中職施工專業數學模塊化教學的反思

魏曉紅

[摘 要] 主要介紹數學教改中對模塊化教學的反思。整個教學改革以實際應用為目的，以專業需求為導向，以自主學習為特色，對施工專業課本中所有數學知識做了系統梳理后整理成切實可用的模塊，并分析了這種方式在教學實踐中的利弊。

[關 鍵 詞] 職業教育；施工專業；模塊化教學；自主學習；職業能力

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）02-0170-02

一、模塊化教學概念

模塊化教育模式以“MES”和“CBE”兩種流派比較具有代表性。我國對模塊化教學的研究和實踐早于“項目化”教學，大概從20世紀90年代已經開始進行探索。MES（Modules of Employable Skills，模塊式技能培訓），是20世紀70年代初由國際勞工組織研究開發出來的以現場教學為主，以技能培訓為核心的一種教學模式。它是以崗位任務為依據確定模塊，以從事某種職業的實際崗位工作的完成程序為主線，可稱之為“任務模塊”。CBE（Competency Based Education，能力本位教育），主要以加拿大、美國等為代表。它是以執行能力為依據確定模塊，以從事某種職業應當具備的認知能力和活動能力為主線，可稱之為"能力模塊"。兩種流派的共性是都強調實用性和能力化。其區別是CBE是從職業普遍規律和需求出發，側重于職業基礎通用能力；MES是從職業具體崗位工作規范出發，側重于職業崗位工作能力。

二、模塊化教學目的

（一）有效的教學整合

將教學目標、內容、方法、手段、學科知識、課程資源、教學等相關因素、教學要素有機整合、相互滲透、縱橫向上，才能實現整體聯動、全面配備、兩倍半努力的教學效果。這種融合是一種教育思想，是課程改革的重要理念，是實現科學教學的理想，是培養學生綜合素質的教學策略。

在教學中，必須從整體出發，把教學計劃作為一個整體來安排，即在相對規定的時間內，對學科教學內容進行系統的學習。它由主題教學內容、教學目標、各種教學方法的運用、各種課程的選擇、教學步驟的合理安排等幾個方面構成，構成了一個完整的教學過程。

（二）受教育者進步或發展

教育者是進步還是發展，是教學有效性的唯一標志。教書不是有益的，并不意味著教育者沒有完成任務或認真地教書，不是認真的，而是指受過良好教育的人已經學會或學得好。如果教育者不想學習，就沒有收獲，即使教育者很難教，也沒有有效的教學活動。在模塊教學中，要堅持以學生活動為中心，在設計中必須以學生為主體。

為了實現這個指標我們做好了以下三個堅持：

1.堅持以主題活動方式進行課程計劃設計。教學設計中是以一個一個主題來開展教與學的過程的，這些主題來源于每個教師自己“模塊庫”中的一個個“模塊”。而這些主題大多數是經過檢驗的，有的是經過了多次優化后的。

2.堅持為學生的學習提供足夠的教學資源。教師在學生活動中是合作者、參與者、服務者和資源提供者，教師在教學活動中，盡最大努力為學生的自主學習、合作學習和探究學習提供足夠的資源，滿足學生學習所需。

3.堅持目標與目標體系合理。每節課有明確的學習目標，組成每節課的主題有自己的目標，這樣一個目標體系要符合學生的心理特點和可能性，使學生在一定的努力下能達成相關目標，達到學習效果。

三、專業課程中數學模塊的設計

經過多年的教學總結，筆者將施工專業課中的數學模塊做了總結，整個工作有詳盡的工作流程：材料收集—提取數學知識點—獲取知識點綱要—整理成數學模塊—編寫數學模塊教學大綱—確定教學內容。作者將模塊劃分出了重點模塊、次重點模塊以及普通模塊，確保教給學生有用的數學。

整個模塊體系中，幾何的比重超過代數，原因在于此專業對圖形和幾何體的面積、體積計算有一定要求。比如在《建筑結構基礎與識圖》中牽涉投影的知識：建筑工程制圖中，均采用平行投影中的正投影來進行表現，平行投影形成的直觀圖則能比較精確地反映原來物體的形狀和特征，因此更多應用于工程制圖或技術圖樣，其成圖原理即數學中的三視圖。《建筑工程計量與計價》中計算建筑物的建筑面積牽涉基本圖形的周長和面積計算、弧長和扇形面積計算；土石方工程的計算中有長方體的體積，放坡的圓形基坑的計算牽涉圓臺的體積，振沖灌注碎石的計算中有圓柱體體積、四棱臺體積的計算等。這些都是數學中立體幾何的知識，本人將其系統整理出來作為重點模塊給予詳細的知識和應用訓練。

次重點的模塊是解釋幾何和三角函數，比如在《建筑工程測量》中要求對地面點位進行確定，其中包括平面位置的確定和高程位置的確定，牽涉在平面直角坐標系中計算兩點間的距離的概念；地形圖應用的基本內容里，需要利用坐標系的相關知識確定距離、方位角；地形圖的應用中又提及坡度的相關計算，即解析幾何中的傾斜角；修筑水壩時，為了使水壩堅固耐用，需要使水壩面與水平面成適當的角度，這就是解釋幾何中的平面與平面所成的角。《土木工程力學基礎》中多次用到常見的銳角三角函數值，《建筑結構基礎與識圖》中平面力的投影，力矩和力偶中也有銳角三角函數的應用，《建筑工程測量》中有關銳角三角函數在閉合導線的坐標計算，距離測量和直線定向牽涉坡度和解直角三角形，附合導線坐標計算中有解直角三角形的簡單應用，地形圖的應用和傾斜觀測中也提及坡度的相關計算。

余下的模塊比較零散，歸結為普通模塊。例如《土木工程力學基礎》中的力學基礎，主要用到向量的知識，其中包括向量的概念、共線向量、正交分解、加減法的平行四邊形法則、三角形法則；平面力系的合成與分解則是平面投影的知識和銳角三角函數的應用；求彎矩的最大值用到二次函數的最值，要求對簡單的二次函數用公式法或配方法找出其最大或者最小值。《施工組織設計》在流水施工中涉及不等式的內容，對工期要求要在一個合理的范圍內，主要是一元一次不等式和均值定理的應用。

四、模塊教學中的案例舉例

以模塊教學中的解釋幾何第一講為例，我們在課中會涉及直線的傾斜角這個知識點，是為坡度問題服務的。坡度在建筑中是個經常看到并且要求計算的知識，比如設計大壩的坡度、樓梯的坡度、路基的坡度。我們在上課時首先提出坡角和坡度這個問題，與專業課的緊密關聯引起學生思考的興趣，但教師不予以解答。接下來拋出問題：某山坡的坡角坐標（0，0），在坡上測得一點A（20，100），求此山坡的坡度，再次明確這一模塊的目的。

在接下來教師和學生一起解決這個問題的過程中，可以借助多媒體的圖像演示，使學生對這個專業知識點在數學上的解釋得到強化，進而給出直線的斜率和傾斜角的知識。鞏固了概念并且找到了聯系的紐帶以后，我們開始主要內容——斜率和坡度的講述。結合如下實例：

某大壩的橫截面如圖，迎水坡的坡度i1=1 ∶ ，（1）求迎水坡坡角；若大壩高CF為30米，堤面寬CD為3米，背水坡坡度i2=1 ∶ 1。（2）求整個大壩底AB的寬度。

在實例中學生看到自己熟悉的名詞：迎水坡和背水坡，于是給他們一定的時間討論問題如何解決，教師不給予干涉。在他們有自己的想法后，師生再一起給出這道例題詳盡的解答。解答過程中強調專業問題的解決依賴于數學知識的應用，在無形中提高他們應用數學的能力。

課的后半部分結合建筑的圖形給出一系列關于坡度的練習，由易到難，符合人的思考習慣又給基礎好的學生留出思考的空間。整個課堂設計突出學生的主體地位，突出數學課為專業課服務的宗旨，突出數學知識作為基礎的強大作用。

五、模塊教學的效果和教學反思

在教學中我們注重改變傳統的教師歸納學生照搬的現象，采用啟發式和案例教學等靈活多樣的教學方式，從相關問題出發，分析專業背景材料，學生主動去探究問題并用數學方法解決。將數學知識與數學建模融為一體，激發學生學習的興趣，提高其自覺獲取新知識和用數學的能力。依據模塊設計的教學創新之處在于：內容專業、針對性強，與建筑中職施工類專業有著良好的結合；弱化理論證明，強化建模和計算，融入數學實驗和數學建模內容，提高學生解決實際問題的能力；處理好與初中知識的銜接，盡量做到無縫連接；教學內容分層次，滿足不同層次學生的需求。

不足之處在于，筆者無法做到對施工專業的精通，致使案例缺乏專業性檢驗，較多案例中的數據只能考慮理想狀態下的情況；教學過程中借助數學軟件演示的部分，由于時間和硬件設施有限，只能展示結果，無法給學生體會過程。

參考文獻：

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[3]李巧萍，陸博，劉娟.大學數學模塊化教學改革探索[J].河南職業技術師范學院學報，2009（5）：108-109.