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大学数学类课程思政建设的探索 ——以青岛农业大学线性代数教学为例

徐英 刘振斌 赵静

青岛农业大学理学与信息科学学院,山东青岛,266109

摘要: 针对大学数学类课程融入课程思政这一问题,以青岛农业大学线性代数课程思政建设为依托,分析了大学数学类课程开展思政教育的特点,并对我校线性代数课程的建设发展历程、课程体系及课程思政内容进行了介绍。重点是通过六个与章节相关的思政案例,深挖课程中的思政元素,为线性代数的课程思政建设提供了丰富的教学素材,潜移默化润物无声地将正确地价值观、人生观、世界观渗透进学生的心田。
关键词: 大学数学类课程;课程思政;线性代数
DOI:10.12721/ccn.2022.157003
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习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上强调,要用好课堂教学这个主渠道,以构建全员、全程、全课程育人格局的形式,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把“立德树人”作为教育的根本任务[1]。新时代中国高等教育必须把立德树人作为教育的根本任务,培养什么人、怎样培养人、为谁培养人,是高校在人才培养目标过程中必须回答好的根本问题[2-3]。教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出,公共基础课程重点建设一批培养大学生思想道德修养、人文素质、科学精神、宪法法治意识、国家安全意识和认知能力的课程[4]。大学数学课程因其包含的课程门类多,教学课时量大,学生覆盖面广的特点,在专业课程的教学过程中如何与课程思政有机结合是值得广大高校数学教师探索和研究的问题[5]

一、我校线性代数课程的建设发展历程

2006年莱阳农学院(我校前身)生物类专业教学改革过程中,针对线性代数教材内容进行了改革,编写并由中国农业出版社出版发行《线性代数》(第一版)教材,此后,连续刊印至第三版。2010年立项为校级B类课程,改革教学组织形式和教学内容。2011年编写的《线性代数》(第二版)被中华农业科教基金委评为全国高等农业院校优秀教材。2016年校级教学改革项目(线性代数的翻转课堂研究与实践)立项。2017年教育部产学协同育人项目(新工科人才培养模式下的线性代数课程体系改革)立项。2019年教学研究项目(“以赛促学,以赛促教”推进大学数学教学改革)立项为校级重点项目。2020年课程思政教育专项教学研究项目(课程思政教育理念下大学数学公共课教学研究)立项。2020年教育部产学协同育人项目(农业院校工科认证背景下“三位一体”线性代数课程改革与实践)立项。2021年教育部产学协同育人项目(基于新农科的线性代数课程改革)立项。

二、我校线性代数课程思政内容简介

线性代数是高等院校理工类、农林类、经管类等专业的一门重要的公共基础课,它的知识理论体系凝结了许多数学家的重要成果。课程中体现了深刻的辩证唯物主义思想,处处彰显了中外数学家严谨求实、刻苦钻研的科学精神,因此在线性代数的课程中融入课程思政,将更有效的实现课程思政的教书育人、润物无声的目标。

2.1 课程思政典型案例内容简介

通过系统梳理线性代数课程内容,结合课程思政教育特点,现将章节中蕴含的思政教育资源以及思政元素以案例的方式总结如下。

案例1.在行列式章节中,行列式的展开定理一节有一类特殊的行列式——范德蒙德行列式,其结果非常有特色,为了让学生对该行列式有一个深刻的印象,可以将范德蒙德的人生经历给学生做一介绍,让学生从中领悟人生不会时时处处都完美无缺,每个人也不能把所有事都做到尽善尽美,只要将一件事做好,精益求精,也可以对国家对人民对世界产生积极的贡献。

案例2.在向量章节中,讲解向量的概念及几何意义时,从向量的几何意义是一个有方向的线段出发,教导学生为了实现自己的人生理想,要有正确的人生方向和政治导向,通过与中国古代寓言故事“缘木求鱼、升山采珠”的联系,启发学生在学术研究过程中要树立正确的人生观、价值观,为祖国的繁荣强盛努力奋斗。

案例3.向量组的线性相关性是线性代数课程中的重点知识,其涉及到的知识点包括线性相关、线性无关、线性组合、极大线性无关组等,这些知识点都是晦涩难懂的抽象概念。教师在教学过程中要创新教学理念,激发学生的学习兴趣,提高学生的理解能力。由向量的线性相关和线性无关的定义可知,给定一组向量其关系要么线性相关要么线性无关,这说明事物总具有两面性,既对立又统一,矛盾双方在一定条件下相互依存,一方的存在以另一方的存在为前提,双方共处于一个统一体中。

案例4. 在矩阵章节中,矩阵是由m行n列的数字排成的矩形数表,实际生活中公司的工资报表以及学生的学习成绩表等都可以用矩阵进行表示。在介绍矩阵概念时,可以通过展示国庆大典举行的中国人民解放军大阅兵方阵行进的视频和图片,展现国家的国威及军队的军威,感受中华民族的浩然正气,增强学生的民族自豪感和民族自信心。为了培养学生爱校护校的精神,在矩阵定义举例时还可以结合学校的建校史和发展史,将赋有历史意义的数字隐藏在矩阵的行列数字中,在介绍矩阵定义的同时将学校的辉煌发展史潜移默化的渗进学生的心田,建立学生知校爱校的情感归属。

2.2 课程思政典型案例实施进程

下面以线性代数课程中“行列式的定义”为例,给出课堂教学过程中课程思政的内容设计及具体实施策略。“行列式的定义”是线性代数课程中的一个重要的知识点,在许多线性代数的教材中都将其作为开篇内容放在课程第一章讲述。它对于研究线性方程组解的结构性质、矩阵及向量空间的性质等都有着重要的作用,而且对于刚接触线性代数课程的大学生来说,从他们中学非常熟悉的n元一次线性方程组的消元法开始介绍行列式的定义,引导学生打开思路,对于同一个问题可以用不同的数学理论和数学工具解决它攻克它,使学生对线性代数这门课程产生浓厚的兴趣,进而对其进行深入地思考和研究。下面将该知识点的课程思政设计进行简要介绍。

思政导入:

分析1:从二元一次线性方程组1.png  的消元法求解结果得:2.png引出二阶行列式的定义及表示方式。将线性方程组的消元法与行列式的定义有机结合起来,这充分展示了联系的普遍性原理,所谓联系,就是事物之间以及事物内部诸要素之间的相互影响、相互制约和相互作用。联系是普遍的,世界上一切事物都与周围其他事物有着错综复杂的联系,要用联系的观点看待行列式的定义与其它知识点之间的关系。

分析2:1.png,二阶行列式的结果等于主对角线上元素的乘积与副对角线上元素的乘积之差。

2.png2.png,三阶行列式的结果也表现出同样的规律,这一规律称为对角线法则。对角线法则在二阶和三阶行列式的计算中起到了很大的作用,但是这一特殊规律并不适用于四阶(包含四阶)以上的行列式。在行列式的计算中是学生较易出现错误的知识点。

为了让学生更深刻的理解这一特殊性,可以引入四阶行列式3.png,让学生观察其与对角线法则相悖的一面,教师在教学过程中要注意培养学生透过现象看本质的精神,培养学生时刻保持实事求是、刻苦钻研的求学精神,同时教师在讲解易错点的时候,要创新教学理念,激发学生的学习兴趣,提高学生的理解能力。

三、结论

课堂教学是教学工作的重要环节,要抓住这一重要环节,将课程思政与课程教学有机结合,不要生搬硬套哲学理论,站在全局层面上认真规划设计教学过程,在潜移默化中使学生的思想境界得以升华。在课下环节,可以利用线上线下混合式教学的特点,将一些思政案例作为学习资料上传于学习平台,供学生参考学习。

全面实施课程思政,是全国高等教育工作者的首要任务。在课程思政的实施过程中,教师是课堂教学的实施者,也是教学实践的主导者,这要求教师在教授学生掌握线性代数知识技能的同时,发挥好媒介传输的功能[6],把正确的世界观、人生观、价值观、思维方法等传授给学生,将思政教育潜移默化的渗透进学生的心田。

参考文献

[1]高德毅,宗爱东. 课程思政:有效发挥课堂育人主渠道作用的必然选择[J]. 思想理论教育导刊,

2017(1):31-34.

[2]杨威,陈怀琛,刘三阳,高淑萍,李兵斌. 大学数学类课程思政探索与实践——以西安电子科技大学线性代数教学为例[J]. 大学教育, 2020(3):77-79.

[3] 姜爱国,王玉华. 课程思政融入高等数学课程教学研究[J].辽宁高职学报,2020,22(4):52-55.

[4] 曹洁,曹殿立,苏克勤. 线性代数课堂教学环节中课程思政的设计与实践[J].科教文汇,2021(18):75-77.

[5] 陈航. 数学课程思政的探索与实践[J].中国大学教学,2020(11):44-49.

[6] 韦巧瑜. 茶文化视角下课程思政理念融入到应用数学中的可行性研究[J]. 福建茶叶, 2021,43(2):203-204.