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【此课交大】探索解码世界的数学语言——数学学院高等数学课程专访

来源:党委宣传部(新闻中心) 日期:2026/02/26

抽象的概念定义、繁复的公式推导,高等数学这门课,曾是不少工科生学习路上的“烫手山芋”。极限的ε−δ语言,会默写未必能理解;各种不同类型的积分,会计算未必能应用。

如何让抽象的数学知识不再晦涩难懂?数学学院何莎教授利用数智化教学作为突破口,尝试借助技术为抽象知识赋能,把抽象的概念拆开、揉碎,让学生亲眼看见,这一试,便坚持了数年。

让学生掌控“进度条”

过去,百人大课上,每一处细微的概念,都可能成为理解上的坎,卡在极限定义的人还没回过神,微积分已经开讲了。何莎觉得这样不行:“每个人的理解节奏不一样,硬拉齐,反而拖累。”

讲台上的进度条拉不动,那就给学生一根属于自己的进度条。学院引入智慧教学平台,把整门高数课“装”进线上空间。视频里藏着互动题,答对了才能继续往下走——像游戏里的“锁钥机制”,推动学生紧跟思路。通信工程专业的陈思静最受用的是知识图谱:“课堂上没跟上的点,课后可以通过知识图谱和视频讲解自主调整学习进度,特别是期末复习时,帮我构建了清晰的知识框架。”

给公式“照CT” 技术为理解精准“把脉”

看懂,不等于会算;算对,不等于真懂。何莎对“会做但不懂”的假性掌握始终警惕。传统作业批改只能给个红叉,却说不清叉在哪儿——是概念混淆?符号抄错?还是压根没理解极限的动态逼近?

2018年起,团队开始试水数字化教学。何莎用工具生成二重积分、二重积分等的可视化切片,“曲顶柱体的体积一下子就‘立’起来了,学生说像戴了3D眼镜。”平台还能追踪每道题的错误分布,哪个知识点卡住了一半人,哪里需要停下来重新讲,数据一目了然。“以前是我凭经验猜学生的难点,现在是学情推着我调整节奏。”

但这并不意味着技术包办一切。数学系的学生,必须亲手推一遍定理;工科的学生,则要在工程背景下弄懂公式能用在哪、不能用在哪儿。何莎打了个比方:“同一个工具,建筑师要懂受力分析,木匠要懂木材纹理。教法不同,本质相通。”

高数⇔工科 一场双向奔赴

如果高数课只剩下刷题,学习数学只是纸上谈兵。何莎在课程评价里加了一道“软考题”:案例讨论课。学生需要自选场景——可以是潜艇受压模型,也可以是桥梁挠度估算——用微分、积分搭出粗粝但自洽的模型。不追求完美答案,要的是那个把现实翻译成公式的过程。

课程思政润物无声。讲牛顿-莱布尼茨公式,她顺手带出三峡大坝的土石方量计算;聊到最优化,她引一段高铁线路的选线故事。“原来数学不是飘在天上的云,是坝基里的混凝土。”有学生说道。

打通专业壁垒,让高数成为“钥匙”

最难啃的骨头,是学科交叉。大一学生专业底子薄,复杂的工程背景简化太多,失真;简化不够,看不懂。何莎并不回避困境:“我们还在探索期。”她尝试把大坝填筑量“降维”成积分例题,把电磁场藏进傅里叶级数。通信工程专业的陶冬华记得那节课:“这种实践引导让我在算法竞赛中遇到高数问题时,能更好地调用知识进行建模。”

对于想往深走的学生,她推荐校内工程中心的开源项目。“去和做无人车、做传感器的人聊,你会发现,他们嘴里蹦出的‘梯度下降’,就是你课堂上算过的偏导数。”

“教学基本功是根,技术是帮助根扎得更深的土。”何莎反复说。从最初的课件数字化,到如今AI、知识图谱、多模态资源的系统嵌入,工具会更新,平台会迭代,但那个从具象到抽象、再从抽象回到具象的思维回路,始终是数学教育的核心。就像学生走出考场,或许会淡忘洛必达法则的具体形式,但不会忘记:当一个陌生问题摆在面前,他们曾学过如何拆解、近似、逼近那个最优解。

这条路,交大数学学院还在走。它通向的不只是更高的选课率和更亮的平台数据,而是一个更朴素的目标——让每个走进高数课堂的学生,走出课堂时都能带走一套属于自己的、理解世界的数学语言。


作者:刘中慧 冉孟雨 魏宇航 余海若   摄影:何莎 魏宇航 余海若   编辑:向怡蓉   


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