一流課程建設(shè)視域下“高等數(shù)學(xué)”全面育人的教學(xué)路徑與實(shí)踐研究

劉江蓉

武漢輕工大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院 湖北武漢 430023

一、概述

《教育部關(guān)于狠抓新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神落實(shí)的通知》中強(qiáng)調(diào):加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程管理。各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容,淘汰“水課”、打造“金課”,合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度,切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量[1]。“金課”第一次被正式寫入了教育部文件。對于什么是“水課”和“金課”,《建設(shè)中國“金課”》中指出:“水課”就是低階性、陳舊性的課,是教師不用心上的課;什么是“金課”?可以歸結(jié)為“兩性一度”:高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。并且提出在今后兩年到三年時(shí)間內(nèi),要下大力氣建設(shè)五大類型“金課”[2]。

幾乎在同一時(shí)間,國家“萬人計(jì)劃”教學(xué)名師,中國高等教育學(xué)會工程教育專業(yè)委員會秘書長陸國棟教授分析了高?！八n”存在的環(huán)境以及基礎(chǔ)教育為何沒有“水課”的原因,提出“金課”的基本特征,即師生互動、關(guān)注過程、嚴(yán)格要求,進(jìn)一步給出了治理“水課”、打造“金課”若干途徑,即以教師為中心到以學(xué)生為中心、以考試為中心到以學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)科為中心到以專業(yè)為中心的轉(zhuǎn)變[3]。從此,教師對于“金課”的探討進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期,在知網(wǎng),以主題詞“金課”檢索到534篇教研論文,涉及教學(xué)方法、教學(xué)評價(jià)等教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)過程。

在“金課”探討與建設(shè)開展得如火如荼之際,2019年,教育部順勢開啟了一流課程建設(shè)雙萬計(jì)劃,提出經(jīng)過三年左右時(shí)間,建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程,以此振興本科教育。作為理工科各專業(yè)學(xué)生必修課的“高等數(shù)學(xué)”也不例外,目前的課程建設(shè)已經(jīng)比較成熟,那如何在一流課程建設(shè)視域下,開展教學(xué)工作,尤其是探索全面育人的教學(xué)路徑,就是本文接下來要重點(diǎn)探討的主題。

二、一流課程建設(shè)視域下高等數(shù)學(xué)全面育人的時(shí)代要求

《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢下高校思想政治工作的意見》提出堅(jiān)持全員全過程全方位育人(簡稱“三全育人”)。2021年9月14日,習(xí)近平總書記在陜西榆林考察時(shí)指出,德智體美勞全面發(fā)展,字字千金,都是經(jīng)過多年總結(jié)摸索才得出來的。因此,從“三全育人”出發(fā),全社會所有人、全校所有的教職人員,教師首當(dāng)其沖是第一位的,都有育人職責(zé),作為專任教師,尤其是高等數(shù)學(xué)的任課教師更要做到五育并舉、全面育人。從教師的角度,要做好全面育人,就要全員、全程、全方位育人,將德智體美勞貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中。

“高等數(shù)學(xué)”作為理工科各專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)理論課,承前初等教育,啟后高等教育,在高等院校各專業(yè)的后續(xù)學(xué)習(xí)中起著舉足輕重的作用,同時(shí)肩負(fù)著為社會主義培養(yǎng)建設(shè)者和接班人的重任。所以,在《高等數(shù)學(xué)》的課程教學(xué)中,我們不僅要對學(xué)生進(jìn)行知識的傳授、技能的培養(yǎng),更要將德智體美勞貫穿于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),全員、全程、全方位育人,以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

三、一流課程建設(shè)視域下“高等數(shù)學(xué)”全面育人的教學(xué)路徑

在專業(yè)培養(yǎng)方案的指導(dǎo)下,結(jié)合課程定位,通過分析學(xué)生學(xué)情、課程特點(diǎn)和學(xué)生未來發(fā)展趨勢等,設(shè)定課程的全面育人目標(biāo)。為了有效達(dá)成目標(biāo),我們在以下幾種教學(xué)模式下探討全面育人的教學(xué)路徑。

(一)BOPPPS有效教學(xué)模式下全面育人的教學(xué)路徑

BOPPPS教學(xué)模式是以建構(gòu)主義和認(rèn)知理論為理論依據(jù),是一個(gè)以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向、強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與和評價(jià)反饋的閉環(huán)教學(xué)過程的教學(xué)模型,是北美各國家比較推崇的一種教學(xué)模型[4]。近兩年,以BOPPPS為核心內(nèi)容的ISW教師培訓(xùn)和資格認(rèn)證在國內(nèi)逐漸被認(rèn)可,基于BOPPPS模塊的教學(xué)理念已被廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)實(shí)踐。

BOPPPS模組倡導(dǎo)從多個(gè)維度設(shè)計(jì)豐富的教學(xué)活動,充分運(yùn)用移動化智能工具,用信息技術(shù)構(gòu)建智慧課堂,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全員參與、全程參與,做到了全方位育人。為此,我們可以通過以下的途徑全面育人。

(1)在某一模組中融入育人元素。比如導(dǎo)入中可以通過名人名言、熱點(diǎn)新聞等引入主題,從一開始就給學(xué)生傳達(dá)積極的價(jià)值導(dǎo)向;參與式學(xué)習(xí)中可以通過引導(dǎo)啟發(fā),組織學(xué)生討論,讓學(xué)生切身參與學(xué)習(xí)活動,通過情景式的情感體驗(yàn),在潛移默化中融入人文素質(zhì)教育和做人做事的道理,從而給予其正確的行動指引,使其產(chǎn)生情感的共鳴;在課堂上讓學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn),談情感體驗(yàn),談學(xué)后的認(rèn)識,升華主題。

(2)在多個(gè)模組中自然融入教書育人的內(nèi)容。比如導(dǎo)入先引起學(xué)生興趣、產(chǎn)生學(xué)習(xí)動機(jī),然后通過前測初步了解學(xué)生的認(rèn)知,在參與式學(xué)習(xí)中指引學(xué)生,使其認(rèn)識逐漸深刻,后測中觀察學(xué)生與進(jìn)課堂時(shí),認(rèn)知或情感或行動上是不是發(fā)生了改變。

(3)用一個(gè)案例貫穿始終,在所有的模塊中全部體現(xiàn)育人功能,全程關(guān)注學(xué)生的發(fā)展。BOPPPS教學(xué)模式是以學(xué)生為中心,緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo),關(guān)注全體學(xué)生的學(xué)習(xí)、學(xué)生的發(fā)展和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,在各個(gè)模組都可以融入人文素質(zhì)教育,傳達(dá)給學(xué)生積極的人生態(tài)度和正確的行動指引,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的思想政治教育,做到全程育人。

(二)主題詞教學(xué)法下全面育人的教學(xué)路徑

“主題詞教學(xué)法”是以教學(xué)內(nèi)容中能夠?qū)崿F(xiàn)“掌握知識與技能,培養(yǎng)提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題及創(chuàng)新等綜合能力,陶冶情操,樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀”目標(biāo)的“關(guān)鍵詞”為“主題詞”,即主要教學(xué)線索,從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識完成教學(xué)全過程的教學(xué)方法[5]。

1.講授式

教師展示主題詞,并以此為線索開展教學(xué),學(xué)生參與教學(xué)活動,激活學(xué)習(xí);學(xué)生再用主題詞總結(jié)、梳理所學(xué)內(nèi)容,以此鍛煉學(xué)生的總結(jié)歸納能力。

2.翻轉(zhuǎn)課堂模式

課前學(xué)生自學(xué)或預(yù)習(xí);上課學(xué)生頭腦風(fēng)暴,各自分別列出主題詞并匯總,然后分組合作,討論分析所學(xué)是否涵蓋了所有的主題詞,補(bǔ)充完善,并將主題詞與知識點(diǎn)對應(yīng);最后教師回饋總結(jié)。

3.對分課堂模式

2014年復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授提出了對分課堂,其核心理念是把一半課堂時(shí)間分配給教師進(jìn)行講授,另一半分配給學(xué)生以討論的形式進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)。類似傳統(tǒng)課堂,對分課堂強(qiáng)調(diào)先教后學(xué),教師講授在先,學(xué)生學(xué)習(xí)在后。類似討論式課堂,對分課堂強(qiáng)調(diào)生生、師生互動,鼓勵自主性學(xué)習(xí)[6]。當(dāng)然,對分課堂不是傳統(tǒng)課堂,也不是單純的討論式教學(xué),強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心。近年來,隨著研究和實(shí)踐的深入,對分課堂把教學(xué)分為三個(gè)分離的過程:教師精講、學(xué)生內(nèi)化吸收和討論。為此要做到全面育人,課堂第一階段,教師展示部分核心主題詞;第二階段,以主題詞為線索,學(xué)生根據(jù)材料獨(dú)立學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)新的主題詞(培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力);同伴討論互學(xué),補(bǔ)充修訂主題詞,并分析知識點(diǎn)對應(yīng)的主題詞(促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、分析問題的能力和意識);第三階段,小組代表發(fā)言,組員補(bǔ)充(培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力,增強(qiáng)學(xué)生的主體責(zé)任感),教師點(diǎn)評完善,學(xué)生通過“亮考幫”總結(jié)完善(培養(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力、評價(jià)能力)。

(三)五星教學(xué)法下全面育人的教學(xué)路徑

五星教學(xué)法是當(dāng)代國際著名教育技術(shù)理論家和教育心理學(xué)家梅瑞爾教授一直倡導(dǎo)的教學(xué)方法,圍繞聚焦解決問題,經(jīng)過激活舊知、示證新知、嘗試應(yīng)用和融會貫通四個(gè)階段以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生問題解決的能力,而每一個(gè)階段都是全面育人的有效路徑。

1.聚焦解決問題

對新的概念、新的方法,以問題開始,終于問題的解決。問題來源于實(shí)際生活和生產(chǎn)實(shí)踐,通過問題導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,進(jìn)而解決問題的思維和能力。

2.激活舊知

在新知與舊知之間建立聯(lián)結(jié),為學(xué)生搭腳手架,引導(dǎo)學(xué)生獲取新知,這是學(xué)生主動對所學(xué)知識進(jìn)行解構(gòu)和重構(gòu)的過程,是貼近學(xué)生內(nèi)在需求的,從而可以有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

3.示證新知

緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo),教師啟發(fā)引導(dǎo),或教師提供學(xué)習(xí)資源,通過各種教學(xué)方法和手段,將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí),從而獲得新知。

4.嘗試應(yīng)用

給學(xué)生實(shí)操實(shí)作的機(jī)會,讓學(xué)生親身驗(yàn)證所學(xué)知識與技能。如若只是學(xué)了,沒有習(xí),則不可能談到學(xué)通學(xué)透學(xué)深,而輸出、講給(教給)別人更是天方夜譚,因此,嘗試應(yīng)用一定是學(xué)生在嘗試、學(xué)生在用所學(xué)新知解決問題,回應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的需求。

5.融會貫通

給學(xué)生充分的時(shí)間和足夠的信任,學(xué)生一定能融會貫通。能力是在一次次學(xué)與用的碰撞中獲得提升的,學(xué)以致用,知用并進(jìn)。

四、一流課程建設(shè)視域下“高等數(shù)學(xué)”全面育人的教學(xué)實(shí)踐與效果

(一)BOPPPS有效教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用

以《零點(diǎn)定理》為例,導(dǎo)言B中,以交通信號燈引導(dǎo)學(xué)生善于觀察思考生活中常見的問題:為什么紅綠燈中間要有一個(gè)黃燈?從慣性的角度,綠燈直接跳到紅燈,車不能立即停下來,這是以人為本的設(shè)計(jì);哲學(xué)上,事物從一種狀態(tài)變化到另一種狀態(tài),肯定有一個(gè)中間狀態(tài);其實(shí)從數(shù)學(xué)上,我們也有理論可以解釋這一現(xiàn)象,由此引入零點(diǎn)定理,并提醒學(xué)生遵守交通安全。

學(xué)習(xí)目標(biāo)O:能用零點(diǎn)定理證明方程根的存在性;能體會零點(diǎn)定理中蘊(yùn)含的人生哲理:事物從一種狀態(tài)進(jìn)入另一種狀態(tài),需要一個(gè)長期的過程,能深刻體會“千里之行,始于足下;不積跬步,無以至千里”的道理。

前測P1:檢測學(xué)生對函數(shù)連續(xù)性的概念和初等函數(shù)的連續(xù)性的認(rèn)知深度,以了解學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的學(xué)情。

參與式學(xué)習(xí)P2:接續(xù)前測中涉及的連續(xù)函數(shù),畫圖,請學(xué)生觀察思考:曲線有什么特點(diǎn)?能得到什么結(jié)論?然后師生共同歸納總結(jié)得到零點(diǎn)定理,這是直觀現(xiàn)象,理論上成立嗎?介紹證明方法。最后的落腳點(diǎn)肯定是應(yīng)用:證明方程根的存在性。那如何分析思考呢?構(gòu)造函數(shù)、找區(qū)間,練習(xí)示證。最后,讓學(xué)生體會信號燈的設(shè)計(jì)理念,并引導(dǎo)學(xué)生思考生活中還有哪些現(xiàn)象運(yùn)用了零點(diǎn)定理中蘊(yùn)含的哲學(xué)思想。

后測P3:學(xué)生自主或同伴合作證明方程根的存在性的實(shí)際問題。

總結(jié)S:老師搭表格框架,學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容要點(diǎn),最后再延伸拓展到更具一般性的介值定理,并布置小任務(wù):體會并闡釋王國維的人生三境界之說。

(二)主題詞教學(xué)法在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用

以《零點(diǎn)定理》為例,老師在黑板上寫出主題詞:連續(xù)、函數(shù)值、零點(diǎn)、中值點(diǎn)、存在、方程根、零點(diǎn)定理、最大值、最小值、介值定理;然后設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo);再以學(xué)生為中心、依據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)組織教學(xué);最后讓學(xué)生再用主題詞穿起本節(jié)課的知識點(diǎn)和方法。另外,課前教師提供教學(xué)資源,學(xué)生提前預(yù)習(xí);課堂上學(xué)生分組討論寫出主題詞,小組代表分享,互相補(bǔ)充完善主題詞;學(xué)生根據(jù)主題詞和學(xué)習(xí)資源同伴學(xué)習(xí),并分享學(xué)習(xí)的成果;學(xué)生互評,老師再做點(diǎn)評回饋。

(三)五星教學(xué)法在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用

以《零點(diǎn)定理》為例,聚焦問題:小明說任給他一張紙,他可以畫一條線把紙分成面積相等的兩部分。你覺得可能嗎?紙可不可以等分?激活舊知:將問題轉(zhuǎn)化為方程根的存在性問題,或者轉(zhuǎn)化為曲線與直線有交點(diǎn)的問題,引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考討論:曲線應(yīng)滿足什么條件?示證新知:將討論的結(jié)果歸納整理,得到零點(diǎn)定理,并進(jìn)一步分析討論怎么用零點(diǎn)定理證明方程根的存在性問題。嘗試應(yīng)用:給學(xué)生先提供一個(gè)具體的方程,讓其嘗試證明根的存在性;然后給抽象方程討論根的存在性。融會貫通:解決開始的小明問題,總結(jié)歸納零點(diǎn)定理應(yīng)用的要點(diǎn),并挑戰(zhàn)讓一組學(xué)生出題,另一組學(xué)生答題、解決問題。

針對同一個(gè)主題,我們從不同的教學(xué)路徑出發(fā),設(shè)計(jì)了多套教學(xué)方案。在實(shí)際教學(xué)過程中,根據(jù)專業(yè)和學(xué)生的學(xué)情,采用不同的教學(xué)方案,但均是從學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā),以學(xué)生為中心,各環(huán)節(jié)圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)展開教學(xué),不僅教會學(xué)生知識和技能,更是在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題和綜合問題的能力,不是告訴學(xué)生什么是對的,什么是錯的,而是放手讓學(xué)生主動去學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生探究問題的能力。通過多輪課堂教學(xué)實(shí)踐,全面育人教學(xué)成效顯著:課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、高階思維和綜合能力的培養(yǎng)得到了有效鍛煉,課后參加相關(guān)學(xué)科競賽活動的學(xué)生人數(shù)逐年增加,優(yōu)秀作品不斷涌現(xiàn)。