淺談高職院校建筑專業應用數學課程設置

王迎春 劉崇華 鄭玉敏 楊喜慶 王勝男

（黑龍江生態工程職業學院，黑龍江哈爾濱150025）

應用數學作為建筑工程技術專業的專業基礎課，有著重要的作用。本文主要從以下兩個方面來研究應用數學課程如何設置能更有效地服務于建筑專業。

1 應用數學在建筑工程技術專業核心課程中的作用

建筑工程技術專業核心課程核心支撐模塊工程測量；建筑力學核心技術模塊建筑施工技術；施工組織；工程概預算

從列表中可以看出，這些課程是建筑工程技術專業的核心課程。這些專業課程的學習都需要應用數學作為其基礎知識。

（1）在工程測量中需要數學的角的換算以及三角函數知識作為基礎。概率統計在偶然誤差的討論中應用了大數定律；誤差傳播定律、貝塞爾公式，應用了隨機變量的獨立性、數學期望和方差，且專業課《土力學與地基礎》中應用σ－ε曲線表達式、正態分布曲線、荷載值及材料強度、保證概率等內容。

（2）建筑力學中靜力學的四條公理，都是通過建立諸多平衡式從中求解，運用了大量的代數運算、根式運算、三角函數運算和勾股定理等。該專業課程還通過許多不等式的計算給出偏差或受力的上限。由于一個物體受很多力影響，所以計算中求和符號∑多次出現，變量增量符號等也多見于微小量分析、材料變形和相對量的討論中。

（3）數學表格以及圖像的大量運用使很多專業問題更加直觀。如流水施工組織、價值功能系數計算等，以及工程概預算、計劃工程計算等。這些計算從施工組織上講更直觀和易于操作。

（4）函數圖形在這些專業課程中的應用更是頻繁。如，土的密度與壓實功的關系，建設過程各工段對投資的影響、計劃變更的討論、時間－投資累計曲線，材料拉伸過程σ－ε圖。這些圖形應用到函數的極值、單調性、極限、凹凸性等。

（5）微積分在建筑專業學科中也占有很重要的作用。在專業課程中有些概念由微積分的概念給出。一些原理、定理或概念間關系通過微積分表達。如，在工程中條件固定下求效益最高、成本最低、費用最小、利潤最大的極值問題。用導數和微分計算混凝土的彈性模量、切線模量、變形模量；計算鋼筋與混凝土的粘結應力；受拉力的鋼筋截面面積；主梁正截面抗彎承載力的計算等。用定積分計算混凝土壓應力的合力；估算鋼筋預應力的損失等。還有，在有些專業課程中應用了線性代數、網絡計劃、層次分析法、價值工程等方面的內容。

應用數學作為建筑工程技術專業的專業基礎課，其功能有三：一是從量的方面增強學生的綜合素質，二是培養學生的抽象思維能力，三是為專業課程的學習提供必備的技術技能。從應用數學課與建筑工程技術專業的專業核心課程、專業技術課程之間的聯系看，除“工程測量”外，其他所選的核心理論、核心支撐模塊中的課程，均在應用數學課程之后。這樣，從技術層面上講，應用數學課為后續專業課程提供了計算手段；從內容上看，應用數學的教學內容應該適應專業教學的需要，為后續的專業課程服務，而后續的專業課程也能加深對數學知識的理解。正因為應用數學課的作用，所以我們更應該選取適當的教學內容，使學生在有限的時間內學到更多的知識，從而更好地為專業課服務。

2 應用數學教學內容的設置

應用數學課程在我校的建筑工程技術專業中設置為120學時，在大學第一學年的上下兩學期授課。第一學期為70學時，第二學期為50學時。教學內容分為一元函數微積分、概率論與數理統計、線性代數、常微分方程、多元函數微積分、級數幾大部分。由于我校建筑工程技術專業學生的數學基礎參差不齊，怎樣選取講授內容，怎樣使選取的講授內容重點突出、詳略得當成為關鍵。

（1）從幾年教學積累的經驗來看，在以往選用的教材中都沒有三角函數以及角的知識的內容，只有在一元函數微積分中簡單溫習一下三角函數。而三角函數和角的換算這部分知識又是建筑工程專業工程測量課程中必須具備的基礎知識。因為我們的學生是專科學生，有些學生的數學基礎并不好，所以我們應該把三角函數以及角的換算等內容加入教材內容當中。詳細地講解一下這些內容，為學生工程測量專業課的學習打下一個良好的基礎。

（2）微積分在建筑力學等專業課中有很多應用，所以微積分的基本概念、基本公式、微積分計算方法等基本內容一定要作為重點進行講解。并且編寫合適的習題讓學生不斷練習，從而使學生由會做到熟練。因此這部分內容應該作為整個應用數學課程的重點進行講解。

（3）概率論與數理統計、線性代數、微分方程幾部分我們在選取講授內容的時候應該針對建筑專業學生的特點，除了講解基礎理論之外，還應該結合建筑專業后續專業課程的需要，適當地去粗取精，詳略得當，重點突出。

（4）在教授應用數學的這幾年中，我們也不斷地尋找適合我校學生使用的應用數學教材，也曾編寫過教材。這些教材中都無一例外地把級數這部分選入教材之中。筆者認為級數這部分對于高職建筑專業的學生來說，對其后續課程的應用并沒有很多用處，并且這部分內容對于高職建筑專業的學生來說也有一定的難度。因此可以把這一部分從建筑專業的應用數學教材中刪除，而讓學生能有更多的時間來學習其他的對他們更有用的數學知識，以達到事半功倍的教學效果。

（5）除了在選取教材內容、講解內容上做到詳略得當、重點突出外，筆者認為我們應該結合教材編寫一本配套的練習冊。因為在幾年的教學中發現，一本教材并不是針對某一個專業而編寫，其課后習題是對課堂講解內容的運用和練習。那么我們可以在這些習題中挑選一些專業后續課程所需用到的內容的練習題，再加入一些我們結合專業自己編寫的練習題，制作成一本結合建筑工程技術專業的應用數學練習冊。這樣學生在做練習冊的同時，既掌握了本專業后續課程所需要的知識、不用做大量的練習題浪費他們的時間，又使他們覺得應用數學并不像想象中那么難以理解和掌握，增強他們學習的信心和動力。

以上是筆者對高職建筑工程技術專業應用數學課程設置與講授的一點想法。數學是人類最高超的智力成就，是人類心靈最獨特的創作。由于數學本身高度抽象、推理嚴謹、內容豐富、歷史漫長的特點，也造成了學生學習數學的艱難。數學教育的重要和學習數學的困難這兩者之間的矛盾最直接地體現在數學教學實踐中。我們在對建筑專業的應用數學教學中要明確教學目標，應清楚應用數學所學的知識是一個工具，是為學生的后續專業課程服務的。而且數學思想方法也是對建筑專業學生教育的一個重要內容。數學思想是對數學事實與理論經過概括后產生的本質認識，數學教學內容是數學基礎知識和數學思想方法的有機結合，而很多知識的有效性是短暫的，思想的有效性卻是長期的。

［1］宣立新．高等數學［M］．北京：高等教育出版社，2010．

［2］劉滿平．建筑工程測量［M］．北京：中國建材工業出版社，2010．

［3］吳承霞．建筑力學與結構［M］．北京：北京大學出版社，2009．

［4］馮占紅．建筑工程計量與計價［M］．上海：同濟大學出版社，2011．

［5］劉崇華．應用數學教程［M］．北京：航空工業出版社，2011．