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基于OBE和课程思政理念的高等数学教学模式探索与实践

2023-12-15 93 上传者：管理员

摘要：该文结合OBE理念和课程思政理念，提出了高等数学课程教学的一种新模式。以高等数学中“重积分”的教学为例，通过课程思政与OBE四个环节的有机融合，阐述了新模式的具体实施过程。这种新模式的实践有助于育人目标的达成。

关键词：
OBE理念
人才
人才自主培养
课程思政
高等数学
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习近平总书记在党的二十大报告提出，我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之。随着创新时代的来临,高等教育改革被提上了新高度。

高等数学是工科院校中重要的公共基础课，它以近代数学的重要研究成果微积分为主要内容，其知识体系是后续很多专业课的必备基础。同时，该课程对于培养学生的逻辑能力、分析能力、判断能力和应用能力等也起着非常重要的作用。然而，当前高等数学课程教学还存在一系列问题。一方面，部分教学存在以教师为中心、以教定学、学生被动跟从教师等问题，教师忽略了学生的接受能力差异和实际的学习效果，对学习产出关注不够；另一方面，部分教师的教学内容和方法注重理论体系，强调基本定义、定理及其证明，对高等数学中蕴含的数学思想、数学方法和实际应用不够重视，教学的出发点和关注点都落在知识目标，而忽略了能力目标和价值目标。鉴于上述问题的存在，现有教学模式无法实现新时代下高等教育的育人目标，如何有效改进课程教学成为一个迫切的课题。国内已有一些文章探讨在OBE和课程思政理念的基础上对课程进行教学改革[1,2,3,4]，但较少涉及高等数学课程。本文将在现有文献的研究基础上，结合OBE和课程思政理念，探究高等数学课程的改革与实践。

在20世纪80年代出现的OBE模式关注学习产出，其代表人物Spady认为：“基于结果的教育明确地意味着关注和组织教育系统中的每件事物，围绕着一个根本的目标让所有学生在完成他们的学习经历后都能获得成功。这意味着首先要对教育结果有一个清楚的了解，然后据此组织课程、指导和评估以保证这一学习结果最终能发生。”[5]这种理念将教育定位于提高学生在未来社会中的竞争力，强调教育应服务于学生和未来社会的需要。而这亦与前述的近年来国家层面提出的育人目标相一致。

课程思政是将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面，旨在实施全员育人、全程育人、全方位育人，是新时代高校反思教育意识形态属性与挖掘课程德育功能的一种理念和实践探索。基于此理念，迫切需要高校教师将立德树人放在首位，用好课堂教学这个主渠道，将思想政治理论合理地融入各类专业基础课程，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观。

1、基于OBE和课程思政理念的教学模式

教学模式是指在一定教学思想或教学理论指导下，建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序，是表现教学过程程序性的策略体系。传统教学模式通常是从“教师如何教”这个角度来进行阐述，而忽视了“学生如何学”这个问题。OBE理念强调以学生产出为导向，其与重视教学活动中以学生为主体的现代教学模式相吻合。依据OBE理念，本文探索将课程思政和教学模式各个环节结合，建立一种全新的高等数学教学模式。

OBE模式实施主要包括四个基本步骤：定义学习产出（Plan）、实现学习产出（Do）、评估学习产出（Check）和改善教学（Action）。整个过程构成一个标准的戴明环（PDCA Cycle）。

课程教学大纲是指导教学的纲要性文件，大纲包含了课程的教学目标、授课内容、教学重难点等，是教师进行教学活动的主要依据。OBE理念强调以学生为中心、以成果为导向，其实施的第一步就是确定学习产出成果。教师应根据预期要达到的成果目标，结合高等数学课程特点和思政教育内涵，制定与之相匹配的教学大纲。在知识目标和能力目标之外，加入德育目标，以实现知识传授、能力培养和价值引领“三位一体”的育人目标。学习目标要通过教学内容来实现。设计合理的教学方案，充分挖掘知识点和典型应用案例中所包含的思政元素，建立思政案例库，组织、更新和完善教学内容体系。从数学史、数学文化等教学素材中引入中国历史文化，激发学生爱国热情和民族自豪感，树立文化自信；借助数学家刻苦钻研的故事，培养学生良好的科学素养、创新意识和坚韧不拔的奋斗精神；数学中蕴含着大量的辩证唯物主义哲学思想，例如变与不变、特殊与一般、有限与无限、对立与统一等，挖掘课程中蕴含的哲学思想，有利于培养学生严谨的逻辑分析能力和严密的哲学思辨能力。这些思政元素与教学内容的结合，使学生在提升知识和能力的同时，也在潜移默化中树立正确的世界观、人生观、价值观。

OBE理念核心的关注点是学生学到了什么，而不是教师教了什么，这就需要进一步创新教学方法和教学手段。传统教学以教师讲授为主，而在OBE理念下，要让更多的学生参与课堂教学，成为课堂的主导者，变被动学习为主动学习。教师可以在教学活动实施过程中探索多种教学方法和教学策略的综合使用，使之能灵活地适用于不同的学生，激发学习兴趣，提高学习能力。以课程思政挖掘点为载体，使其和上述教学方法充分结合，将德育元素自然融入教学方法，变单向的知识输出为学生的主动思考，从而更有效地达到教学目标。

评估学习产出是OBE模式中的第三步。课程评价方式的选择对课程的目标达成度具有关键作用。以测验考试作为评价的主要标准，易导致学生只关注成绩“功利化学习”。而且测验考试侧重于对显性知识的考查，难以涉及对能力和品行的评价。教师应建立一套OBE理念下的完整评估体系，涵盖教学内容和教学过程的方方面面，包括知识目标考核、能力目标考核和德育目标考核三部分，以此来界定学生的实际学习产出是否达到预期目标。具体的考核形式不局限于测验和期末考试等传统笔试，还可以采用讨论演讲、实验项目、作业、论文报告等多样化评价方法。在评价环节中，要充分利用好第二课堂。通过各种组织活动和布置任务，引导学生思考和实践所学知识，培养学生严谨认真的工作态度，考核评价学生的创新能力和应用能力。

OBE理念强调持续性改进，根据学习产出的评估，教师可以了解学生学习目标达成度，从中发现问题和不足之处，并适时调整教学目标、教学内容和教学方法，从而保证学生能达到预期的学习目标。

基于OBE和课程思政理念的教学模式具体实施方案如图1所示。

2、教学实践举例

本节以第十章“重积分”的教学过程为例，具体阐述如何运用上述基于OBE和课程思政理念的教学模式进行教学实践。教学设计过程如下：

(1）首先根据工程教育认证中对学生的毕业要求，反向设计本章教学目标为：通过本章的学习，学生能掌握多元函数重积分学的基本概念、基本性质和结论以及求解方法；理解积分概念和计算公式中蕴含的多种辩证唯物主义思想，并能够由此指导实际问题的解决思路；掌握积分学的应用，能够应用所学知识与思想解决工程和各理工科专业中出现的积分问题。此目标中蕴含了学生应掌握的知识、能力和德育目标。

图1 基于OBE和课程思政理念的教学模式实施方案图

(2）本章内容是前面所学定积分内容向更高维的推广和延伸，同时也与后续的曲线曲面积分内容相关联，因而学习成效至关重要。由于重积分属于高维问题，对学生而言有一定的难度。在教学设计中，以成果为导向，从教学内容出发，充分挖掘其中蕴含的思政元素，将抽象的数学概念和枯燥的计算公式转换成生动有趣的数学方法与哲学思想，有助于激发学生的学习兴趣，让学生更深刻理解、掌握数学概念和计算公式，并将之应用到实际问题。本部分内容的课程思政融入点如表1所示。

(3）围绕本章教学内容的特点，依据要实现的教学目标，在教学方法的选择上侧重于启发引导式。引导学生从熟悉的定积分中所包含的积分思想入手，采用类比方法解决二维的几何和物理应用问题，从而建立起二重积分的概念，并进一步从概念的相似性逐步推出二重积分的相关性质。而二重积分计算的学习则采取翻转课堂的方法，先布置学生课前预习课本和观看网上视频教学资源，并借助问卷调查方式收集学生在预习和自学过程中所遇到的疑惑点。在课堂讲授中，先针对本节部分的重点难点和学生提出的疑惑点进行讨论和讲解，再通过配套练习对所学的二重积分计算方法进行加强巩固。在二重积分部分学习中，特别注意引导学生将内容与上学期所学的定积分相对比，观察维数的变化，包括概念定义上的升维和计算方法上的降维思想。在充分理解维数一和二的关系基础上，将进一步延伸到更高维上，从而类比推出三重积分的定义和三重积分的计算方法。牢牢抓住维数这一关键点，深入探讨定积分、二重积分和三重积分之间的联系与区别，将复杂的积分知识框架体系和中国传统文化中的“一生二，二生三”相关联，让学生更深刻体会维数变换的关系。这种关联类比的方式，既引发了学生的学习兴趣，降低了学习的难度，又通过引导学生自己动手推导，从而锻炼了学生的逻辑思维和归纳分析能力。在本章最后重积分应用部分的学习中，将抽象的元素法过程融入具体的应用背景，引发学生自主学习，体会如何从具体问题中抽象出数学本质，利用数学思想去解决具体问题，进一步培养学生应用数学知识的能力，达到培养目标的要求。

表1“重积分”课程思政融入点

(4）在教学评价中，除采用书面作业和网络作业外，运用第二课堂进一步评价学生对知识的掌握程度和教学目标的达成度。一方面，布置学生针对定积分和本章的重积分内容完成一个数学小任务，完成格式不限。学生采用了经典的思维导图和框表整理归纳各个知识点，也通过数学诗歌、漫画、游戏和数学小故事等的创作展示了对积分知识体系的深入理解和思考。在学生的这些优秀作品中，充分展现了学生的创新思维，可以从中看到数学方法和哲学思想的闪耀。另一方面，积分应用紧密联系实际，可以通过数学应用案例考查学生运用数学软件完成实际问题的能力。这些第二课堂既激发学生的学习兴趣，巩固了所学知识，为下一章的学习夯实了基础，也为教师提供了更全面的学生学习产出的评估，为进一步的教学提供了有价值的参考。

3、结语

在高等数学课程中，以OBE和课程思政理念为基础设计教学模式，教学过程紧紧围绕学生为中心展开，深入挖掘课程中蕴含的思政元素，密切关注学生的学习产出。教师将线上和线下教学相结合，充分利用第一课堂和第二课堂，让学生在熟练掌握知识体系的同时提升各方面的能力，并潜移默化地帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，为新时代建设目标培养更多的优秀人才。

参考文献:

[1]李兴华,孙也.“OBE理念+课程思政”融入“流体力学”课程的教学改革与探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2022(3):55-57.

[2]彭卓越.课程思政理念下传统理工科课程教学改革模式探索:以桥涵水文课程为例[J].科教文汇,2021(28):82-85.

[3]谭畅,马淑芳.基于OBE理念的数学分析课程思政探索与实践[J].科教文汇,2022(6):105-107.

[4]赵琳琳,刘耀斌,沈延锋.高等代数课程思政建设的“触点”与实践[J].德州学院学报,2021,37(4):89-92.

基金资助:广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目“高等数学课程思政的探索与实践”;

文章来源:杨淑伶,韩晓卓,何楚明.基于OBE和课程思政理念的高等数学教学模式探索与实践[J].科教文汇,2023(23):136-139.