摘要：高职院校土木工程专业教育教学改革，一要明确教学目标，二要构建内容体系，三要使教学方法多样化，四要注重课业成绩评价。
关键词：高职数学；土木专业；教学改革
中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1002-0845（2012）08-0041-02
土木工程专业培养的是房屋建筑、地下建筑、道路等等方面的高技术应用型人才，高等数学是土木工程类专业的重要基础课，对其人才知识结构的形成起着重要的作用。本文试就高职土木工程类专业数学课程教学内容的构建、教学方法、教学手段以及课业评价方式等方面的改革做一些探讨。
一、土木工程专业数学课程的教学目标
数学是土木工程类专业必修的一门公共基础课，与“建筑力学”、“建筑工程测量”等专业核心技术课程有较强的相关性，为这些专业课程提供必要的理论支撑，是先修课程，在土木类专业课程体系中居于基础地位。
1.知识目标
数学课程为土木类各专业学生学习专业课提供必需够用的数学基础知识、常用的数学思想方法以及必备技术技能。以“必需、够用”为原则，该专业学生对数学课程应该实现的知识目标为：1）理解函数极限与连续的知识；2）理解导数的概念和计算；3）掌握导数在专业中的应用；4）理解积分的概念；5）掌握积分知识在专业中的应用；6）掌握级数的概念及其在专业中的应用；7）掌握概率论与统计分析的相关概念及其在专业中的应用。
2.能力目标
土木工程专业学生通过数学课程的学习，不仅需要较系统地获得大纲所列内容的基本知识、必需的基础理论，还需要掌握常用的数学方法，通过以职业过程为导向的“应用数学能力”培训，形成职业核心能力。一是培养学生将数学概念与方法和专业问题相结合的能力；二是提高学生的基本数学素养、数形结合能力和逻辑思维能力；三是培养学生的实际操作能力，提高学生使用计算机的能力；四是培养学生初步建立数学模型的能力；五是提高学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
3.素质目标
对于土木工程专业学生而言，数学课程首先是文化基础课。在人类文明发展史上微积分的出现，不仅更新了数学的面貌，而且显著地促进了整个科学技术的发展，它提供给人们的不仅是一种高级的数学技术，而且是一种人类进步所必需的文化素质和修养。通过数学课程学习，可以激发学生的学习兴趣和学习热情，形成科学的学习态度，树立辩证唯物主义和历史唯物主义世界观；培养学生严谨务实、敢于创新的治学态度；更新学生的价值观，使其从内心建立起对真、善、美的追求。
二、土木工程专业数学课程内容体系的构建
教育部在1999年制定的《高职高专教育数学课程基本要求》中提出了高职数学教学“以应用为目的，以够用为度”的原则，这是构建数学课程内容体系的基本原则。
1.数字计算
在“建筑力学”中依据静力学的四条公理，通过建立诸多平衡式，从中求解，运用了大量代数运算、根式运算、三角函数运算和勾股定理等知识和技能。该课程还通过大量的不等式给出偏差或受力的上限。由于一物体受诸多力影响，故计算中求和符号∑多次出现，变量增量符号也多见于微小量分析、材料变形和相对量的讨论中；还有表格及横道计算大量应用。如劳动力需要计划、流水施工组织、价值功能系数计算，以及工程预决算、计划工程计算等。这类计算从施工组织上讲，更直观和易于操作。
2.函数图形
函数图形在这些课程中的应用大多是定性说明，如土的密度与压实功的关系、建设过程各工段对投资的影响、计划变更的讨论、“时间—投资”累计曲线、材料拉伸过程σ-ε图、弯矩变化曲线等。这些图形涉及函数的单调性、极限特性、凹凸性、极值等。值得注意的是，逻辑斯蒂曲线在这里有大量的应用。
3.微积分
专业课程中大量应用微积分的基本知识，一是在专业
学科中有些概念由微积分的相应概念给出，如内力在一点处的分布密度——应力就是轴向拉力F对载面A的导数，即通过导数给出了应力的概念之后，以后的应力分析才有了基础。而平面物体对坐标轴的静矩、形心坐标、惯性矩、惯性积和功的定义等都是通过积分来定义的。二是一些原理、定理或概念间关系通过微积分表达。如变形体虚功原理、功和互等定理、荷载集度剪力图和弯矩图之间的关系等。三是专业计算应用微积分。如，剪应力计算公式、梁的变形计算、结构位移计算、梁及刚架的平移。还有平行条件的校核、影响线的应用、水准面曲率对高程、水平距离的影响、圆曲线的详细测设、道路施工竖曲线的测设等等。
4.应用数学
各专业中的工程测量、建筑力学等属于核心支撑模块。除上述微积分知识外，还应用了许多应用数学内容，一是概率统计，比如偶然误差的讨论应用了大数定律、误差传播定律和贝塞尔公式应用了随机变量的独立性、数学期望和方差、专业课“钢筋混凝土结构、钢结构”中应用σ-ε曲线表达式应用正态分布曲线、荷载值及材料强度、保证概率等内容。二是级数，比如水平面曲率对水平、高程距离的影响、沿倾斜地面量距的改正数、圆曲线的详细测设等都用到了级数或级数的方法。三是在有些专业课程还应用了线性代数、网络计划、层次分析法、价值工程等方面的内容。
通过以上考察和分析，制定了土木类数学课程内容体系应“以培养人才为目标、以专业需要为依据、以应用能力为主线、以创新思维为导向”的理念，以“加强专业针对性教学，探讨数学教学内容与专业教学内容的深度衔接，实行教学内容模块化、层次化，做到因材施教，将数学建模与数学实验的思想与方法融入数学课程教学，培养学生分析解决问题的能力以及创新能力”为思路。构建了“公共基础模块+专业基础模块+应用拓展模块”的课程内容结构。公共基础模块包括一元微积分和数学实验，专业基础模块包括二元函数微积分、应用概率统计和级数，应用拓展模块指的是数学建模基础。
三、教学方法多样化
1.差异化教学方法
按照土木工程大类具体专业类别又分为土木建筑施工、工程质量监理、工程装修装饰等三个小类，每个小类又有公共基础、专业基础和拓展应用，再按生源的不同分为基础层次、提高层次和拓展层次，以解决高职生源多样性造成的数学知识参差不齐的问题。
2.案例教学方法
根据各不同专业的需要，既设计了跨章节的综合案例，又按照数学内容体系设计了对应的生活案例和与专业相关的应用案例，通过案例驱动学习相关的数学知识，再回到生活或专业案例中去，使所学的知识得以应用。比如建筑施工类专业，我们设计了9个综合案例，向学生指出完成这些案例所需的数学知识以及通过这些案例教学达到的能力目标。突破了以往单纯以概念教学入手的教学程式，形成了“案例驱动”教学方法，即“案例引入—数学知识点（群）—案例运用”模式。这种模式调动了学生学习数学的积极性，强化了学生应用数学解决问题的能力。
3.开放式教学方法
建立师生宽松、平等、开放的交流平台。教学过程实现师生双向交流，学生们通过QQ、电子邮件、网络答疑平台提出问题，教师及时从问题中反馈教学的信息，不断改进教学内容和教学方法。我们建立的课程网站资源较为丰富，可以实现教学互动，为师生交流、学生自主学习提供了现代化教学平台。
4.模拟式教学方法
在应用拓展模块教学中，设计适应专业需要的工程案例，模拟实际工作过程。例如，结合案例“交通流模拟”教学，配合市交通局进行实地调查、采集数据，然后建立数学模型进行分析。在相关分析教学中，由学生采集自己的数据，由此建立身高与体重的线性回归模型。建筑施工专业正在学习的CAD制图与优化结合在一起。通过案例的学习，学生们确立了在日后工作中的优化设计思想。
利用多媒体技术进行教学，可以使抽象的数学知识变得直观易懂，使静态的数学通过动态来理解，通过三维动画将数形结合起来，让“动点”的运动过程活生生的展现在学生眼前，使学生从观察动点的变化过程中发现规律，这是传统的黑板教学所无法实现的。比如，在讲导数的几何意义时，曲线的割线随着自变量的改变量无限减小将会无限接近于曲线在旋转点的切线，从而得出导数的几何解释。在讲曲率时，可以将土木专业中悬梁的弯曲程度通过三维动画形象展示于屏幕，说明曲率的概念，进而讲解求曲率的数学公式。
四、数学课业成绩评价
随着教学内容、教学模式的改革，考核的方式方法也必须改变，以符合高职院校培养高技能应用人才的需要。我们在课业成绩评价中，努力形成“四个结合”的考核方法，注入形成性、实践性考核评价的内容。
一是将学生的日常学习和期终考核相结合，以督促学生的平时学习，培养自学能力。
二是将上机实验和基础理论学习相结合，使学生熟悉软件的使用，提高计算机操作水平。
三是将案例分析独立完成与小组讨论相结合，提高学生独立思考能力和团结协作的精神。
四是将卷面考试与实践活动相结合，完成学生的数学课程成绩的评价，从而使学生进一步了解社会、适应社会。
参考文献：
[1]刘星，吴斌.工程测量学[M].重庆：重庆大学出版社，2004.
[2]刘丽华.建筑力学与建筑结构[M].北京：中国电力出版社，2004.
[3]陈守兰.建筑施工技术[M].北京：科学出版社，2003.
[4]张建平.工程概预算[M].重庆：重庆大学出版社，2004.
〔责任编辑：孙凯〕