中外《道路幾何設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式與教學(xué)理念對比分析

王龍 解曉光

[摘 要]? 通過HIT在《道路幾何設(shè)計(jì)》與UIUC Geometric Design of Roads課程的系統(tǒng)對比分析可知，在教學(xué)理念和課程設(shè)置方面，UIUC比較注重理論知識(shí)的講述和協(xié)作精神的培養(yǎng)，而HIT不僅注重學(xué)生理論知識(shí)的掌握，而且更注重實(shí)踐環(huán)節(jié)和獨(dú)立的工作能力培養(yǎng);從課堂理論教學(xué)的主體內(nèi)容上看，HIT強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力和知識(shí)面的擴(kuò)展，而UIUC則側(cè)重用如何優(yōu)化設(shè)計(jì);在兩校的課堂教學(xué)模式方面，HIT應(yīng)用的元素豐富，課堂氣氛輕松活躍，以教師引導(dǎo)為主，而UIUC課堂教學(xué)重在邏輯性與條理性，課堂氣氛以學(xué)生提問為主。可以看出，HIT和UIUC無論是課程設(shè)置、教學(xué)理念、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方法都具有一定的先進(jìn)性與合理性，體現(xiàn)了兩國學(xué)生就業(yè)方式和學(xué)習(xí)態(tài)度的差異。

[關(guān)鍵詞] 道路幾何設(shè)計(jì);課程設(shè)置;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)理念;教學(xué)方法;差異性

[作者簡介] 王 龍（1968—），男，黑龍江哈爾濱人，博士，副教授（通信作者），研究方向?yàn)榈缆凡牧吓c結(jié)構(gòu);解曉光（1975—），女，黑龍江哈爾濱人，博士，教授，研究方向?yàn)榈缆仿繁砉δ堋?/p>

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）35-0296-03? ? [收稿日期] 2019-05-27

本文以美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校（簡稱UIUC）和哈爾濱工業(yè)大學(xué)（簡稱HIT）為例，對《道路幾何設(shè)計(jì)》在教學(xué)方面的差異性進(jìn)行對比分析。HIT在《道路幾何設(shè)計(jì)》設(shè)置了三個(gè)獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié)，分別是課堂理論教學(xué)環(huán)節(jié)，64學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為期2周，野外生產(chǎn)實(shí)習(xí)2周，其前修課程為《交通工程》和《測量學(xué)》;美國UIUC Geometric Design of Roads的課程設(shè)置如下，課堂理論教學(xué)72學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)10學(xué)時(shí)，其前修課程為Introduction to Transportation Engineering。

一、中美《道路幾何設(shè)計(jì)》課程講授的內(nèi)容差異性

目前，HIT《道路幾何設(shè)計(jì)》課程采用的是國家統(tǒng)編教材[1]，HIT《道路幾何設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括四大部分，分為十一章：第一部分緒論，介紹道路的組成、分類、分級(jí)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和勘測設(shè)計(jì)程序;第二部分汽車的行駛理論和通行能力，主要講解通行能力理論、設(shè)計(jì)速度、汽車的行駛理論、動(dòng)力特性及其對道路的要求;第三部分道路路線設(shè)計(jì)，主要包括平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、選線和定線，主要講解設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和和各等級(jí)道路的設(shè)計(jì)指標(biāo)以及在地形圖上選線、定線原則、方法和步驟及工程量的計(jì)算;第四部分道路交叉設(shè)計(jì)，主要包括的內(nèi)容有道路平面交叉和道路立體交叉，主要介紹交叉口的交通組織，交叉口的形式，交叉口的設(shè)計(jì)原則和方法等。

UIUC Geometric Design of Roads課程主要理論教學(xué)的內(nèi)容包括交通設(shè)施設(shè)計(jì)影響因素分析、交通、車輛和駕駛特性，公路工程安全要素，公路幾何設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);規(guī)劃和選址原則，交叉和互通設(shè)計(jì)要素，街道和站點(diǎn)設(shè)計(jì)，排水分析和設(shè)計(jì)等。

從課堂理論教學(xué)的主體內(nèi)容上看，兩校的主體教學(xué)內(nèi)容基本相同，HIT理論講授的內(nèi)容包含了《測量學(xué)》的部分內(nèi)容，來強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力，城市道路的相關(guān)內(nèi)容所占比重也較大;而UIUC則大幅度增加了排水分析與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，水是影響道路工程耐久性的關(guān)鍵因素，水的問題得以解決，公路的耐久性就會(huì)大幅度增加，兩校的理論教學(xué)差異在于HIT重在設(shè)計(jì)指標(biāo)的理論基礎(chǔ)和對設(shè)計(jì)指標(biāo)的遵守，而UIUC則側(cè)重對設(shè)計(jì)指標(biāo)的理解，和合理運(yùn)用指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，并在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)排除或消除對工程耐久性不利影響的因素。

二、中美《道路幾何設(shè)計(jì)》課程教學(xué)理念的差異性

1.HIT《道路幾何設(shè)計(jì)》課程教學(xué)理念。在HIT，《道路幾何設(shè)計(jì)》課程已經(jīng)具有了50年的教學(xué)積累，在不同的歷史時(shí)期，提出了不同的教學(xué)理念，根據(jù)目前社會(huì)對交通運(yùn)輸人才的要求和課程特點(diǎn)，提出了“跟隨行業(yè)最新科技發(fā)展，提升學(xué)生理論實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)工作無縫對接”的教學(xué)理念，在具體的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中形成了“懂理論，重理念，精設(shè)計(jì)，善操作”的教學(xué)思想，其中“懂理論，善操作”是一直堅(jiān)持的傳統(tǒng)，“重理念，精設(shè)計(jì)”是適應(yīng)與時(shí)代發(fā)展的特色，使不但學(xué)生不但有技術(shù)而且還要有思想，使硬功夫和軟功夫均衡發(fā)展[2]。

“懂理論”—理論是技術(shù)的基礎(chǔ)，體現(xiàn)在《道路幾何設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)中，主要講授汽車行駛理論、道路通行能力理論和道路設(shè)計(jì)理論，講解規(guī)范各技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的來源。

“精設(shè)計(jì)”—技術(shù)是理論的提煉，體現(xiàn)在為期2周的《道路幾何課程設(shè)計(jì)》中，在給定適當(dāng)難度的地形圖上，應(yīng)用專業(yè)路線設(shè)計(jì)軟件，參照國內(nèi)外靈活性的設(shè)計(jì)理念，對規(guī)定等級(jí)的道路進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，力爭技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高、造價(jià)最低、車流快捷、人流安全的路線。

“重理念”—理念是技術(shù)的升華，在課堂教學(xué)中不但講授書本知識(shí)、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、規(guī)范要求等知識(shí)，還對國內(nèi)外的道路設(shè)計(jì)新方法、新技術(shù)和新理念進(jìn)行廣泛的講解，如德國道路設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)與中國的差別，在水土保持、動(dòng)、植物的保護(hù)等環(huán)境保護(hù)方面的新方法的新理念，美國道路設(shè)計(jì)靈活性思維，中國道路設(shè)計(jì)新理念發(fā)展?fàn)顟B(tài)等，使其學(xué)生不但開闊眼界，而且還要融入其設(shè)計(jì)思想中，為提高我國公路的設(shè)計(jì)水平打下基礎(chǔ)。

“善操作”—操作是理論的實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)在為期2周的《道路幾何生產(chǎn)實(shí)習(xí)》教學(xué)環(huán)節(jié)中，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，經(jīng)對一階段施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行一次定測，根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書確定的修建原則和路線基本走向方案，在現(xiàn)場進(jìn)行具體方案的勘測落實(shí)，采用先進(jìn)的測量儀器（全站儀、GPS、RTK）并進(jìn)行路線局部方案選定、定線和角度、距離、中樁、基平、高程、橫斷面、地形、小橋涵、路線交叉和其它勘測資料的數(shù)據(jù)采集、調(diào)查及內(nèi)業(yè)工作，為一階段施工圖的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場路線標(biāo)定等外業(yè)工作，為畢業(yè)后勘測數(shù)據(jù)采集和放樣打下基礎(chǔ)。

以上的教學(xué)思想雖針對三種教學(xué)環(huán)節(jié)提出，但三者是相符相承的，如在理論教學(xué)中融入了大量的設(shè)計(jì)內(nèi)容，通過CARD/1設(shè)計(jì)軟件的即時(shí)顯現(xiàn)功能，可以把合理和欠合理的設(shè)計(jì)即時(shí)地呈現(xiàn)出來，結(jié)合點(diǎn)評(píng)，使學(xué)生印象更加深刻;在設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)階段由于有理論的支撐，對技術(shù)指標(biāo)的選取則更加合理和科學(xué)，更好地體現(xiàn)人性化[3]。

2.UIUC Geometric Design of Roads課程教學(xué)理念。UIUC該課程的教學(xué)理念是“Theroy，Applicaion and Cooperation”，并在課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行徹底貫徹?！癟heroy”是指在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生系統(tǒng)掌握路線幾何設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)指標(biāo)的選取原則，設(shè)計(jì)指標(biāo)的推薦范圍以及相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)對行車安全的影響等，通過理論的學(xué)習(xí)，明確各等級(jí)道路的技術(shù)要求、路線的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)對設(shè)計(jì)優(yōu)劣的判別?！癆pplicaion”是指根據(jù)掌握的理論、方法和規(guī)范對不同道路技術(shù)指標(biāo)的要求，在給定條件下完成一條等級(jí)道路的初步設(shè)計(jì)，此過程是在課堂教學(xué)期間，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上完成，旨在鞏固、消化課堂理論知識(shí)，學(xué)會(huì)路線的選取原則和方法，應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問題。“Cooperation”是指學(xué)生在完成設(shè)計(jì)過程中來鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和溝通技巧;在Applicaion環(huán)節(jié)，是以項(xiàng)目為基礎(chǔ)，以團(tuán)隊(duì)為形式，共同完成，協(xié)作具有兩方面的含義，一是同層面合作，指的是同專業(yè)的學(xué)生在相同知識(shí)背景下完成項(xiàng)目內(nèi)容的主體工作，設(shè)計(jì)是集體的力量，同時(shí)也是個(gè)人主觀思想的表達(dá)，通過深入交流，從別人的idea中來提高自己的創(chuàng)新水平，其中體現(xiàn)了合作、競爭和協(xié)作的思想，這是一種縱向的協(xié)作;二是項(xiàng)目上下游工序的協(xié)作，項(xiàng)目中路線的幾何設(shè)計(jì)是主體，而排水設(shè)計(jì)是輔助，但需要排水專業(yè)的學(xué)生來完成，因此，上游工序的完成要兼顧下游工序的要求，上下游專業(yè)的知識(shí)也會(huì)在學(xué)生間傳遞，這是一種橫向的協(xié)作。

從HIT和UIUC兩校在《道路幾何設(shè)計(jì)》課程教學(xué)理念的差異分析可知，兩校具有相同點(diǎn)，也存在差異性：①HIT和UIUC均注重教師對課程理論的傳授和學(xué)生對理論知識(shí)的掌握，在理論教學(xué)的時(shí)間投入上具有相同性;②在實(shí)踐教學(xué)方面，HIT“善操作“的思想更注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，其實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的課時(shí)和上機(jī)時(shí)間為UIUC的2倍，而UIUC更強(qiáng)調(diào)理念的表達(dá)。③HIT學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)為個(gè)人獨(dú)立完成，個(gè)人獨(dú)立工作能力得到了鍛煉，但缺乏同行見間的交流和協(xié)作精神的培養(yǎng)，更缺乏上下游專業(yè)知識(shí)的拓展。

三、中美《道路幾何設(shè)計(jì)》課程教學(xué)方法的差異性

HIT認(rèn)為，堅(jiān)持新課程的理念，加強(qiáng)課程教學(xué)改革，制訂正確的教學(xué)策略，采用適宜的教學(xué)手段，是提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的重要保證;因此，《道路幾何設(shè)計(jì)》的授課教師在教學(xué)的同時(shí)，還結(jié)合工程實(shí)踐，不斷反思、總結(jié)，探索出了一系列很有效的教學(xué)模式。

1.精心組織教學(xué)內(nèi)容。該課程雖然內(nèi)容駁雜，但條理清晰，三大部分內(nèi)容各有主次。為了達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果，授課深入分析課程知識(shí)結(jié)構(gòu)與教學(xué)大綱、精心領(lǐng)會(huì)，將知識(shí)系統(tǒng)化、層次化，講課時(shí)努力做到重點(diǎn)突出、層次分明、點(diǎn)面結(jié)合，鼓勵(lì)和要求學(xué)生自學(xué)部分內(nèi)容，在課前提問時(shí)強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵性、規(guī)律性的東西，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，充分理解和掌握已授內(nèi)容。

2.重視增強(qiáng)課程之間的聯(lián)系。該課程與工程地質(zhì)、測量學(xué)、交通工程學(xué)、路基路面工程等課程關(guān)系密切。而在目前大學(xué)教學(xué)中，各科知識(shí)教授各自為政現(xiàn)象嚴(yán)重，為了避免知識(shí)的重復(fù)與脫節(jié)，注意加強(qiáng)了本課程與相關(guān)課程知識(shí)之間的過渡與銜接，教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考與挖掘?qū)I(yè)課間的交叉性。如學(xué)生自己查找資料，準(zhǔn)備《水文條件對道路選線的影響》PPT，并上臺(tái)演講，增強(qiáng)了雪水對路線幾何設(shè)計(jì)與工程地質(zhì)，路基路面工程相互制約關(guān)系的理解。

3.改革教學(xué)方式，開展啟發(fā)式教學(xué)。①充分發(fā)揮多媒體生動(dòng)性、形象性效用。圖片、動(dòng)畫、圖表、工程實(shí)例、CARD/1有效穿插，從“平面”到“空間教學(xué)”，使教學(xué)過程生動(dòng)形象，增加了知識(shí)的說服力與感染力，從而大幅提高了課堂教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率。但應(yīng)注意過猶不及，從以往完全板書到完全PPT，效果同樣不好，兩者應(yīng)有效結(jié)合。②增加課前提問環(huán)節(jié)，回答正確將計(jì)入平時(shí)分。從實(shí)踐來看，提問方式應(yīng)多樣化，方可保證其激勵(lì)作用。③開展啟發(fā)式教學(xué)。授課過程中就爭議性內(nèi)容引發(fā)討論，每逢此時(shí)課堂定是百家爭鳴，激揚(yáng)文字，互動(dòng)良好。若合適便尋找志愿者課下準(zhǔn)備，之后上臺(tái)演講[4]。從調(diào)查問卷反饋的信息來看，同學(xué)對此法很認(rèn)同，它充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)、自覺獲取知識(shí)，也培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。

4.將專業(yè)設(shè)計(jì)軟件引入課堂。根據(jù)目前本行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，將專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用引入課堂，如CARD/1軟件以其優(yōu)越的性能化抽象為具體，極大的生動(dòng)了教學(xué)氣氛，豐富了教學(xué)信息，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生能將理論知識(shí)與軟件應(yīng)用聯(lián)系起來，既培養(yǎng)了學(xué)生軟件應(yīng)用能力，又能更好的適應(yīng)高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)時(shí)代，提高學(xué)生的工作適應(yīng)能力[5]。

5.理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立地分析和解決實(shí)際問題的重要環(huán)節(jié)，而課程實(shí)習(xí)則更加直接的培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，鞏固了學(xué)生對知識(shí)的理解與掌握。實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生把課堂上所學(xué)的理論知識(shí)真正應(yīng)用到實(shí)踐中去，能充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，是教學(xué)過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。理論與實(shí)踐是一個(gè)有機(jī)整體，兩者是不能割裂的，因此在講理論知識(shí)時(shí)注意結(jié)合實(shí)際工程問題，在課程設(shè)計(jì)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)嚴(yán)格要求學(xué)生熟悉規(guī)范，一切按規(guī)范進(jìn)行，培養(yǎng)其職業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐能力[6]。

UIUC的課程ppt結(jié)合板書進(jìn)行，文字性內(nèi)容和圖片采用ppt展示，而公式內(nèi)容則采用板書推導(dǎo)，但相關(guān)的圖片資料偏少，課堂的活躍度不足，氣氛略顯呆板，但教師給學(xué)生準(zhǔn)備的課后閱讀資料種類較多，內(nèi)容豐富。

對比兩校的課堂教學(xué)模式可知，國內(nèi)可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用靈活多變的教學(xué)模式和方法來提高教學(xué)質(zhì)量，圖片、案例和多媒體被廣泛應(yīng)用，其主要目的是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，是被動(dòng)地迎合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，其原因國內(nèi)學(xué)生進(jìn)入高年級(jí)時(shí)，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性普遍降低;而UIUC課堂教學(xué)重在邏輯性與條理性，以講清楚為目的，因?yàn)閷W(xué)生選課是以興趣為主導(dǎo)，因此其自主學(xué)習(xí)能力很強(qiáng)，課堂氣氛生動(dòng)與否不影響教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)論

通過兩校該課程的系統(tǒng)對比分析可知：1.在課程設(shè)置方面，UIUC比較注重理論知識(shí)的講述，而HIT不僅注重理論知識(shí)的掌握，而且更注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，這主要與本科畢業(yè)生的工作去向有關(guān)。2.從課堂理論教學(xué)的主體內(nèi)容上看，兩校的主體教學(xué)內(nèi)容基本相同，HIT強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力和擴(kuò)展知識(shí)面，側(cè)重于會(huì)設(shè)計(jì)與會(huì)修建，而UIUC則側(cè)重用如何優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.在教學(xué)理念方法面，HIT更注重學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立的工作能力培養(yǎng)，而UIUC更強(qiáng)調(diào)理念的表達(dá)和交流和協(xié)作精神的培養(yǎng)4.在兩校的課堂教學(xué)模式方面，HIT應(yīng)用的元素豐富，課堂氣氛輕松活躍，以教師引導(dǎo)為主，而UIUC課堂教學(xué)重在邏輯性與條理性，課堂氣氛以學(xué)生提問為主。

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