大学数学课程思政教学案例
摘要
关键词
教学背景;设计思路;思政目标
正文
为落实“教书与育人”并重,发挥各个科目的思政协同作用,“课程思政”依据教学内容特点进行巧妙设计,通过教学的各个环节寻找思政触点,恰当地进行思政融入,并尽量做到“寓思政于无声”。基于以上课程教学背景进行教学设计。
高度抽象性,逻辑的严密性等课程特点,使得学生对高等数学的学习,普遍存在枯燥感、焦虑感、应用时缺乏想象力以及无从下手等问题。因此改变教学模式方法势在必行,除了让学员掌握数学基本知识、培养基本的数学应用能力之外,还应强化数学思想方法的渗透,以便突破教学难点,提高学习效果。并考虑到思政元素渗透,可以从教学的各个环节入手进行设计。以下针对《定积分的几何应用》一节内容,谈谈如何利用教学的各个环节,进行内容的重新整合设计,以便更好地融入思政元素,并达到盐溶于水的效果。
《定积分的几何应用》这节课,在学生已经学习了定积分理论的基础上,讲授定积分在实际问题中的重要应用,其求解思路中充分地体现了微元法“化整为零”再“积零为整”的思想,对于微积分的学习和理解具有重要的理论价值和实际意义,同时也为二重积分和三重积分的学习奠定了一定的基础。是体现数学作为现代理性文化的核心,提供了一种思维方式,它包括:抽象化、运用符号、建立模型、逻辑分析、推理、计算,以解决具体实际问题的整个过程。在整个上册内容中占据了举足轻重的作用。
首先,设计实际应用情境,从不规则平面图形面积求解,和常见的旋转体体积入手,营造浓厚的探究氛围,引导学生自觉地沉浸于教学活动中,并借机对学生进行数学文化教育,引导学生体会数学与生活的联系,培养学生的数学文化素养。紧接着以问题为驱动,以解决问题为目标,分析引导,找出突破口“微元法”,打开定积分应用的大门,详细阐述了微元法思想、应用步骤及应用条件,并适时介绍微元法的发现历程,通过数学史,激发学生学习兴趣,了解数学理论的发现历程,鼓励感染学员,为其树立学术榜样,培养努力钻研的学术精神。
定积分的几何应用的核心方法是微元法,只有理解了该方法,定积分才能得到广泛的应用,在此过程中,除了分析该方法的核心:“化整为零”再“积零为整”的数学思想外,可以通过介绍定积分的发展史,重点介绍我国古代数学家对定积分发展的贡献,在公元3世纪,我国刘徽就提出了著名的“割圆术”,利用该思想可以计算简单图形的面积和体积,为定积分的发展提供了有益的启示,为定积分的应用提供了一些思路和方法。借此激发学生的爱国主义热情和民族自豪感。更进一步,将微元法的“化整为零”再“积零为整”的数学思想与实例求解相结合,在实战演练中,设置综合性问题和探究性问题,进行分组讨论的互动环节,鼓励学生积极参与课堂讨论,发挥学生的主体作用,引导学生发现不同解法,从而培养学生的合作精神。并鼓励学生自行发现,总结,归纳提炼出定积分应用的技巧。在培养分析问题和解决问题的过程中,通过与学生的沟通和交流,及时反馈学生的学习情况和需求以便适时调整教学策略和方法。
数学是一门“研究“数量”关系与空间“形式”的学科,充分利用数形结合是非常必要的。本次课,借助“小矩形累加”、“硬币堆叠”的形象分析,进行平面图形面积求解,旋转体体积计算,使抽象的数学问题和公式更加形象化,在充分调动学生数学学习兴趣的同时,自然而然的掌握教学重点,突破教学难点。而在此过程中的讲授的“化整为零”再“积零为整”的数学思想,恰是处理复杂问题的一般方法。事实上,所有的复杂问题都是由一个个简单问题堆叠而来,因此,先将其简单化,总能找到解决问题的突破口,以此提示学生要有不畏困难,勇敢面对的正确学术观及生活态度。理解并利用简单与复杂之间的辩证关系,使得处理问题更加事半功倍。
尤其在旋转体体积计算部分,设计大量的动态图,让教学内容更加直观化。充分利用数形结合,培养学生的空间想象力,减少枯燥感,让学生愿意主动参与、探究。数形结合是一种非常重要的数学思想,它可以帮助学员更好地理解和解决数学问题。通过数形结合,学员可以将抽象的数学概念转化为具体的图形,从而更加深入地理解和掌握数学知识。通过观察,学员可以发现图形的特点和规律,从而培养想象力和洞察力。同时结合图形分析,学员可以更加深入地理解数学概念的本质,从而培养逻辑思维能力和分析问题能力,以便更好地解决问题。轻松掌握知识点。
有效掌握知识的同时,利用旋转体的对称结构来发现数学之美,配合生活中常见的花瓶、茶杯以及刚刚发射成功的载人航天飞船等的图片,它们都具有完美的旋转结构,让学生对数学产生亲切感,发现数学中的美学。与此同时,紧密联系生活实际,还可以促进学生主动参与、主动探究,培养学生的探索与创新精神;
最终再回归引例中提出的实际案例,让学生通过课堂所学,自行归纳总结利用定积分求解实际问题的一般步骤:首先需要根据实际问题情形选择坐标系;如果是直角坐标系,按照累加方向,选择恰当的积分变量,确定积分区间;从而正确合理地建立积分微元,建立定积分模型,以便扩大理论的应用范围。在实际问题中让学生体会“学以致用”的成就感,体会数学之用无处不在的理念,增强学习动力。进一步体会理论来源于实际,最终又回归实际的辩证法思想。在此同时,也可以帮助学生梳理知识体系,养成良好的学习习惯和方法,提高学习效果和综合素质。把数学理论应用到实际生活中,通过数学思维的培养和训练,让学生在遇到问题时,能够抽象概括并提炼出问题的实质,根据条件的变化改变问题的思考方向,创新性地解决问题才是最终要达成的教学目标。
总之,通过各个教学环节的巧妙设计,在定积分的几何应用课堂教学中融入思政元素,要结合学科特点和学生实际情况,让学生除了掌握数学基本知识、接受数学思维训练、培养基本的数学应用能力之外,对思政进行有机渗透、自然融合,注重实效,做到教书育人并行,切实发挥课堂主渠道作用,全面提高学生综合素质。
作者简介:
苏冬青(1983.10),女,汉族,陕西西安,硕士,空军工程大学讲师,研究方向为多元回归分析,
李琳(1982.06),女,汉族,山东菏泽,硕士,空军工程大学 副教授,研究方向为数值计算及特殊矩阵快速算法
李亚男(1990.11),女,汉族,山西运城,硕士,空军工程大学 讲师,研究方向为复杂网络的同步
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