1. 引言
在专业课程教学中实施课程思政,把知识传授、能力培养、价值引领有机融合,是立德树人的根本任务。近年来各高校课程思政建设稳步推进,取得诸多结果,其中数学类课程思政的探索与实践大多集中在线性代数、高等数学、概率统计等工科数学类公共课程 [1] - [5] ,而对数学各分支的专业课程如高等代数、数学分析、泛函分析等,课程思政建设的相关成果较少。
高等代数是数学与统计学院所有专业的核心课,该课程体系完备、内容抽象、逻辑严密,蕴含丰富的哲学思想和数学智慧,是培养数学思维、提升数学修养的核心课程,也是进行思政教育的良好载体。该课程的思政建设总体思路如下:围绕“立德树人”的核心,依托课程内容,挖掘、提炼、整合思政元素,精心设计教学过程及教学方法,使思政内容与专业知识自然契合,打造“知识、能力、价值”三位一体的思政课堂模式,培养科学先进的思维方式,激发学生献身基础研究、勇攀科学高峰的崇高理想。
2. 教学设计
本文以“欧氏空间的概念”一节的教学设计为例,探讨在《高等代数》的教学过程中,以课堂知识点为载体,从哲学思想、数学方法、价值观引领等角度融入课程思政的途径和方法。首先,通过介绍欧几里得与《几何原本》,简述欧几里得的几个小故事,引入《雅典学院》及埃舍尔的几幅体现数学思想的著名版画等,引领学生体会数学之美,激发学生献身科学、不断创新的热情;又通过介绍同时期墨子与《墨经》,培养学生强烈的民族认同感、自豪感和对伟大复兴的使命感。其次,在内积及向量夹角等概念的引入上,回顾几何空间中相应运算,类比归纳,温故知新,从具体到抽象,从特殊到一般,通过总结内积运算的本质属性,建立抽象运算;而在内积的坐标表示部分,通过引入度量矩阵,将抽象复杂的运算转化为具体简单的矩阵乘法,带领学生体会抽象与具体、特殊与一般的相互转化、辩证统一,渗透哲学的思辨观点,培养数学思维,提升理性思维品质。在应用部分,引入文本分类案例,教会学生从数学的角度观察、分析和解决实际问题,提升实践应用能力,构建理论知识、科学思维、实践应用、价值引领自然融合的数学专业课思政课堂。
3. 教学目标
3.1. 知识目标
掌握内积、欧氏空间、向量夹角、长度、距离的概念及性质,熟悉几类常见欧氏空间及其上的内积,着重体会欧氏空间及内积运算的抽象性,熟练掌握内积的矩阵表示,深刻理解n维欧氏空间中基的度量矩阵及其性质。
3.2. 能力目标
类比几何空间,将长度、夹角、距离等几何度量推广到任意欧氏空间,培养学生从特殊到一般、从具体到抽象的思维模式;了解内积在文本分类等实际问题中的广泛应用,培养灵活运用理论知识分析、解决实际问题的能力。
3.3. 思政目标
哲学内涵方面——通过内积及Cauchy不等式的抽象性、统一性渗透透过现象看本质、多角度全面看待问题等哲学观和方法论;数学思维方面——培养从具体到抽象、从特殊到一般的归纳演绎思想及严密的逻辑推理能力;人文素养与价值观层面——了解欧几里得的生平及故事,激发献身科学、勇攀高峰的热情,了解同时代中国数学的伟大贡献,培养学生强烈的民族认同感、自豪感和使命感,介绍拉斐尔的不朽名作——《雅典学院》,潜移默化中渗透美学熏陶,待领学生体会数学之美、数学之用。
4. 教学过程
本节课程采用课前布置思政小视频及思考题目,课堂板书与PPT课件相结合进行总结、分析、讲授的教学方法。课堂注重使用启发式、设问式、探究式讲授,启发思考,增强互动,提高课程吸引力、凝聚力和学生的参与度。各环节思政元素清单见下表1:
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 1. Teaching design incorporating ideological and political elements
表1. 融入思政元素的教学设计
![](//html.hanspub.org/file/88-1163913x11_hanspub.png?20230620093141759)
Finger 1. Beginning with life of Euclid and the geometry achievements of ancient China
图1. 课堂引入:欧几里得生平贡献及更早期中国几何成就
![](//html.hanspub.org/file/88-1163913x12_hanspub.png?20230620093141759)
Finger 2. Examples of theoretical derivation
图2. 理论推导示例
![](//html.hanspub.org/file/88-1163913x13_hanspub.png?20230620093141759)
Finger 3. Application cases—to improve the ability of solving applied problems
图3. 应用案例——提升分析解决实际问题能力
![](//html.hanspub.org/file/88-1163913x14_hanspub.png?20230620093141759)
Finger 4. Summary (theory knowledge, mathematical thinking, practical application)
图4. 小结(理论知识、数学思想、实践应用)
5. 结束语
本文从课程思政的角度对高等代数中的重要知识点——“欧氏空间的定义与基本性质”进行教学设计。从哲学内涵、数学思想、价值观引领等角度挖掘思政元素,通过小视频、小故事,实践案例等多方式进行思政融入,教学过程注重以专业知识为载体,启发科学思维方法,提升应用能力和人文素养。本文的工作将对探讨如何在数学类专业课程中落实课程思政,践行“立德树人”,做出有益的探索和尝试。
目前,在《高等代数》及其他数学类专业课程中,案例思政元素的挖掘还不够充分,存在创新性不够、思政素材与专业知识“两张皮”、思政融入难以入心、入脑等问题。后续我们将继续着力探讨如何结合新时代、新背景、新形势、新要求,在数学类专业课程中践行课程思政,落实“立德树人”,实现“在知识传授中实现价值引领,在价值传播中凝聚知识底蕴”的课程思政新理念。
基金项目
西安电子科技大学“高等代数”课程思政建设项目;西安电子科技大学“矩阵分析与计算核心”课程建设项目。