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线性代数课程思政的教学实现

2022-02-14  |  点击:  |  栏目:论文中心

本文作者:张立华 王岗伟 王钥 发表期数:现代职业教育 2022年3期 本文字数:2493

  [摘           要]  高校立身之本在于立德树人,大学数学教学不仅仅是让学生获得专业知识和解决数学问题的能力,更应该让学生的价值观得到正确的引领。深入挖掘线性代数课程本身的思政元素,包括挖掘线性代数课程里的中国智慧、中国贡献,借助特殊数字培养家国情怀,从代数学大师的故事中提炼价值观教育元素,揭示线性代数课程里蕴含的数学美等。通过提升教师的思政育人能力,综合运用多种线上教育资源和现代教育工具,改革课程的考核方式,实现线性代数的思政育人功能。
  [关    键   词]  线性代数;课程思政;价值观;中国智慧
  [中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                 [文章編号]  2096-0603(2022)03-0043-03
   一、引言
   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,是高校在人才培养过程中必须回答好的根本问题。习近平总书记继2016年提出“各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”之后,2019年3月再次指出,“要挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,实现全员全程全方位育人”。2020年4月,《教育部等八部门关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》明确要求健全立德树人的教育体制机制,加快构建高校思想政治工作体系,详细规划了理论武装体系、学科教学体系、日常教育体系、管理服务体系、安全稳定体系、队伍建设体系、评估督导体系七个子体系。由此,课程思政作为一种教育理念和新的课程观,已经在教育界形成共识,课程思政的教学实现与探索引起了广泛关注。大学数学类课程授课对象人数多,涉及面广,而且课程本身非常重要,学生的重视程度高。充分挖掘大学数学类课程中的思政教育元素,对形成三全育人的教学体系意义重大。本文以线性代数课程为例,从挖掘课程本身的思政元素和教育措施的改革与创新两个方面讨论线性代数课程思政的教学实现。
   二、挖掘课程本身蕴含的思政元素
   笔者常年从事线性代数的教学与科研工作,熟悉线性代数的发展历史和学科特点,便于挖掘课程本身的思政教育元素。
   (一)挖掘线性代数课程的中国智慧、中国贡献
   中国传统数学文化中就有了矩阵、方程等线性代数的思想,充分挖掘中国传统数学中的代数思想,有助于培养家国情怀和文化自信。
   案例1.《九章算术》是中国传统数学中最重要的著作,也是我国传统文化的重要组成部分。它集中体现了中国古代数学体系的特征,以筹算为基础,以算法为主,寓理于算,广泛应用。矩阵的思想在《九章算术》里有明显体现,用“方程术”解三元线性方程组的方法更是世界上最早、最完整的线性方程组解法。学习矩阵理论时,挖掘这些线性代数发展过程中的中国智慧、中国贡献,可以增强民族自豪感,,有助于培养学生的文化自信。
   (二)借助特殊数字培养家国情怀
   线性代数课程的一条主线是矩阵,讲解矩阵概念时,可以通过巧妙设计的矩阵元素引入“国家大事”思政元素,既激发了学生的爱国情怀,又帮助他们树立正确的世界观、人生观和价值观。
   案例2.在学习矩阵定义时,教师可以构建矩阵
  A=1  9  4  9  1  0  0  12  0  0  2  0  8  2  02  0  2  1  0  7  0  1,
   巧妙地引出“中华人民共和国成立”“2002年北京国际数学家大会”和“建党百年纪念日”等思政元素。学生既能体会到矩阵的特点,又能感受数字背后的祖国发展。
   (三)从代数学大师的故事中提炼价值观教育元素
   代数学领域的发展是由代数学大师推动的,比较典型的有范德蒙德、克莱姆、拉普拉斯、施密特、哈密顿·凯莱等,他们的人生经历和对学问的执着追求对学生的感染是巨大的。在讲授知识的过程中适当引入代数学大师和他们的故事,既能活跃气氛,激发兴趣,又有助于提高学生的数学素养。
   案例3.在行列式一章,范德蒙德行列式是一个特殊的行列式,不仅仅因为行列式元素之间的特殊联系,还因为这是学生学到的第一个以人名命名的行列式。范德蒙德行列式既是一个重点,又是一个难点,内涵和应用都非常丰富。讲完范德蒙德行列式的概念之后,可以引出一段数学历史。在行列式的发展史上,莱布尼兹、克莱姆、拉普拉斯等数学家都做出过重要贡献,范德蒙德是在他们工作的基础上第一个对行列式理论做出连贯的逻辑的阐述,并把行列式理论与线性方程组求解相分离,拉普拉斯又推广了范德蒙德的工作。讲出数学大师的一点点贡献,让学生体会到知识的创新与完善是科学家不断努力的结果,进而培养学生对知识的尊重,对科学家劳动的尊重。
   (四)变与不变的思政元素
   初等变换是线性代数课程中解决问题的一条主线,行列式、矩阵、线性方程组、二次型、矩阵对角化,几乎每一章都会用初等变换解决问题。在用初等变换解决问题时,适当挖掘“变与不变”的主题,可以起到育人效果。
   案例4.已知α1=(1,1,1)T,α2=(0,2,5)T,α3=(2,4,7)T求它的一个极大线性无关组与秩,并用极大线性无关组把其余向量表示出来。

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