一、课程教学目标
课程目标1:理解数学的基本概念和基本定理,培养学生的抽象思维能力和逻辑思维能力。
课程目标2:掌握高等数学的基本公式和基本方法,熟悉掌握常用公式和方法,培养学生利用数学知识解决实际问题的思维意识和实践能力。
课程目标3:提升思想道德素质与爱国情怀,树立文化自信;培养科学态度和科学精神;激发创新意识与创新精神。
二、思政育人目标
立德树人是高校根本任务,培养中国特色社会主义合格的建设者和可靠接班人是高校人才培养的根本使命,课堂教学是培养人才的主渠道。高等数学作为高等学校最重要的基础课之一,理应承担起培养大学生科学精神与人文素质的双重重任。高等数学课程思政的内涵是将微积分发展史和数学文化等科学文化观、家国情怀等传统文化以及数学中所体现的唯物辨证主义思想和人文精神融入高等数学课程建设各环节和全过程。在教学过程中,教师要深入挖掘蕴含于高等数学课程中的显性及隐性的思想政治教育资源,包括数学的科学理性与价值理性精神、奋斗精神与创新精神、辩证思维和独特视角,尤其是中国传统文化、爱国主义素材等,把高等数学知识教学与学生的思想政治教育结合起来,帮助大学生建立辩证唯物主义世界观,坚定“四个自信”。
三、课程思政典型教学案例设计
案例一:导数的定义
通过变速直线运动的瞬时速度,生物增长率问题,曲线的切线问题,水电机组和火电机组的爬坡率等实际问题引导学生学以致用,基于量变与质变的辩证关系,确定导数定义中蕴含的量变与质变关系,培养学生人文素养和辩证思维的同时,进一步培养他们严谨客观的科学态度和勇于探索的精神。
案例二:二重积分的计算
通过求曲顶柱体的体积,使学生理解二重积分计算方法,加深对二重积分理解,培养学生观察、分析、概括的能力。通过课堂练习,使学生的基础知识得到进一步的巩固,进而学会直角坐标系下计算二重积分,体会在探索问题中由静态到动态,感受“从具体到抽象,从特殊到一般再到特殊”的认识过程。
案例三:二重积分的概念与性质
通过对几何问题和物理问题的分析,引入二重积分的定义,从而解决问题。学会数学语言的表述,培养学生观察、分析、概括的能力。分割求和取极限的思想再次强调,我们生活中遇到困难是否可以经过思考分为若干个小的困难一一克服,从而解决困难。通过这部分学习,让学生明白复杂问题简单化,简单事情用心做,坚持不懈不忘初心,方得始终;同时在学习和工作中要有水滴石穿的极限精神和精益求精的工匠精神,不积跬步无以至千里,不集细流无以成江河,培养坚韧不拔,锲而不舍的精神。
案例四:函数的微分
唯物辩证主义认为,事物之间以及事物内部诸要素之间是相互影响、相互制约和相互作用的。联系是普遍的。世界 上一切事物都与周围其他事物有着这样或那样的联系。一元函数的导数与微分是等价的,导数实际上就是因变量微分与自变量微分之商,可见导数与微分相互联系,相互影响。
案例五:数列的极限
通过设置问题情境、数列变化趋势的分析,使学生理解数列极限的定义,学会数学语言的表述,培养学生观察、分析、概括的能力。通过课堂练习,使学生的基础知识得到进一步的巩固,进而学会数列极限的分析方法,体会在探索问题中由静态到动态、由有限到无限的辨证观点,感受“从具体到抽象,从特殊到一般再到特殊”的认识过程。认识数学的应用价值、理性价值与审美价值,提高数学学习兴趣;培养探索与拼搏精神,增强爱国热情与民族自豪感;领悟直与曲、近似与精确、有限与无限等矛盾的转化,树立唯物主义的辩证思想与认识论
案例六:无穷级数
通过对无穷级数变化趋势的分析,使学生理解级数的定义,学会数学语言的表述,培养学生观察、分析、概括的能力。通过课堂练习,使学生的基础知识得到进一步的巩固,由有限到无限的辨证观点,感受“从具体到抽象,从特殊到一般再到特殊”的认识过程,近似与精确、有限与无限矛盾的转化。
案例七:曲面及其方程
通过介绍中国几何学派创始人,被称为“东方第一几何学家”、“数学之王”、伟大的爱国数学家,培养出8名院士学生的苏步青先生,和他为中国乃至世界的数学研究做出的巨大贡献,增强学生爱国热情与民族自豪感。在介绍曲面方程时,介绍“中国天眼”——世界最大的500米口径的球面射电望远镜(FAST)。“中国天眼”的建立,让中国在该领域站在了世界的前列,“天眼”是中国人民的骄傲和智慧的结晶,让同学们意识到祖国的强大,民族的强盛。
案例八:微分方程的概念
结合微分方程在传染病动力模型SIR中的应用,鼓励学生建立新冠肺炎传染的数学模型,并用各地区数据加以验证,分析数学模型的精确性。通过解决实际问题,培养学生分析问题、解决问题的实际能力。引导学生认识数学的应用价值、理性价值与审美价值,提高数学学习兴趣;对比国内外疫情防控现状,增强学生爱国热情与民族自豪感。
四、课程思政实施成效及学生反馈
高等数学课程思政的内涵是将微积分发展史和数学文化等科学文化观、家国情怀等传统文化以及数学中所体现的唯物辨证主义思想和人文精神融入高等数学课程建设各环节和全过程。在教学过程中,教师深入挖掘蕴含于高等数学课程中的显性及隐性的思想政治教育资源,包括数学的科学理性与价值理性精神、奋斗精神与创新精神、辩证思维和独特视角,尤其是中国传统文化、爱国主义素材等,把高等数学知识教学与学生的思想政治教育结合起来,帮助大学生建立辩证唯物主义世界观,坚定“四个自信”。
学生反馈在课堂中引入思政元素,提高了学生的学习兴趣,讲有些冰冷的数学知识与生动的故事结合起来,能加深学生对知识点的认识和了解,让学生认识到数学在建设祖国中的重要作用,激发了学习热情和积极性。