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课程思政

《数学分析》课程思政教学案例

2022年12月20日 11:17  点击:[]


教学团队简介:

《数学分析》课程教学团队共有五位成员,近五年都承担过《数学分析》课程教学。其中,团队负责人刘文军每学期都承担本科生《数学分析》课程的教学。

程团队主要成员

院系/

部门

出生

年月

职务

职称

手机

号码

电子

邮箱

教学任务

1

刘文军

理学院

1973.4

 

副教授

18070227617

2395094509@qq.com

团队负责人

2

余荣忠

理学院

1978.5

副院长

 

13979241845

31815765@qq.com

指导建议

3

邱望华

理学院

1984.12

教研室主任

 

18370204365

qiuwh_15@163.com

参与教改

4

朱章生

理学院

1980.10

 

 

18397925178

zhuzhangsheng2010@163.com

参与教改

5

张小芝

理学院

1981.6

 

副教授

13607924237

67114795@qq.com

参与教改

 

一.课程基本情况

课程名称

数学分析

课程类型

○公共基础课程  专业教育课程 ○实践类课程

课程性质

必修  ○选修

   

276学时

   

16.5

教学方式

○线下     ○线上     线上线下混合式

 

二.课程思政育人理念与目标

我校数学与应用数学专业(师范类)的培养目标是:立足九江,面向江西,培养政治立场坚定,认同社会主义核心价值观,适应国家基础教育改革发展要求,富有高尚的师德品质、良好的团队合作精神、深厚的教育情怀,具有较高的数学学科水平和较强的数学思维能力、数学教育能力、综合育人能力,具备一定的研究与反思能力、终生学习和发展能力以及实践创新能力,能够在各类中学或其他教育机构从事数学教学、教学管理和研究的可持续发展的中学骨干教师。培养目标中的“政治立场坚定”、“认同社会主义核心价值观”、“富有高尚的师德品质”、“良好的团队合作精神”、“深厚的教育情怀”、“综合育人能力”、“实践创新能力”等词汇都与课程思政密切相关。

本专业的8个毕业要求是:师德规范 ,从教信念,学科素养,教学能力,班级指导能力,综合育人能力,学会反思,沟通合作。这些毕业要求很多都与课程思政密切有关。

《数学分析Ⅰ》作为作为专业基础课,课程思政建设的目标方向是:1. 结合专业培养目标和毕业要求,挖掘整理课程思政元素,丰富完善课程内容。2.在《数学分析Ⅰ》课程的线上线下混合式教学过程中,改进教学方法,探索思政元素融入课程教学的方法路径,创新课程思政建设模式。3. 通过教学实践,研究完善基于过程评价的课程思政考核评价体系。

三.课程思政元素与融入点:

章节

专业知识点

思政元素

课程思政的实施路径与方式

1.3

函数概念

爱国主义精神

介绍中国数学家李善兰生平事迹

2.1

数列极限概念

民族责任感

介绍极限概念的发展历程

2.2

极限的保号性

团结协作精神

把极限保号性与团队合作相比较

2.3

柯西收敛准则

严谨的科学精神

介绍数学家柯西对数学的贡献

3.3

海涅定理

严谨的科学精神

介绍数学家海涅对数学的贡献

3.5

无穷小量

传统文化素养

古诗词中的无穷小

4.1

函数连续概念

科学发展观

列举气温变化、植物生长等连续不断变化事物

4.1

函数间断点

正确的学习观

习近平总书记在北大师生座谈会的讲话

5.1

导数的概念

严谨的科学精神

介绍微积分发展史

5.1

导数概念引入

高铁精神

解决瞬时速度问题

5.1

导数的概念

对数学的热爱

介绍数学家费马的生平事迹

5.4

莱布尼茨公式

中华文化自信

谈数学家莱布尼茨对中国《易经》的评价

6.1

罗尔中值定理

鼓励自学能力

介绍罗尔自学成才的经历

6.3

麦克劳林公式

学会感恩

介绍麦克劳林终生不忘牛顿对他的栽培

6.4

极值

矛盾转化哲学观

将函数极值问题与日常生活相比较

6.5

函数凹凸性

传统文化素养

古诗词中的凹与凸

 

四.代表性课程思政教学案例

(一)案例基本信息

1.案例名称:循序渐进,科学发展——函数的连续性概念

2.对应章节:《数学分析》第四章函数的连续性 第1节连续性概念

 

(二)案例教学目标

知识目标:了解生活中许多事物具有连续性这一特点;理解函数的连续性的定义,能够利用定义研究函数的连续性;在掌握函数连续性的三要素的基础上,理解函数的间断点的定义,能够清晰辨别出函数的间断点的不同类型。

能力目标:培养学生抽象逻辑思维能力,提升学生分析、类比、归纳、演绎的能力;培养学生的数学建模思想和意识;提升学生用数学知识解决实际问题的数学应用能力。

德育目标:通过介绍自然界中的现象,比如水稻的生长、气温的变化以及河水的流动,直观认识连续现象的普遍性以及复杂性,引导学生形成科学的发展观,遵循事物的发展规律,不能急于求成;通过引入习近平总书记的讲话,引导学生树立正确的学习观,循序渐进,形成良好的学习态度和价值观。

 

(三)案例主要内容

1.理解函数在一点连续和在区间上连续的概念,掌握证明函数连续性的方法。

2.理解函数间断点的定义以及间断点的分类,掌握判断函间断点类型的方法。

教学重点:  1.函数在一点连续的概念

2.函数间断点的定义以及间断点的分类

教学难点:  1.利用定义证明函数连续性。

            2.判断函数间断点及其类型。

 

 

 

(四)案例教学设计

1. 教学流程设计:课程采用了BOPPPS模式的教学流程设计,自制MindMaster思维导图如下:

 

2.教师课前做好充足的教学准备:

1)在中国大学慕课SPOC平台设计好课前自主学习任务,让学生有目的、有重点地预习“函数的连续性概念”的有关内容。(2)利用慕课堂设计课堂练习、课堂讨论、问卷、公告等环节。(3)精心设计课程思政融入点。(4)精心设计SPOC平台的单元讨论题目和单元测试题目。(5)精心设计SPOC平台的课内实践报告题目。

3. 要求学生课前完成以下自主学习任务:

    线上完成在SPOC平台的视频“4.1.1函数在一点的连续性”和“4.1.2间断点的分类”的学习。 包括观看微视频和做课前测。

4.课堂互动教学(含各教学环节的教学内容,时间安排,师生活动组织形式,教学方法和手段,育人目标与思政元素)

教学环节

教学内容

时间安排

师生活动

教学方法

育人目标与思政元素

前测解析

 

1.给学生提出一些简单的基本概念问题,

  以检验预习效果。如:

函数连续性定义是如何表述的?

函数的间断点是如何定义和分类的?

 

2.分析学生前测的解答情况,讲解易错点

5分钟

以教师利用慕课堂提问、学生抢答的方式,检验学生课前线上预习与前测效果。

 

问题教学法

 

督促学生养成预习的好习惯。

培养学生自主学习的能力。

知识导入

 

提问:每日气温的变化、植物的生长河水的流动、身高的变化等,这种连续不断变化的现象,是否能用数学语言来描述?

3分钟

师生互动,教师可以在慕课堂发出问卷,让学生思考回答。

启发教学 

知识的积累也是连续的,不能急于求成,必须遵循事物发展的客观规律

知识点梳理

 

知识点梳理

 

讲清重点与难点

 

慕课堂辅助教学

 

 

知识点梳理

 

讲清重点与难点

 

慕课堂辅助教学

一.函数在一点的连续性

定义 1  设函数在某内有定义, 若 则称在点

.

等价定义1  函数在点连续的充分必要条件是.

思考探究:由函数极限的定义,探究函数在一点连续的精确定义

等价定义2  函数在点连续的充分必要条件: 对任给的存在使得当时有.           

提问:大家可以比较函数在一点连续定义和在一点有极限的定义,说出两者的异同点。

等价定义3 在点连续  .

等价定义4  函数 连续的充分必要条件是: 对任何以为极限的数列, 都有 .

1  证明函数在点连续, 其中为狄利克雷函数.

定义2  设函数在某内有定义, 若   则称在点右(左)连续.

定理4.1  函数在点连续的充要条件是:在点既是右连续,又是左连续.2  讨论函数

在点的连续性.

二.间断点及其分类

函数在一点连续的三要素:

(i) 在点有定义;  (ii) 存在; (iii) .

1. 间断点的定义

定义3   设函数在某内有定义. 若在点无定义, 或在点有定义而不连续, 则称点为函数间断点不连续点.

提问:按此定义及上一段中关于极限与连续性之间联系的讨论, 若为函数的间断点, 则会出现哪些情形?

2. 间断点的分类:

1)可去间断点   ,而在点无定义, 或有定义但 则称可去间断点. 例如,, 的可去间断点.

提问:为什么称为可去间断点?

2)跳跃间断点   若函数在点的左、右极限都存在, 但 则称点为函数跳跃间断点. 例如,整数点都是函数的跳跃间断点, 的跳跃间断点.

可去间断点和跳跃间断点统称为第一类间断点, 第一类间断点的特点是函数在该点处的左、右极限都存在.

3)函数的所有其他形式的间断点, 即使得函数至少一侧极限不存在的那些点, 称为第二类间断点. 例如, 的第二类间断点, 的第二类间断点, 上每一点都是狄利克雷函数的第二类间断点。

提问:请仔细分析一下,第二类间断点又可以细分为哪些情形?

三.区间上的连续函数

四.若函数在区间上的每一点都连续, 则称上的连续函数.

60分钟

师生共同探讨研究函数在一点的连续定义式的各种等价形式

 

 

 

由极限的精确定义,类比演绎出函数在一点连续的精确定义(连续的等价定义2

 

用慕课堂点名提问,回答连续定义与函数极限定义的异同点。

 

 

 

用慕课堂点名请学生上来演板做题。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

用慕课堂点名提问,谈谈间断点会出现几种情形?

 

 

 

 

 

用慕课堂发布课堂讨论题:为什么称为可去间断点? 学生共同参与讨论

 

 

 

 

 

 

老师让学生举例说明第二类间断点可以细分为哪几种情形?

 

讲授法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

类比

演绎

学习法

 

 

 

 

 

问题教学法

 

 

 

 

 

 

 

问题教学法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

问题教学法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

启发教学法

 

 

 

 

 

 

重点要让学生深刻理解函数在一点连续的定义以及其各种等价形式。

 

 

 

 

培养学生抽象逻辑思维能力;提升学生分析、类比、演绎的能力,形成科学的数学素养和严谨的治学态度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

引入习近平总书记在北大师生座谈会的讲话:“学习就必须求真学问,求真理、悟道理、明事情,不能满足于碎片化的信息、快餐化的知识。”

 

引导学生树立正确的学习观,学习过程是连续不断的、循序渐进的;对于碎片化、快餐化的知识,要分析与整合,建立知识网,内化为整体。

 

 

 

难题讲解

3  证明:黎曼函数

任何无理点处都连续, 任何有理点处都不连续.

10分钟

教师精讲细讲,学生学习掌握解题思路

案例教学法

通过举例能让学生掌握函数连续性的证明方法。

课堂练习

的间断点,判断类型。

 

 

5分钟

用慕课堂发布课堂练习,学生独立做

练习教学法

培养学生的独立思考能力。

讨论交流

讨论函数的连续性

5分钟

学生分组讨论

讨论教学法

培养学生严谨的科学精神。

总结反思

教师对本讲“函数的连续性”做总结,强调重点,突出难点、易错点。

2分钟

教师总结,

学生反思

反思

教学

培养学生的总结反思能力。

5.课后巩固

1.完成中国大学慕课SPOC上的单元练习。

2.完成中国大学慕课SPOC上的单元测验。

3.就本专题“函数的连续性”参与SPOC平台上讨论交流。

4.撰写课内实践报告《函数的连续性与一致连续性》。

 

6.答疑解惑

主讲教师和助教(已经加入三位高年级学生作助教)每周在规定时间(一般在每周一、三、五晚上)进行答疑解惑,一般为在线答疑。每周答疑时间不低于三小时。

7. 教学活动图片

  课堂线下与学生互动照片

       

学生慕课堂答题榜红榜截图       线上师生互动截图

        

学生线上讨论榜截图             学生课内实践报告4部分截图

      

 

(五)教学反思

后本课程在课程思政方面需要在以下方面持续不断改进:

1. 不断丰富课程思政元素,把更多更好的哲学、文学、史学、科技、时政、生活、美学、音乐等知识融入到课程教学中。

2. 不断丰富课程思政融入路径,让课程思政元素在视觉、听觉上更加贴近学生。例如,老师在讲数学家的小故事时,在投影平幕上能同时出现动画,或者以短视频的形式来表达。这需要老师具备一定的动画制作能力和短视频制作能力。

3. 进一步改进完善课程思政考核评价方式,建立完备的过程考核思政评价指标体系。

 

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