劉春娥，張 媛

(黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江 雞西 158100)

引言

高等數(shù)學(xué)是高等院校的一門重要的公共基礎(chǔ)課程，也是很多專業(yè)的必修課程，在普通高等教育的第一年，高等數(shù)學(xué)在很大程度上是學(xué)生進(jìn)入本專業(yè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的必備工具，特別是對(duì)理工科的學(xué)生來講，高等數(shù)學(xué)是他們專業(yè)發(fā)展中所必須的知識(shí)，其中的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)手段在其今后的學(xué)習(xí)生活中起著重要的作用。隨著中國(guó)高等教育重要理論的發(fā)展，高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用逐漸趨于廣泛，當(dāng)前，高等數(shù)學(xué)不僅作為理工類專業(yè)的理論基礎(chǔ)課程之一，而且其已經(jīng)被列入部分文科專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃內(nèi)，以加強(qiáng)大學(xué)生的文化素質(zhì)[1]，并且，高等數(shù)學(xué)學(xué)科在培養(yǎng)學(xué)生的強(qiáng)大抽象邏輯思維能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)造精神等方面都具有重要的作用。

有效的教學(xué)活動(dòng)不僅可以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展、落實(shí)素質(zhì)教育，而且可以讓教師和學(xué)生在整個(gè)教與學(xué)的過程中形成一套完整的體系模式，呈現(xiàn)出事半功倍的效果。分析當(dāng)前高校高等數(shù)學(xué)教學(xué)低效的原因有如下幾個(gè)方面。

1.內(nèi)容繁重枯燥

高等數(shù)學(xué)的主要內(nèi)容包括數(shù)列、極限、微積分、級(jí)數(shù)、常微分方程等，在理工科類專業(yè)的課程中，與其相伴的課程通常有線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，在其有著廣泛應(yīng)用的同時(shí)，還具有高度的抽象性、需要較強(qiáng)的邏輯思維和計(jì)算能力。正因其繁重枯燥的知識(shí)內(nèi)容和嚴(yán)密的邏輯性、計(jì)算性的需求，學(xué)生在教師教學(xué)的過程中，多呈興趣不足現(xiàn)象，上課期間有遲到早退現(xiàn)象，課后作業(yè)抄襲現(xiàn)象也較為嚴(yán)重。

2.教學(xué)模式單一

在傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式中，教師大多采用的是一種注入式、灌輸式的教學(xué)方式。在課堂上，教師利用板書、投影屏等輔助工具在上面講課，學(xué)生在下面聽課。這樣機(jī)械的教學(xué)模式非?？菰?、單調(diào)，課堂上教師和學(xué)生基本為零互動(dòng)，學(xué)生在機(jī)械性、重復(fù)性的聽課、記筆記的過程中，容易形成麻木疲憊的狀態(tài)，而且由于高等數(shù)學(xué)學(xué)科本身內(nèi)容枯燥的特點(diǎn)，學(xué)生在聽課中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)走神、無法集中注意力的情況。在這種單一的教學(xué)模式下，學(xué)生的參與感和參與度都很低，他們基本上是處于完全被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)狀態(tài)，其主觀能動(dòng)性沒有被調(diào)到起來，因此課堂教學(xué)收效甚微，學(xué)生發(fā)現(xiàn)不到存疑的知識(shí)點(diǎn)，在課后學(xué)生與教師的溝通和交流也很少。

3.教學(xué)內(nèi)容落后

雖然高等數(shù)學(xué)使用的教材在陸續(xù)發(fā)生變化，但是其基本的知識(shí)點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)沒有太大的改變。教材一般會(huì)注重其整體性和系統(tǒng)性，更加重視其內(nèi)容理論方面的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，很少會(huì)關(guān)注到知識(shí)的形成過程及文化等方面的背景知識(shí)。教材更加重視基本知識(shí)的整合，比較忽視數(shù)學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的運(yùn)用，和自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)等各個(gè)不同的分支學(xué)科產(chǎn)生比較嚴(yán)重的脫節(jié)，其教學(xué)內(nèi)容也相對(duì)滯后，無法做到與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步的與時(shí)俱進(jìn)，教材中的例題也相對(duì)落后，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難與現(xiàn)實(shí)世界的發(fā)生發(fā)展相結(jié)合思考，抽象思維的轉(zhuǎn)化變得更加困難，這也使得高等數(shù)學(xué)的教學(xué)受到了一定程度的阻遏。

由于高校高等數(shù)學(xué)的教學(xué)多呈現(xiàn)如上所述的內(nèi)容繁重枯燥、教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容落后等問題，而且在學(xué)習(xí)過程中需要學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯思維和抽象能力，大部分大學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)都會(huì)體現(xiàn)出積極性不高、逃避心理，甚至是抵觸的學(xué)習(xí)態(tài)度，而且由于學(xué)生們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)程度參差不齊，學(xué)生在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中也出現(xiàn)了多樣的問題，為此，很多專家學(xué)者對(duì)高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)方法、數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)方式、教學(xué)體系安排等方面都進(jìn)行了改革和探究[2-4]。

土木工程專業(yè)的課程和高等數(shù)學(xué)緊密相關(guān)，土木工程專業(yè)的教師在教學(xué)過程中會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)學(xué)生高等數(shù)學(xué)是一門很重要的課程，需要認(rèn)真學(xué)習(xí)。以土木工程的專業(yè)需求為導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程測(cè)量、材料力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)等課程和高等數(shù)學(xué)的關(guān)系緊密，這些課程均需要數(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，學(xué)生在建立數(shù)學(xué)思維的基礎(chǔ)上，他們才會(huì)對(duì)課程的知識(shí)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系有更加深入和系統(tǒng)的理解。

論文結(jié)合土木工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，將土木工程專業(yè)課程內(nèi)容與高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與方法相結(jié)合，提出探究式學(xué)習(xí)方式，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生將高等數(shù)學(xué)的知識(shí)內(nèi)容運(yùn)用到土木工程的學(xué)科領(lǐng)域中。

一、教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變：應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)方式

長(zhǎng)期以來，“填鴨式”學(xué)習(xí)方式在教學(xué)過程中占據(jù)主導(dǎo)地位，這種學(xué)習(xí)方式以教師為主體知識(shí)輸出者，可以在短時(shí)間內(nèi)向?qū)W生傳遞大量的知識(shí)，但是，在這種一味灌輸性的教學(xué)模式下，學(xué)生往往處于被動(dòng)接受的地位，他們被強(qiáng)迫輸入知識(shí)，因此會(huì)缺乏自主思考、自我反思的過程，故而會(huì)出現(xiàn)教師講了很多知識(shí)、概念，但學(xué)生仍不理解，或理解得不深入、不透徹的現(xiàn)象，教師和學(xué)生雙方的付出和收獲都不成比例，結(jié)果往往收效甚微。

2016年頒布的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》將學(xué)生的核心素養(yǎng)劃分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展和社會(huì)參與幾個(gè)方面[5]。探究性學(xué)習(xí)作為一種重要的學(xué)生自學(xué)活動(dòng)形式，是學(xué)生自我發(fā)展培養(yǎng)的一種有效策略。探究性學(xué)習(xí)，即在學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)生活情境中，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生嘗試通過自學(xué)主動(dòng)探究來學(xué)習(xí)知識(shí)，并在這個(gè)過程中，學(xué)會(huì)科學(xué)的方法、技能和思維方式，形成科學(xué)觀點(diǎn)和科學(xué)精神。探究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn)包括：主動(dòng)性、實(shí)踐性、過程性和開放性。主動(dòng)性是指將學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的主體，學(xué)生通過積極的探索發(fā)現(xiàn)、實(shí)際實(shí)踐、親身體驗(yàn)，將自己融入到問題情境中去，利用所學(xué)的知識(shí)解決問題；實(shí)踐性是指以學(xué)生的主體實(shí)踐活動(dòng)為主，強(qiáng)調(diào)將學(xué)生的操作、思路和構(gòu)想等貫穿于教學(xué)活動(dòng)中；過程性是指讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的知識(shí)發(fā)現(xiàn)、形成、應(yīng)用和發(fā)展的過程，讓學(xué)生體會(huì)從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的整個(gè)科學(xué)解題思路；開放性是指學(xué)生創(chuàng)造意識(shí)和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容和結(jié)果都是開放的，學(xué)生可以大膽提問，探討解決方案，分析不同結(jié)果。

本文嘗試在土木工程專業(yè)，將探究性學(xué)習(xí)方式應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)。

1.可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。由于高等數(shù)學(xué)的知識(shí)內(nèi)容比較枯燥乏味，不同學(xué)生的基礎(chǔ)層次、興趣點(diǎn)也各不相同，在教學(xué)過程中，教師可以選擇土木工程應(yīng)用中的數(shù)學(xué)計(jì)算主題，讓學(xué)生自行搜索相關(guān)資料、分析整合數(shù)據(jù)、匯總匯報(bào)成果，比如在學(xué)習(xí)工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程當(dāng)中，幾乎都是以計(jì)算為主，只有學(xué)好數(shù)學(xué)才能在這些課程的運(yùn)算當(dāng)中更好地去解決一些相關(guān)的內(nèi)容。教師鼓勵(lì)學(xué)生參加省級(jí)數(shù)學(xué)建模比賽，既讓學(xué)生得到了鍛煉又增進(jìn)了數(shù)學(xué)知識(shí)，又可以根據(jù)自己的興趣點(diǎn)去選擇主題相關(guān)的方向，會(huì)極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高學(xué)習(xí)效率。

2.可以提高學(xué)生對(duì)土木工程專業(yè)知識(shí)的掌握能力。探究性學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生在求解土木工程課程數(shù)學(xué)問題的過程中，在力學(xué)課程中通過運(yùn)算，對(duì)土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)、概念體系有更深入的理解，而且由于學(xué)生是自發(fā)自主地求解問題、分析問題、找出答案，因此在該探索過程中學(xué)生對(duì)問題的印象會(huì)更加深刻，對(duì)整個(gè)分析求解過程的實(shí)踐和理解，也有助于他們今后在類似問題上的解決。

3.可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。由于整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生自己研究情境、提出問題、收集資料、研討交流，因此會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，有利于在求解中實(shí)現(xiàn)自我超越。對(duì)于同一個(gè)課題，不同學(xué)生看問題的角度不同，在小組分工合作研究問題的過程中，學(xué)生可以集思廣益，就當(dāng)前問題交流、擴(kuò)展，并在實(shí)踐中相互協(xié)作，體會(huì)團(tuán)隊(duì)合作的力量。尤其是在參加數(shù)學(xué)建模大賽過程中，學(xué)生利用所學(xué)的專業(yè)相關(guān)知識(shí)，建立模塊，將專業(yè)融入到數(shù)學(xué)中去。

二、基于土木工程專業(yè)特點(diǎn)的改革措施

1.教師結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)改變教學(xué)觀念，模塊化教學(xué)

教師為土木工程專業(yè)學(xué)生教授課程的過程中，應(yīng)充分考慮土木工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)特色，力求在有限的課程學(xué)時(shí)內(nèi)盡可能涵蓋本專業(yè)涉及的高等數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，并在教授過程中與專業(yè)中不同學(xué)科相聯(lián)系，以使學(xué)生了解學(xué)科之間的相互關(guān)系，對(duì)專業(yè)的整體體系知識(shí)有更好的把控。教師需要把高等數(shù)學(xué)內(nèi)容根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行模塊化，重新組織、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和課程安排，避免單一化、機(jī)械化、重復(fù)性的教學(xué)模式，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解不僅局限于概念和公式，還要對(duì)知識(shí)的用法和用途進(jìn)行深入講解和舉例說明，在與專業(yè)知識(shí)相關(guān)的例子講解中，讓學(xué)生更加清晰地掌握其特點(diǎn)、用法和用途，讓學(xué)生在今后可以將其用于專業(yè)問題的求解上，并形成拓展性的思維，可以舉一反三，去解決學(xué)科中或生活中更多的數(shù)學(xué)問題。

2.鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主合作，增加實(shí)踐教學(xué)

探究性學(xué)習(xí)方式中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，因此在教學(xué)過程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自主合作。鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)課題提出問題和發(fā)表見解，通過閱讀教材、網(wǎng)上查詢、咨詢同學(xué)、小組合作等方式查找、尋求有價(jià)值的信息，并加入自己的思考，對(duì)信息進(jìn)行匯總、整合和提煉，最后不同小組的學(xué)生之間可以針對(duì)所有的研究成果進(jìn)行探討、評(píng)價(jià)和指正，這樣有助于學(xué)生間的創(chuàng)新思維和合作意識(shí)的培養(yǎng)。在這個(gè)過程中，教師也要組織教學(xué)和參與教學(xué)，在學(xué)生不理解的地方加以點(diǎn)撥，學(xué)生豁然開朗的同時(shí)，對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的印象也會(huì)更加深刻。土木工所是一個(gè)實(shí)踐性和動(dòng)手性很強(qiáng)的專業(yè)，學(xué)生所學(xué)得的理論知識(shí)最終都要落實(shí)到實(shí)踐中，教師可以增加實(shí)踐教學(xué)安排，并適當(dāng)加入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模模塊，根據(jù)土木工程技術(shù)的發(fā)展不斷更新教學(xué)資源和課程體系，將新問題、新技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)中的實(shí)際問題對(duì)學(xué)生進(jìn)行教授。

3.利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，拓展課程知識(shí)和增加課下互動(dòng)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善，高等學(xué)校教學(xué)組織工作的內(nèi)容和形式也都發(fā)生了很大的變化。教師應(yīng)利用學(xué)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以及QQ、微信、釘釘?shù)溶浖碡S富傳統(tǒng)教學(xué)方式。通過在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上傳課程資料文件、課后習(xí)題、課程作業(yè)、相關(guān)論文、教學(xué)案例、視頻演示等資源，以這種很方便的方式，教師不僅可以讓學(xué)生對(duì)課程知識(shí)加強(qiáng)鞏固，也拓展了他們的課外知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)面，有利于學(xué)生的全面發(fā)展。同時(shí)，教師也可以利用這些平臺(tái)增加和學(xué)生的課下互動(dòng)，進(jìn)行在線答疑，或創(chuàng)立高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)公眾號(hào)、學(xué)習(xí)群、學(xué)習(xí)社區(qū)，增加與學(xué)生的聯(lián)系和交流，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)情況，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式做出及時(shí)的調(diào)整。

三、結(jié)論

高等數(shù)學(xué)作為土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展都起著非常重要的作用。本文將高等數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)需求和土木工程專業(yè)的實(shí)際要求相結(jié)合思考，提出在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中，教師和學(xué)生要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方法，教師要切實(shí)地從專業(yè)需求和實(shí)際實(shí)踐出發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，豐富教學(xué)過程，提高整體教學(xué)質(zhì)量，讓高等數(shù)學(xué)與專業(yè)案例、課程實(shí)踐相結(jié)合，發(fā)揮出其應(yīng)有的學(xué)科作用。