基于工程意識的“道路立交”課程教學(xué)改革研究

崔志偉　王明剛　杜立平

摘 要：為提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和工程能力，在道路立交課程改革中引入工程意識，通過工程意識、課程教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)、考核形式以及實(shí)例這幾個(gè)方面來改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使教學(xué)內(nèi)容更豐富，使學(xué)生拓寬知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

關(guān)鍵詞：工程意識 道路立交 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（c）-0155-02

《道路立交》是土木工程（交通土建方向）專業(yè)必修的專業(yè)課程。該課程的內(nèi)容涉及工程制圖、工程地質(zhì)、工程測量、道路勘測設(shè)計(jì)，路基路面工程、橋梁工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，因而要求有較廣泛預(yù)學(xué)知識，比如工程地質(zhì)、工程測量、道路勘測設(shè)計(jì)和橋梁工程等。道路立交還是一門比較年輕的課程，因?yàn)樗枰S富的理論知識外，還需要較多的工程實(shí)踐知識，故基于工程意識的理論與實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)這門課程期間能夠全面掌握道路立交的專業(yè)知識以及提高學(xué)生專業(yè)技能和工程能力，同時(shí)也為學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位從事道路立交設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

1 工程意識的特征

工程意識就是體現(xiàn)工程人員在工程設(shè)計(jì)與施工或技術(shù)管理活動(dòng)中所應(yīng)有的直接影響工程成效和質(zhì)量，取決于工程活動(dòng)能否有效地完成的心里特征。而這些心里特征與工程人員的成長環(huán)境和所受教育息息相關(guān)，大量實(shí)踐說明，工程意識理念是科學(xué)的、可行的，非常適合工科教學(xué)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)[1-2]。工程意識包括很廣，主要包括創(chuàng)新意識、實(shí)踐意識、質(zhì)量意識、經(jīng)濟(jì)意識、團(tuán)隊(duì)意識和安全意識等多方面[3-5]。

此外，工程意識還是個(gè)整體意識，相互之間互相關(guān)聯(lián)，缺一不可。比如：僅僅重視工程進(jìn)度與效益而缺乏質(zhì)量意識和安全意識，并不會(huì)給社會(huì)帶來實(shí)在的效益。培養(yǎng)工程意識需要一個(gè)逐步積累的過程，因而，學(xué)校應(yīng)該將工程意識培養(yǎng)融入到日常的教學(xué)過程中，體現(xiàn)到與工程相關(guān)的每門課程里面，以使學(xué)生在畢業(yè)時(shí)具有一定的工程意識，畢業(yè)后能夠較快地融入工作，完成從學(xué)生到員工的角色順利轉(zhuǎn)變。

2 基于工程意識的道路立交課程教學(xué)改革

如何把道路立交這門課程內(nèi)容教好，使學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位能夠從事道路立交設(shè)計(jì)，對教師來說是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。筆者從培養(yǎng)工程意識的角度來對道路立交課程教學(xué)進(jìn)行改革，具體改革內(nèi)容如下。

2.1 課程內(nèi)容體系建設(shè)與改革

為實(shí)現(xiàn)土木工程專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，按照應(yīng)用能力培養(yǎng)的規(guī)律，構(gòu)建了“道路立交”課程理論與實(shí)踐兩階段遞進(jìn)式課程內(nèi)容體系。

第一階段為道路立交課程的理論教學(xué)課時(shí)（24學(xué)時(shí)）改為理論教學(xué)課時(shí)（24學(xué)時(shí)）和實(shí)踐教學(xué)課時(shí)（24學(xué)時(shí)）以及2周的道路立交課程設(shè)計(jì)。該階段理論教學(xué)內(nèi)容由道路立交概論、立體交叉和附屬結(jié)構(gòu)等組成。在道路立交教學(xué)中，應(yīng)注重概念的理解、重視工程案例分析與理論分析相結(jié)合和重視綜合分析能力的培養(yǎng)。

第二階段為道路立交課程的實(shí)踐教學(xué)體系（24課時(shí)）和道路立交課程設(shè)計(jì)（2周）。該階段實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容主要是立體交叉設(shè)計(jì)。道路立交課程設(shè)計(jì)主要為小型立交的設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)題目取自于工程實(shí)際，真題真做，使學(xué)生能夠得到真實(shí)的、比較全面的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生工程意識和綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識來解決工程實(shí)際問題的能力。

工程意識注重培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)踐中累積經(jīng)驗(yàn)、提升自己的能力，所以在教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)體現(xiàn)實(shí)踐性。

在講解立交設(shè)計(jì)實(shí)例時(shí)，可將該立交設(shè)計(jì)分解為不同的模塊，每個(gè)模塊分別作為講解的內(nèi)容。而這些模塊由于屬于該設(shè)計(jì)項(xiàng)目，互相之間密不可分，前部分是后部分內(nèi)容的講授基礎(chǔ)，且在后面的講解中可對前面的內(nèi)容進(jìn)行檢查和修改。通過這個(gè)講解過程，使學(xué)生體會(huì)到工程設(shè)計(jì)的每個(gè)步驟互相關(guān)聯(lián)，是個(gè)有機(jī)整體。

比如：在講解立交設(shè)計(jì)時(shí)需要用到前面的平面設(shè)計(jì)成果，立交布線時(shí)需要綜合考慮地形、地物和線形的相互配合，而具體立交定線是在綜合考慮平面、縱斷面和橫斷面的基礎(chǔ)上完成的。通過這樣的講解，使學(xué)生建立起了工程理念，提高了學(xué)生如何進(jìn)行立交設(shè)計(jì)的能力。

2.2 課程設(shè)計(jì)的改革

工程意識提倡兩點(diǎn)：第一點(diǎn)是自學(xué)意識，第二點(diǎn)是團(tuán)隊(duì)意識，作為學(xué)土木工程（交通土建方向）專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大多數(shù)是去施工企業(yè)，施工企業(yè)很注重員工的自學(xué)意識和團(tuán)隊(duì)意識，因?yàn)閱T工的自學(xué)意識不但可以為員工自身贏得發(fā)展空間，還為企業(yè)贏得好的聲譽(yù)。而團(tuán)隊(duì)意識能夠提升企業(yè)的核心競爭力與凝聚力。鑒于工程意識對教學(xué)方法的啟示，課程設(shè)計(jì)以小組為單位進(jìn)行，每小組最多6名學(xué)生，其中選一名組長。每次理論課后，教師將要完成的道路立交設(shè)計(jì)任務(wù)書分配給組長，由組長組織小組成員對設(shè)計(jì)任務(wù)書分別進(jìn)行準(zhǔn)備，包括理論知識的復(fù)習(xí)和相關(guān)資料的查找。立交課程設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)課上，采取設(shè)計(jì)-操作-出圖的教學(xué)方法，所謂設(shè)計(jì)指按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求完成方案設(shè)計(jì)，比如：平面設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)是指完成圓曲線、緩和曲線和線形組合設(shè)計(jì)等內(nèi)容；操作是指將設(shè)計(jì)方案通過軟件把數(shù)據(jù)輸入，完成方案到圖紙的轉(zhuǎn)化；出圖是圖紙和表格的輸出，并在該基礎(chǔ)上按規(guī)范的要求進(jìn)行合理的修改，實(shí)現(xiàn)圖紙的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。立交設(shè)計(jì)每部分任務(wù)完成后，小組成員之間要互相交換任務(wù)，從而使學(xué)生得到全方位的實(shí)踐能力訓(xùn)練。這種訓(xùn)練模式，把多門相關(guān)課程的內(nèi)容整合到一起，并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，是種較好的訓(xùn)練方式[6]。這樣的課程設(shè)計(jì)模式還有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和溝通能力等。

此外，課程設(shè)計(jì)任務(wù)書是指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)教學(xué)的依據(jù)，因而，課程設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)體現(xiàn)道路立交設(shè)計(jì)軟件的新技術(shù)與發(fā)展趨勢，注重使學(xué)生養(yǎng)成工程意識的習(xí)慣和工程思維方式以及根據(jù)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的特點(diǎn)，以課程設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)編寫教學(xué)視頻，教學(xué)視頻融入專業(yè)知識，體現(xiàn)與工程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合的軟件操作過程，此方法符合課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。

2.3 以工程意識為基本目標(biāo)的考核形式改革

考核的目的就是檢查教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量提高。此外，工程意識包括系統(tǒng)意識，系統(tǒng)意識指能夠從客觀整體的利益出發(fā)，站在全局的角度看問題、想辦法，做出決策[7]。借鑒系統(tǒng)意識的內(nèi)容，為了客觀公正地反映學(xué)生們對道路立交這門課程掌握程度，采取以課程設(shè)計(jì)考查為主，課程設(shè)計(jì)考查與開卷考試相結(jié)合的方式進(jìn)行，通過對學(xué)生課程設(shè)計(jì)成績和開卷考試成績進(jìn)行綜合評價(jià)。該門課程考核的內(nèi)容有五個(gè)方面：學(xué)習(xí)態(tài)度和考試成績、課程設(shè)計(jì)的合理性、軟件操作熟練程度、出圖的規(guī)范性和課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告的完成情況。這種考核有利于客觀、全面地反映學(xué)生的工程素養(yǎng)、技術(shù)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，對學(xué)生工程意識的培養(yǎng)起到很好的效果。

3 實(shí)例

以重慶市某高速公路單喇叭立交設(shè)計(jì)為例，首先為學(xué)生提供1∶500地形圖及高速公路主線設(shè)計(jì)線位，交待基本設(shè)計(jì)條件：如相交道路情況，基本交通量，收費(fèi)站規(guī)模，主要控制因素等（見圖1）。

第一步，進(jìn)行立交多方案的平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)，并對各個(gè)方案進(jìn)行初步的土石方及結(jié)構(gòu)物統(tǒng)計(jì)，通過立交線形、工程量、對周邊影響、可行性、工程造價(jià)等方面的綜合比選后，選定立交形式（見圖2）。

上述過程可采用EICAD設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行，平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、土石方數(shù)量的統(tǒng)計(jì)（見圖3、圖4）。

第二步，方案確定后，進(jìn)行詳細(xì)橫斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)需考慮常規(guī)路基設(shè)計(jì)，特殊路基設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)，截排水溝設(shè)計(jì)等（見圖5）。

第三步，橫斷面設(shè)計(jì)完成后，再完善總體圖及占地圖的設(shè)計(jì)工作（見圖6）。

第四步，完成連接部設(shè)計(jì)圖，高程數(shù)據(jù)圖，交叉口設(shè)計(jì)圖及相關(guān)工程數(shù)量的統(tǒng)計(jì)工作（見圖7）。

4 結(jié)語

綜上所述，通過工程意識的培養(yǎng)，不但系統(tǒng)地完成了該課程的教學(xué)目標(biāo)和要求， 而且能夠把與道路立交相關(guān)的專業(yè)課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，對學(xué)生就業(yè)能起到積極的推動(dòng)作用。

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