探究式教学在“高等数学”课堂中的运用刍论

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   摘 要:以往的课堂教学采用“满堂灌”教学模式,导致学生自主学习能力丧失、综合素质培养被弱化,无法满足大学生的成长需要。要改变这种教学现状,就要倡导探究式教学。文章对探究式教学在“高等数学”课堂中的运用进行研究,以激发学生的探究兴趣,帮助学生对问题进行深入分析,培养学生自主学习能力和自主探究能力,提高学生高等数学学习能力,促进学生数学思维发展。
   关键词:高等数学;探究式;创设情境;教学方法;数学思维
   中图分类号:O13-4;G642 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2021)30-0110-03
  随着时代的发展和社会的进步,教育教学变得越来越重要。其中,高等教育更是被提到了举足轻重的地位。在这样的大背景下,高等数学探究式教学受到广泛的关注。在一定的教育思想以及教育理论的引导下,教学活动等内容围绕着一定的教学目标和学生的行为认知特点,形成了一套完整、稳定并且节约化的教学结构,这就是教学模式。教学模式能够反映教师的教育思想、教学观点。若是改变课程的教学结构和教学模式,那么将会导致教育思想以及教学观点的改变。因此,要想实现教育教学改革,最重要的就是进行教学模式的改革。现阶段,随着我国高等教育课程改革的不断推进,探究式教学模式已逐渐引起我国多数学者和专家的注意,并且在教学实践中取得了一定的成就。本文以“高等数学”教学为例,分析探究式教学方法在课堂中的具体应用。
   一、“高等数学”课程概述
  “高等数学”是工科、理科以及财经类研究生招生考试的基础科目,从广义上对其进行解释,主要是指除了初等数学以外的数学课程,其又可以划分为数列、微积分、极限、空间解析几何和线性代数、级数以及常微分方程等。“高等数学”的学习对于学生来说具有一定难度,但作为工科、理科以及财经类研究生招生考试的基础科目极为重要。因此,教师需要引导学生主动参与到教学实践中来。
   “高等数学”作为高校教育的基础课程,主要的学科特点是抽象性、逻辑性及其广泛的应用性。抽象性是数学最基本也是最显著的特点之一,只有实现了高度的抽象和统一,才能够对其内在本质规律进行深入揭示和了解,将其应用在实际问题的解答之中。高等数学的逻辑性主要体现在对数学理论的归纳以及整理之中,无论是哪一种针对概念的阐释和描述,还是对其进行判断和推理运用,都需要基于逻辑原则,根据思维规律来进行。
   数学是人们发现社会、适应社会以及发展社会的主要思想方法之一,也就是说,数学学科的广泛应用在一定程度上推动了社会的进步和发展。在进行数学学习的过程中,人们的思维在不断地接受锻炼。对于现阶段来说,科学技术的发展以及信息技术的革命都受到了數学学科的影响,现代数学在不断发展之中,逐渐深入到社会发展的各个领域。
   二、探究式教学方法概述
   探究式教学方法主要是指学生在教师的引导和鼓励下,进行以自主探究以及合作探究为主要方式的学习,实现对学习内容的自主学习和深入探究,完成小组间的合作和交流,从而实现课程标准提出的学习目标。一般来说,可以将探究式教学方法划分为创设情境、启发思考、自主或小组探究、协作交流以及总结提高这五个环节。
   探究式教学模式能够使学生对知识技能进行深入了解和掌握,有助于帮助学生实现创新思维与能力的形成和发展,有助于培养目前社会所需要的创新型人才。在落实探究式教学方法的过程中,取得较好教学质量的关键就是充分体现学生课堂学习的主体地位,同时还应该充分发挥出教师的引导作用。因此,要充分发挥探究式教学的作用,关键在于教师和学生,缺少其中任何一方的支持与配合,探究式教学都很难进行并维持下去。
   相比于传统的教学方法,探究式教学是学生思维开启的一个过程。在这个过程中,学生发散思维能力的培养需要大量高数知识的积累,需要不断进行探究。探究式教学方法的运用,能激发学生学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,提高教学效率和教学质量,提升学生综合素养。
   三、探究式教学的运用对教师提出的要求
   作为课堂教学活动的设计者、引导者和推动者,教师除必须对课堂教学内容进行深入分析外,还应该根据班级学生的学习特点、学习水平以及学习积极性,选择合适的教学方法。在探究式教学方法的运用中,教师应该努力寻找教学内容中与学生思维方式完全契合的点,了解并研究学生的思维方式以及对问题解决的能力。除此之外,教师还应该在课堂教学中发挥把控大局的作用,调控学生探究学习的时间和进度,对每个环节的节奏以及研究内容进行掌握。在进行学习总结和评价提高的环节中,教师应该以鼓励为主,对学生给予恰当的点拨和引导,帮助学生增加探究学习的信心,培养学生的探究学习能力和探究精神,引导学生学会举一反三,提升学生将课堂知识应用在社会实践中的能力。为实现教学目标,教师自身也要具备探究与创新精神,对探究式教学在高数教学中的应用进行优化,以满足学生的发展需求。在探究的过程中,教师提出的要求要符合学生的实际学习能力,不能只是为了探究而探究。
   四、探究式教学在“高等数学”课堂中的运用
   从目前的教学情况来看,“高等数学”课程在教学实践过程中,还存在诸多问题,比如课堂教学枯燥乏味、学生的主体地位难以确立、学生的学习积极性不高等。面对这些问题,教师需要利用好探究式教学方法。
   1.创设情境与启发思考
   问题的提出比问题的解决更加重要。对于“高等数学”课堂教学来说,最重要的就是培养学生发现问题与解决问题的能力,以提出问题为基础,启发学生对问题进行深入思考和探究。在课程开始之前,教师应该根据课堂教学的内容和要求、教学的重点和任务以及学生的基础能力和水平对问题进行科学合理的设计,使其具有启发性、科学性以及逻辑性。同时,教师应该端正思想,不能将学生作为问题的被动接受者,而应将学生引入到问题的情境中来,带领学生对问题进行分析和探究。    在进行问题情境创设以及启发思考的过程中,教师需要遵守四个基本原则:一是循序渐进的原则,在把握好重难点的基础上对问题情境的创设进行全面的部署和安排;二是普遍性原则,探究式教学方式是面向所有学生,因此在难度的设定过程中需要以大多数学生的学习能力为基础;三是探究性原则,问题情境的设置并不只是简单地激发学生的学习兴趣,而应该具有探究的价值和意义,值得学生为之思考和讨论;四是策略性原则,教师作为探究式学习中的引导者,应该在教学活动开展之前做好准备和谋划,灵活处理学生可能遇到的各种问题。
   举例来说,在进行函数连续性的教学过程中,为了引出连续与间断点的相关概念,教师可以在课堂开始之前向学生介绍事情发展过程中可能出现的偶然或是意外的现象,而这些意外的出现使得事物原本的形态发生了改变,并且可能会出现极端的情形,而这些现象用函数来进行描述就是连续与间断。教师可以向学生展示不同的或间断或连续的函数图像,引导学生探究这些函数图像的特点,以及如何判断函数图像的连续点或间断点,并能举出不同类型间断点的函数的例子。
   2.自主学习与小组协作交流
   数学学科是一个逻辑性、系统性比较强的学科,因此,教师在开展教学的过程中,需要根据数学问题的特点,逐渐引导学生对问题的矛盾点进行探究,有效完成相关问题的逻辑思考以及逻辑转换,实现对问题的探究和解决。对于数学来说,从表面上来看可能存在许多相似的对象,但其本质却有很大的不同。因此,教师在教学过程中的主要任务就是引导学生对其中的差异性进行分辨。除了运用合理的教学方法以外,教师还应该做到利用直观图形,对所学知识进行分析,利用以多媒体技术为主的现代科学技术实现必要的教学设计,提升课堂教学效率和教学质量。
   在进行自主与小组协作的问题探究过程中,一方面,要充分尊重学生的课堂主体地位,教师需要从根本上明确课堂教学的主体是学生,数学教学并不只是简单地在白纸上写写画画。学生在进行高数学习以前,已经具备了相应的基础知识以及学习能力,因此,教师需要通过情境的创设和问题的提出,激发学生现有的数学学习观念。另一方面,教师需要做的就是充分挖掘学生的学习潜能,帮助学生提升逻辑思维能力。学生如果受到鼓励,就会点燃学习的激情,就会提高学习的积极性和主动性。在面对“后进生”的时候,教师需要找出他们学习困难的主要原因,遵循从易到难的原则,对他们进行引导,帮助他们建立起学习的自信,激发他们对高等数学的学习兴趣。除此之外,教师还应该在课堂教学过程中科学、合理地安排时间,毕竟课堂教学时间是有限的。为此,教师要对探究的问题进行精心设计,对与问题相关的信息进行精心筛选。另外,高等数学课堂教学模式并不是一成不变的,教师需要根据教学内容、教学目标以及学生学习水平的变化不断进行创新,实现学习与探究的紧密结合,培养创新型人才。
   3.归纳总结与反思评价
   对于前面的教学活动,学生都能够积极参与其中,因此,会产生较多的思想观点和学习方法。教师虽然能及时对学生进行疏导和评价,但学生难免会产生疑惑和不解。鉴于这种情况,教师和学生需要花费一定的时间对探究和学习的内容进行梳理,实现对概念和知识点的总结与归纳。对知识点的总结和归纳,能够在一定程度上帮助学生提升总结能力以及鉴别能力。教师根据课堂教学进展情况以及教学目标对课堂教学进行合理安排和归纳总结,能促使学生对课堂知识有一个比较系统的认知和把握,建构起有形的知识结构框架,帮助学生养成良好的学习习惯,培养学生自主学习能力和自主探究能力。
   在完成整个内容的学习以后,学生要对自己的探究过程进行反思和评价,在反思和评价中,总结学习经验,并在小组合作学习中,进行分享与交流,激发学习热情,提升学习动机,看到自己的学习成绩。学生还应该做到积极进行反思,找出自己在学习过程中存在的不足,及时改正,养成自我批评和自我完善的良好习惯。除了反思,教师也要与其他教师进行交流沟通,及时了解探究式教学在应用中的问题,并不断进行改进和完善。同时,在交流过程中,教师要学习其他教师的优点和长处,为探究式教学的优化提供借鉴和帮助。
   4.数学游戏的合理运用
  “高等数学”的学习对于学生来说具有一定的难度,而且学习过程比较枯燥乏味,难以有效融入教学实践。因此,在探究式教学的开展过程中,教师可融入游戏教学,让学生在游戏中学习与探究。对于教师来说,如何运用好游戏,让游戏能辅助探究式教学十分关键。并不是所有教学内容都适合游戏教学,因此,教师需要结合教材内容、学生实际情况,制定科学合理的游戏方案,并在游戏中体现探究式教学。
   例如,在“微积分”的教学过程中,教师可设置一个数学闯关游戏,游戏要结合探究式教学方法,引导学生深入进行学习与探究,在闯完一关后解锁下一关。一个学期要对学生考核一次,积分最高者可以获得教师的奖励。学生在闯关期间只有三次机会求助,用完就没有了。学生在对知识的探究期间,可以在一个学期的游戏历险过程中,不断体会高数学习的乐趣,并且可以主动投入到微积分的学习中。虽然这个游戏时间较长,但是能有效激发学生学习兴趣,并且让学生跟着大家一起闯关。闯关成功后,学生在心理上能得到极大满足,并且可以加深对知识的理解。
   五、结语
   探究式教学作为一种最具影响力的教学方法,正在对越来越多的学科产生着深远的影响,高等数学作为一门专业基础课,具有开展探究性学习的基础和优势。教学实践表明,探究式教学能够有效激发学生的学习兴趣和学习热情,提高课堂教学效率和教学质量。探究式教学是对传统高数课堂教学的创新,能让学生由被动学习转变为主动学习,无论是在学习能力、还是创新能力方面,都能实现持续发展和进步。在“高等数学”中,教师需要结合学生的学习实际,合理应用探究式教学,在促進高数教学有效进行的同时,落实素质教育要求,为学生的全面发展提供支持,为社会培养更多创新型人才。
  
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