
(2)創(chuàng)新性的應用:在3個方向上進行調(diào)整:①課程內(nèi)容選擇當前的科技問題或社會熱點問題,具有前沿性和時代性;②教學形式靈活多樣,課前有目的讓學生收集相關資料,完成預習任務,呈現(xiàn)先進性和互動性;③通過課后的總結報告,規(guī)定從不同側面分析和理解本節(jié)模型的結果,實現(xiàn)學習結果的探究性和個性化。
(3)挑戰(zhàn)度的應用:課程的知識重構后,加強原有數(shù)學基礎理論的理解,增加當今熱點案例的理解,補充思政環(huán)節(jié),強化預習和總結的過程化階段考核。同時,對教師和學生課下都提出了更高的要求(見表2)。
表2:“兩性一度”標準下《數(shù)學模型》課程思政的案例式教學設計示范
依托數(shù)學建模思維,將高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“兩性一度”作為標準,健全育人環(huán)節(jié),強化課程思政的案例化教學,重構理論知識體系,深入挖掘思政元素,開展“立德樹人、攻堅克難、勇于創(chuàng)新”的全過程育人,加強教師隊伍建設,提供培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力的有效方法。
總之,基于“兩性一度”融合課程思政的混合式教學模式,通過《數(shù)學模型》課程進行實踐,師生達到教學共鳴,教學效果比較明顯。通過建立有效的培養(yǎng)模式,實現(xiàn)并引導本科生建立數(shù)學建模思維,培養(yǎng)其應用數(shù)學解決實際問題的意識和創(chuàng)新思維能力,正式全面體現(xiàn)“培育全面發(fā)展的適應社會需要的具有核心競爭力的人才”理念在高等教育人才培養(yǎng)目標中凸顯重要地位和頑強生命力的過程。本混合式教學模式的思想與方案對開展課程混合式教學實踐改革具有一定的參考意義。
(1)學生課程學習成果收獲更大。學生通過混合式教學模式的課程學習,不但能夠培養(yǎng)終的自主學習能力,而且通過課堂深度問題研討、課后挑戰(zhàn)性問題解決,獲得更多的知識與能力。
(2)學生課程學習得到更多的關注和支持。學生在課程學習過程中,無論是在課前學習、課堂學習,還是課后學習都得到更多的關注和反饋。師生之間的交流不僅僅是在課堂中,在課前、課后、線上、線下都有交流,這對學生的課程學習與進步成長具有更多的幫助。
(3)課堂教學效率更高。課程基本知識學習提早到課前的學生預習中,課堂教學不再耗費大量時間來講解基本知識。課堂教學則講解疑難問題、工程案例分析,研討復雜工程問題、挑戰(zhàn)性問題,以及開展課程測評等教學活動。教師在課堂教學中可以將重心放在問題解惑、思維啟發(fā)、引領探究上面。