基于STEM教育理念的课程思政教学改革与实践l论文

2024-12-18 11:38:08 来源: 作者:liziwei
摘要:课程思政是新时代落实立德树人根本任务的重要手段。为了深入挖掘蕴含在专业课中的思政元素,更好地推进课程建设和教学改革,分析理工科专业课程思政教学目标和STEM教育理念的内在联系,提出基于STEM理念的课程思政教学改革思路和实施方案,并以C程序设计课程为例进行实践,通过思政教学目标达成情况展示课程建设和改革的效果。
摘要:课程思政是新时代落实立德树人根本任务的重要手段。为了深入挖掘蕴含在专业课中的思政元素,更好地推进课程建设和教学改革,分析理工科专业课程思政教学目标和STEM教育理念的内在联系,提出基于STEM理念的课程思政教学改革思路和实施方案,并以C程序设计课程为例进行实践,通过思政教学目标达成情况展示课程建设和改革的效果。
关键词:课程思政;STEM教育理念;课程建设;C程序设计;教学改革
课程是人才培养的重要载体,直接关系到立德树人根本任务能否落实。因此,高校需要充分挖掘和运用课程中蕴含的思政元素,建设一批蕴含思政内容、发挥思政教育功能的课程。
虽然国内各高校十分重视课程思政建设相关工作,且已经取得了一定的成效,但是仍然存在诸多不足,主要体现在:课程思政建设目标定位不明确,缺乏可行性较高的实施方案;部分专业课教师在将思政元素融入教学时生搬硬套,流于形式,影响了思政教育效果;课程考核从单一的专业知识评价维度出发,缺乏对思政效果的合理性评价。因此,为了更好地落实立德树人的根本任务,需要大力推进课程思政教学改革和创新。
一、STEM教育理念与课程思政教学融合的可行性
美国国家科学委员会于1986年首次提出STEM教育概念,旨在提升未来人才的综合科学素养。近年来,大力培养STEM人才已经成为各个国家共同关注的话题,各国纷纷付诸行动。STEM是Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)四门学科英文首字母的缩写,核心理念是培养学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养。STEM教育理念不是将上述四方面内容简单叠加,而是要实现将四个学科内容融合成一个有机整体,全面提升学生工程思维、设计思维、计算思维和创新思维。STEM教育理念具有跨学科、融合和创新等突出特征,能突破学科、专业、环境等的边界,使培养出的人才能够综合运用科学、技术、工程及数学方面的知识,解决复杂的工程问题。
由此可见,STEM教育理念与理工科专业课程的思政目标十分契合,将STEM教育理念融入本科课程建设和改革,有助于全面培养学生的综合素质,提高课程思政教学效果,是一个值得深入挖掘和研究的课题。
二、基于STEM教育理念的课程思政教学改革
课程是教育教学活动的基本形式,是教育理念、教育目标和教育内容的重要载体,直接关系到立德树人根本任务能否落实。为了在本科课程教学中融入STEM教育理念,从四个方面进行建设和改革。
(一)优化课程教学目标
明确总体教学目标,并在课程目标中融入思政目标,从科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四个角度出发,细化和明确知识、能力、素养三者之间的关系,将课程和思政元素有机结合,从而达成以下三个目标:一是全面落实立德树人根本任务,遵循教书育人规律和学生成长规律,深入推进课程思政建设,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人;二是强化思政理论教育和价值引领,充分发掘和运用课程中蕴含的思政教育资源,将课程打造为蕴含思政元素、发挥思政教育功能的育人载体;三是注重学生知识和技能的掌握,夯实其数学、物理基础,提升学生工程项目管理和实际操作能力,全面提升学生的科学素养。
(二)优化课程教学内容
遵循理工科专业课程的特点,探索基于STEM理念的思政教学内容,从科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四个角度深入挖掘课程中蕴含的思政元素,实现四方面教育的统一,并将其贯穿教学全过程。突出学生在课堂中的主体地位,教师扮演引导者和组织者的角色,在学习方法、参考资源、学习环境等方面提供支持,培养学生的自主学习能力、批判性思维和合作精神,使学生成为主动的学习者。在课程内容中融入爱国精神、团队精神、工匠精神,充分发掘和深化课程的思政教育功能,增强学生的稳定意识、大局意识、底线意识。注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,切实培养好德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。
(三)细化课程思政实施手段
实践证明,在课程中融入思政元素是提升学生综合素质、培养学生解决复杂问题能力的有效手段之一。基于成果导向理念,遵循理工科专业课程的特点,以“润物无声”的方式将正确的价值追求、理想信念和家国情怀传递给学生。从科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四个角度出发,构建逐级递进的“四个模块+四个层次”教学体系。四个模块是指理论模块、验证性实验模块、综合性实验模块、课程设计模块,四个层次是指验证性、设计性、研究性、创新性。可以此教学体系实现课程教学全方位、全过程的立体化建设,促进学生实践创新能力的培养。
(四)优化思政考核评价体系
将教学效果评价从单一的专业知识维度向科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四个维度转变,并向爱国主义情怀、人文素质培育、社会责任感培养等方向延伸。充分发挥学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力。合理设计考核内容,以研讨、作业、问卷等综合形式评价课程思政的效果,将课程的专业知识、技能与思政教育融为一体,在考核内容中体现学生的吃苦耐劳、认真务实、诚实守信、勇于创新等优秀品质。
三、基于STEM教育理念的课程思政教学案例——以C程序设计课程为例
计算机作为信息时代的重要工具,发挥着越来越重要的作用。C程序设计是大部分理工科专业的必修课,主要包含理论(基本语法)、上机实验和课程设计三个环节,旨在通过C语言语法教学、实验和实践训练,培养学生的计算机思维和编程能力。该门课程具有开放性、综合性、创新性、工程性等特点,包含科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四方面的内容,是实施STEM教育理念的合适选择。
(一)基于STEM教育理念的C程序设计课程思政教学目标
C程序设计作为大部分理工科专业的必修课,重点培养学生进行计算机程序设计的思维方式。从规则到语法,从程序结构到逻辑思维,处处体现着其中蕴含的讲规矩、有条理、严谨高效、敢于创新等思政元素。根据课程特点修订后的思政目标有三个。
思政目标1:通过循序渐进地学习,深入理解C语言在本专业中的地位和作用,融入计算机语言科技发展的思政教育元素,培养刻苦钻研的精神、系统的学习方法、严谨求实的科学素养。
思政目标2:具备学好本门课程的主动性和自觉性,通过项目实践和相关理论知识学习,树立“从实践中来,到实践中去”的学习理念。
思政目标3:掌握计算机软件开发设计的一般过程,培养分析、解决复杂工程项目中实际问题的能力及团队合作的意识。
(二)基于STEM教育理念的教学内容
充分运用C程序设计课程中蕴含的思政教育资源,从科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四个角度深入挖掘和提炼课程中的思政元素,在讲解知识点时自然而然地融入思政元素,在课堂上充分发挥C语言课程的思政教育功能。例如:在讲解C语言发展历史时,强调科技是第一生产力,激发学生的爱国热情,使其为实现“xxx”而努力奋斗;在讲解基础语法时,教导学生在工作、学习、生活中要遵规守纪;在讲解选择结构时,教育学生面临多种选择时要慎重抉择,一旦作出决定后要负责到底,勇于承担后果。与此同时,在教学过程中重视心理健康教育,提升学生自信心。在课堂互动中为学生创造表达自我的机会,鼓励学生勇于发表自己的观点,通过鼓励的方式对其观点进行点评,帮助学生建立自信心。善于挖掘学生身上的闪光点,及时对其进行肯定、表扬和鼓励,为他们提供快乐成长的机会。
(三)C程序设计课程思政实施手段
如何在课程教学中自然而然地融入思政元素是需要首先思考的问题。这就要求教师在教学过程中把握好度。教师要通过阅读相关书籍、参加课程思政培训等方式,不断提升自身思政素质和思政教学能力[3]。在教学中穿插讲解典型的正面和反面案例,将科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)四个学科的知识与能力进行有机融合运用,构建“四个模块+四个层次”实践教学体系,让学生在潜移默化中接受思政教育。同时,采用启发式教学,重视案例教学法,提升实践环节的比重,优化课程结构。改善教学方法与手段,发挥多媒体优势,利用各种工具辅助教学。鼓励学生积极参与教学活动,带领学生一起思考、分析和讨论问题,让学生在主动思考中掌握新知识,锻炼运用新知识的能力,增强自信心。
(四)基于STEM教育理念的C程序设计考核方式
针对目前考核评价标准单一、考评主体单一、考评方式有限等问题,以STEM教育理念为指导,将C程序设计教学和学习效果评价从单一的专业知识维度向基础知识、实践能力、科学素养、爱国主义情怀、社会责任感等多维度延伸,在考核中体现科学(S)、技术(T)、工程(E)、数学(M)内容。理论环节考核方式为闭卷考试,最终成绩包括平时成绩和期末成绩:平时成绩重点考核学生的课堂参与情况、知识掌握情况、能力提高及创新效果、课后习题完成情况等,期末考试考核学生掌握C语言基本语法的程度。上机实验环节成绩同样包括平时成绩和期末成绩。其中,平时成绩主要考核学生的实验参与程度、上机操作情况和实验报告质量。课程设计环节主要采用过程性考核,包括学习日志、成果展示和报告撰写,主要考核学生的实践能力、写作能力、表达能力和团队合作意识。
四、C程序设计课程改革实践效果
C程序设计课程改革在2021—2023级自动化专业3个班级进行实践,效果主要通过思政目标达成度进行评价,计算方法如下:
表1是3个班级课程思政目标达成度计算结果。从中可以看出,思政目标达成度良好并且逐步提高,反映出改革后的课程思政效果得到了提升。
综上所述,STEM教育理念与理工科专业课程的思政目标不谋而合,将STEM教育理念融入课程思政建设的方法值得深入研究。本文系统地提出了基于STEM教育理念的课程思政改革思路和实施方案,并以C程序设计课程为例进行实践,取得了良好的效果。这表明将STEM教育理念应用于本科教学中对于推进课程思政建设、全面落实立德树人根本任务具有积极意义。
参考文献:
[1]董子健,黄宇,刘鑫屏,等.自动控制理论课程思政教学改革研究[J].教育信息化论坛,2024(3):123-125.
[2]汪灵枝,张立邦,梁峰.新工科背景下课程思政协同STEAM教育理念育人路径可行性探究[J].大学教育,2022(6):37-39.
[3]李素君,周波清.新工科背景下融入课程思政的C程序设计教学模式设计与实践探究[J].电脑知识与技术,2023(36):142-145.
