中职施工专业数学模块化教学的反思

魏晓红

[摘 要] 主要介绍数学教改中对模块化教学的反思。整个教学改革以实际应用为目的，以专业需求为导向，以自主学习为特色，对施工专业课本中所有数学知识做了系统梳理后整理成切实可用的模块，并分析了这种方式在教学实践中的利弊。

[关 键 词] 职业教育；施工专业；模块化教学；自主学习；职业能力

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）02-0170-02

一、模块化教学概念

模块化教育模式以“MES”和“CBE”两种流派比较具有代表性。我国对模块化教学的研究和实践早于“项目化”教学，大概从20世纪90年代已经开始进行探索。MES（Modules of Employable Skills，模块式技能培训），是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式。它是以岗位任务为依据确定模块，以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线，可称之为“任务模块”。CBE（Competency Based Education，能力本位教育），主要以加拿大、美国等为代表。它是以执行能力为依据确定模块，以从事某种职业应当具备的认知能力和活动能力为主线，可称之为"能力模块"。两种流派的共性是都强调实用性和能力化。其区别是CBE是从职业普遍规律和需求出发，侧重于职业基础通用能力；MES是从职业具体岗位工作规范出发，侧重于职业岗位工作能力。

二、模块化教学目的

（一）有效的教学整合

将教学目标、内容、方法、手段、学科知识、课程资源、教学等相关因素、教学要素有机整合、相互渗透、纵横向上，才能实现整体联动、全面配备、两倍半努力的教学效果。这种融合是一种教育思想，是课程改革的重要理念，是实现科学教学的理想，是培养学生综合素质的教学策略。

在教学中，必须从整体出发，把教学计划作为一个整体来安排，即在相对规定的时间内，对学科教学内容进行系统的学习。它由主题教学内容、教学目标、各种教学方法的运用、各种课程的选择、教学步骤的合理安排等几个方面构成，构成了一个完整的教学过程。

（二）受教育者进步或发展

教育者是进步还是发展，是教学有效性的唯一标志。教书不是有益的，并不意味着教育者没有完成任务或认真地教书，不是认真的，而是指受过良好教育的人已经学会或学得好。如果教育者不想学习，就没有收获，即使教育者很难教，也没有有效的教学活动。在模块教学中，要坚持以学生活动为中心，在设计中必须以学生为主体。

为了实现这个指标我们做好了以下三个坚持：

1.坚持以主题活动方式进行课程计划设计。教学设计中是以一个一个主题来开展教与学的过程的，这些主题来源于每个教师自己“模块库”中的一个个“模块”。而这些主题大多数是经过检验的，有的是经过了多次优化后的。

2.坚持为学生的学习提供足够的教学资源。教师在学生活动中是合作者、参与者、服务者和资源提供者，教师在教学活动中，尽最大努力为学生的自主学习、合作学习和探究学习提供足够的资源，满足学生学习所需。

3.坚持目标与目标体系合理。每节课有明确的学习目标，组成每节课的主题有自己的目标，这样一个目标体系要符合学生的心理特点和可能性，使学生在一定的努力下能达成相关目标，达到学习效果。

三、专业课程中数学模块的设计

经过多年的教学总结，笔者将施工专业课中的数学模块做了总结，整个工作有详尽的工作流程：材料收集—提取数学知识点—获取知识点纲要—整理成数学模块—编写数学模块教学大纲—确定教学内容。作者将模块划分出了重点模块、次重点模块以及普通模块，确保教给学生有用的数学。

整个模块体系中，几何的比重超过代数，原因在于此专业对图形和几何体的面积、体积计算有一定要求。比如在《建筑结构基础与识图》中牵涉投影的知识：建筑工程制图中，均采用平行投影中的正投影来进行表现，平行投影形成的直观图则能比较精确地反映原来物体的形状和特征，因此更多应用于工程制图或技术图样，其成图原理即数学中的三视图。《建筑工程计量与计价》中計算建筑物的建筑面积牵涉基本图形的周长和面积计算、弧长和扇形面积计算；土石方工程的计算中有长方体的体积，放坡的圆形基坑的计算牵涉圆台的体积，振冲灌注碎石的计算中有圆柱体体积、四棱台体积的计算等。这些都是数学中立体几何的知识，本人将其系统整理出来作为重点模块给予详细的知识和应用训练。

次重点的模块是解释几何和三角函数，比如在《建筑工程测量》中要求对地面点位进行确定，其中包括平面位置的确定和高程位置的确定，牵涉在平面直角坐标系中计算两点间的距离的概念；地形图应用的基本内容里，需要利用坐标系的相关知识确定距离、方位角；地形图的应用中又提及坡度的相关计算，即解析几何中的倾斜角；修筑水坝时，为了使水坝坚固耐用，需要使水坝面与水平面成适当的角度，这就是解释几何中的平面与平面所成的角。《土木工程力学基础》中多次用到常见的锐角三角函数值，《建筑结构基础与识图》中平面力的投影，力矩和力偶中也有锐角三角函数的应用，《建筑工程测量》中有关锐角三角函数在闭合导线的坐标计算，距离测量和直线定向牵涉坡度和解直角三角形，附合导线坐标计算中有解直角三角形的简单应用，地形图的应用和倾斜观测中也提及坡度的相关计算。

余下的模块比较零散，归结为普通模块。例如《土木工程力学基础》中的力学基础，主要用到向量的知识，其中包括向量的概念、共线向量、正交分解、加减法的平行四边形法则、三角形法则；平面力系的合成与分解则是平面投影的知识和锐角三角函数的应用；求弯矩的最大值用到二次函数的最值，要求对简单的二次函数用公式法或配方法找出其最大或者最小值。《施工组织设计》在流水施工中涉及不等式的内容，对工期要求要在一个合理的范围内，主要是一元一次不等式和均值定理的应用。

四、模块教学中的案例举例

以模块教学中的解释几何第一讲为例，我们在课中会涉及直线的倾斜角这个知识点，是为坡度问题服务的。坡度在建筑中是个经常看到并且要求计算的知识，比如设计大坝的坡度、楼梯的坡度、路基的坡度。我们在上课时首先提出坡角和坡度这个问题，与专业课的紧密关联引起学生思考的兴趣，但教师不予以解答。接下来抛出问题：某山坡的坡角坐标（0，0），在坡上测得一点A（20，100），求此山坡的坡度，再次明确这一模块的目的。

在接下来教师和学生一起解决这个问题的过程中，可以借助多媒体的图像演示，使学生对这个专业知识点在数学上的解释得到强化，进而给出直线的斜率和倾斜角的知识。巩固了概念并且找到了联系的纽带以后，我们开始主要内容——斜率和坡度的讲述。结合如下实例：

某大坝的横截面如图，迎水坡的坡度i1=1 ∶ ，（1）求迎水坡坡角；若大坝高CF为30米，堤面宽CD为3米，背水坡坡度i2=1 ∶ 1。（2）求整个大坝底AB的宽度。

在实例中学生看到自己熟悉的名词：迎水坡和背水坡，于是给他们一定的时间讨论问题如何解决，教师不给予干涉。在他们有自己的想法后，师生再一起给出这道例题详尽的解答。解答过程中强调专业问题的解决依赖于数学知识的应用，在无形中提高他们应用数学的能力。

课的后半部分结合建筑的图形给出一系列关于坡度的练习，由易到难，符合人的思考习惯又给基础好的学生留出思考的空间。整个课堂设计突出学生的主体地位，突出数学课为专业课服务的宗旨，突出数学知识作为基础的强大作用。

五、模块教学的效果和教学反思

在教学中我们注重改变传统的教师归纳学生照搬的现象，采用启发式和案例教学等灵活多样的教学方式，从相关问题出发，分析专业背景材料，学生主动去探究问题并用数学方法解决。将数学知识与数学建模融为一体，激发学生学习的兴趣，提高其自觉获取新知识和用数学的能力。依据模块设计的教学创新之处在于：内容专业、针对性强，与建筑中职施工类专业有着良好的结合；弱化理论证明，强化建模和计算，融入数学实验和数学建模内容，提高學生解决实际问题的能力；处理好与初中知识的衔接，尽量做到无缝连接；教学内容分层次，满足不同层次学生的需求。

不足之处在于，笔者无法做到对施工专业的精通，致使案例缺乏专业性检验，较多案例中的数据只能考虑理想状态下的情况；教学过程中借助数学软件演示的部分，由于时间和硬件设施有限，只能展示结果，无法给学生体会过程。

参考文献：

[1]王富彬.高职数学基于教学模块的任务引领式教学法的研究与实践[J].职业技术，2009（2）：80.

[2]徐春芬，陈伟军.高职数学模块式教学研究与探索[J].职业教育研究，2011（4）：124-125.

[3]李巧萍，陆博，刘娟.大学数学模块化教学改革探索[J].河南职业技术师范学院学报，2009（5）：108-109.