1、第2 5卷第2期2 0 2 3年6月暋暋暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)J o u r n a l o fL i a o n i n gN o r m a lC o l l e g e s(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)暋暋暋暋V o l 灡 2 5 N o 灡 2J u n棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁灡2023收稿日期:2 0 2 30 31 5作者简介:王美娜(1 9 8 3-),女,贵州安龙县人,副教授,主要从事数学教育方面研究.基金项目:兴义民族师范学院2 0 2 0年度
2、课程思政示范课程建设项目(S Z 2 0 2 0 3 6)暰 学术研究暱常微分方程课程思政实施路径研究王美娜1,杨孝斌2(1.兴义民族师范学院 数学科学学院,贵州 兴义5 6 2 4 0 0;2.贵州师范大学 数学科学学院,贵州 贵安新区5 5 0 0 2 5)暋暋摘暋要:根据常微分方程课程的特点,以立德树人为根本任务,将课程教学目标与思政目标相融合,基于课程特点阐释知识传授、能力培养和价值引领的辩证关系,挖掘课程4大知识模块蕴含的思政元素,探索5个教学环节思政教育实施路径,并结合相关知识点进行案例说明,为高校课程思政建设提供参考.关键词:常微分方程;课程思政;实施路径中图分类号:G 6 4
3、1;O 1 7 5 灡 1暋暋文献标识码:A暋暋暋暋文章编号:1 0 0 8-5 6 8 8(2 0 2 3)0 2-0 0 2 7-0 50暋引言2 0 1 7年,中共教育部党组关于印发 高校思想政治工作质量提升工程实施纲要的通知(教党 暡2 0 1 7暢6 2号)1中提出“大力推动以 课程思政暞为目标的课堂教学改革暠“梳理各门专业课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能,融入课堂教学各环节,实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一暠.2 0 2 0年,教育部关于印发的 高等学校课程思政建设指导纲要的通知(教高 暡2 0 2 0暢3号)2中明确指出“全面推进课程思政建设是落实立
4、德树人根本任务的战略暠“落实立德树人根本任务,必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂暠.相关方针政策的提出充分体现了课程思政的重要性,为思政课程与课程思政的协同育人指明了方向,也为专业课程思政建设规划、实施路径等的提出提供了理论指导.高校专业课教师要基于立德树人的根本任务,坚持解决好“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人暠的根本问题,围绕“做什么,怎么做,为什么做暠的核心问题,积极思考如何运用好课堂教学、怎样发挥课程体系的育人价值等问题,继而真正落实高校全员育人、全程育人、全方位育人的责任和使命.常微分方程是数学类专业一门重要的专业课程,对培养学生的理性思维能力、数学运算能力及
5、应用数学方法解决实际问题的能力有着重要作用,对后续专业课程的学习也有较大影响.目前,许多学者做了有关课程思政建设的理论及相关实践研究3 灢 5,部分教师基于常微分方程课程进行了思政元素挖掘和实践探索研究6 灢 8.本文立足常微分方程课程的特点,将课程教学目标与思政目标相结合,充分挖掘课程中蕴含的思维品质、科学精神、创新精神、爱国主义、社会责任等思政元素,以任务驱动或案例教学为载体,根据教学内容兼用启发式、研讨式等教学方法,将思想政治教育有效融入课程教学活动中,实现知识传授、能力培养和价值引领三位一体目标9 灢 1 0.经过长期的教学实践探索,形成常微分方程课程思政实施路径,为教学改革与课程思政
6、建设的有机结合提供了参考.2 8暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)2 0 2 3年第2期1暋常微分方程课程知识、能力目标与思政目标的辩证关系在常微分方程教学中要实现知识传授、能力培养和价值引领三位一体目标,需立足于课程特点,理清三者的辩证关系,即在知识传授中实现能力培养与价值引领,在价值引领中实现知识传授与能力培养,从而实现育才与育人的双目标.基于常微分方程的课程特点,通过研究整理发现,知识传授包含课程知识、专业知识、学科历史、学科前沿,能力培养包含探究发现、举一反三、知行合一、融会贯通,价值引领包含政治素养、政治认同、家国情怀、公民人格,三者相辅相成,形成一个有机整体.常微分方程课程知识、能力
7、和价值引领目标关系层次结构模型如图1所示.由图1可知,通过知识传授,特别是在学习专业知识和课程知识、了解常微分方程的前沿问题和国内外微分方程理论的发展动态等过程中,适时融入相关的数学文化、数学史,可以提高学生学习微分方程的兴趣,同时培养科学精神,增强文化自信,激发爱国情怀和民族自豪感;通过能力培养,引导学生在探究发现中实现举一反三,在知行合一中实现知识和能力的融会贯通,如通过案例教学,让学生了解微分方程在物理、力学、生物和经济等学科中的应用,引导学生坚定理想信念,树立远大理想,强化社会责任;通过价值引领,坚定学生正确的政治方向和信仰,引导学生在发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程中,树
8、立正确的人生观、世界观与价值观,实现政治认同,培养家国情怀,促使学生公民人格的形成.2暋常微分方程课程思政元素挖掘根据课程目标,结合课程的知识点,将课程内容划分为基本概念模块、基本计算模块、定理证明模块、实际应用模块,对每个知识模块蕴含的思政元素进行挖掘,分模块整理汇总后如表1所示:表1暋课程4个知识模块蕴含的思政元素汇总课程模块对应知识点思政元素实施方法基本概念模块微分方程绪论及基本概念、定义、定理等理想信念、思想认同拓展阅读、课外延伸基本计算模块低阶、高阶方程的求解理论、线性微分方程组解的性质、解的代数结构、特征根法、E u l e r方程、比较系数法等思维品质、科学精神问题驱动、课题学习
9、定理证明模块C a u c h y初值问题、解的存在唯一性定理、解的延拓思想等知识迁移、创新精神探究式教学、启发式教学实际应用模块微分方程(组)的应用、将实际问题建立常微分方程模型家国情怀、责任担当案例教学、研讨汇报2 灡 1暋理想信念、思想认同在基本概念模块中,通过拓展阅读、课外延伸等方法,在微分方程的4个阶段发展及基本概念介绍中对学生进行理想信念、艰苦奋斗精神的培养.微分方程的发展经历了4个重要阶段,从1 6 7 6年莱布尼兹第一次提出微分方程的概念,到1 9 3 7年庞特里亚金提出结构稳定性概念,莱布尼兹、伯努利、欧拉、泰勒、黎卡提、刘维尔、柯西等一大批数学家付出了艰苦的劳动和毕生的心血
10、,体现了数学家孜孜不倦的探索精神和勇于钻研的奋斗精神.2 灡 2暋思维品质、科学精神在基本计算模块中,通过问题驱动、课题学习等方法,在低阶、高阶微分方程的求解理论、王美娜,等常微分方程课程思政实施路径研究2 9暋暋暋线性微分方程组解的性质、解的代数结构、特征根法、E u l e r方程、比较系数法等知识中融入方程的化归思想、分类讨论等数学思想方法,培养学生的数学思维品质和科学精神.2 灡 3暋知识迁移、创新精神在定理证明模块中,通过探究式、启发式等教学方法,在C a u c h y初值问题、解的存在唯一性定理、解的延拓定理等问题的证明教学中,以方程发展历史作为切入点,通过图片展示、故事讲述等方
11、式进行情景创设,培养学生的知识迁移能力和科学创新精神.2 灡 4暋家国情怀、责任担当在实际应用模块中,通过案例教学、研讨汇报等方式,在常微分方程模型及应用的教学中,让学生了解利用微分方程描述物质的运动规律、演变过程的实际意义,掌握利用微分方程解答实际问题的步骤与方法.以历史事件、时事政治为切入点,通过短视频播放、故事讲述等方式进行情景创设,培养学生爱国主义精神、家国情怀和责任担当,增强制度自信与文化自信.3暋基于5个教学环节的常微分方程课程思政实施路径3 灡 1暋提出问题,引发思考在这个教学环节中,可利用情景导入或问题导入的方式引入思政元素,以激发学生学习兴趣,让学生形成自主学习、发现问题的良
12、好学习习惯与思维品质,在传授专业知识的同时,引导学生树立正确的世界观、人生观与价值观.例如,在讲授一阶微分方程的应用案例时,以传染病暴发的历史事件引入课程内容,借助图片展示、短视频播放等方式进行情景导入,同时融入思政教育.讲述随着科技的发展和疫苗的广泛使用,一些传染病得到了控制,但新型传染病又不断滋生,如2 0 0 3年的S A R S、2 0 0 9年的H 1 N 1流感及2 0 1 9年以来的新型冠状病毒肺炎,一直以来传染病从未停止危害人类,传染病的预防与控制已经引起各国政府的高度重视,从而引发学生思考:能不能从数学角度建立微分方程探究预防与控制传染病的基本手段呢?中国是怎样控制与预防的?
13、从而激发学生的学习主动性与社会责任意识,引导学生认识中国特色社会主义制度的优越性,增强学生的制度自信.3 灡 2暋分析问题,学习理论在这个教学环节中,教师主要教授微分方程的基本方法、基本概念、基本理论,并引导学生学会分析问题,在理论学习中掌握科学的思维方法,激发学生学习主动性,加课对新知识的理解.例如,在讲授解的延拓定理时,启发学生联系前后知识,了解到利用微分方程的解的存在定理得到的解是局部的,为了找到解的最大存在区间,需要进行解的延拓,从而引导学生思考分析解的局部与整体的关系,引申到个人与集体的关系、大我与小我的关系,教育学生树立“四个意识暠,树立家国情怀.3 灡 3暋合作探究,研讨汇报在这
14、个教学环节中,学生以小组为单位进行合作探究,研讨汇报,教师在此过程中融入思政元素,引导学生学以致用,培养学生团结协作的精神.例如,在讲授可降阶的一些高阶方程类型时,用以“嫦娥工程暠为代表的月球探测工作实现了我国航天深空探测零的突破,为人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知做出了巨大贡献为背景,将理论知识与实际应用联系起来,通过第二宇宙速度的计算,让学生以小组讨论的方式寻找规律,建立微分方程md2rdt2=-kmMr2并整理求解过程.引导学生分组整理“嫦娥工程暠系列成就并进行汇报,同时通过对“嫦娥工程暠团队奋斗历程的讲解进行思政教育,引导学生学习3 0暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)2 0 2
15、 3年第2期追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢的探月精神,培养团队意识与合作能力.3 灡 4暋解决问题,巩固提升在这个教学环节中,教师在学生合作探究研讨汇报的基础上,答疑解惑,并适时融入培养创新精神、实现价值引领的思政元素.例如,在讲授解的存在性及P i c a r d逐步逼近序列的构造相关知识时,通过讲解相关的数学文化与数学史实,以及构造P i c a r d逐步逼近序列探究解的存在过程,在引导学生构造逐步逼近序列的同时,启发学生只要坚定目标、坚持信念,就会离目标越来越近.通过对红船故事的讲解,增强学生对数学文化及应用价值的认识,加强对学生的党史教育,引导学生在学习和生活中发扬红船精神,
16、坚定理想信念,爱党爱国.3 灡 5暋课堂总结,实现知识迁移在这个教学环节中,让学生自己总结学到的数学思想、方法,并在课后根据实际情况编制相关的习题,进行适当的知识迁移和拓展阅读,以达到知识学习和思政教育融合的目的.例如,通过对微分方程模型的实际应用,将知识拓展迁移到求解经济模型、人口预测模型、年代测定等方面,引发学生进行课后思考和总结.在总结过程中,学生通过梳理知识和对思政元素的理解,可加强对数学应用价值的认识,增强社会责任感与爱国意识,懂得作为新时代大学生,要增强环境适应能力,以积极健康的心态面对生活与学习,努力学好专业知识,为建设社会主义现代化强国贡献青春力量.4暋结语本文根据常微分方程的课程特点将课程知识分为4大模块,充分挖掘其中蕴含的思政元素,探索5个教学环节中思政元素的融入策略,形成常微分方程课程思政的实施路径,通过激发学生的学习兴趣及主动性,提升学生的学习能力和应用能力,为学生后续学习打下良好的基础;通过实施课程思政促进教师发展,提升教师的理论素养和教学能力;通过课程思政建设,将思政教育贯穿于课堂教学的5个环节,有效实现了知识传授、能力培养和价值引领三位一体目标.参考文献:
