道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

劉碩 張?zhí)m芳 上官?gòu)?qiáng)強(qiáng)

[摘 要] 道路線形設(shè)計(jì)是道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)課程中最重要的內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生往往能熟練掌握基本理論與方法，但對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的靈活選取及線形安全評(píng)價(jià)技能的培養(yǎng)有待加強(qiáng)。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，將基于駕駛模擬的道路線形安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)融入課程教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、評(píng)分體系進(jìn)行改革。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革實(shí)施兩年來，加深了學(xué)生對(duì)道路線形設(shè)計(jì)的理解，提升了實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和研究能力，獲得了良好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì);線形安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革

[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）41-0165-02? ? [收稿日期] 2019-12-10

道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)是道路交通工程專業(yè)的主干必修課程。目前該課程主要采用課堂理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的模式。其中道路線形課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生掌握道路線形與勘測(cè)設(shè)計(jì)等理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用道路線形設(shè)計(jì)基本概念、基本理論、計(jì)算方法進(jìn)行道路線形設(shè)計(jì)的技能，是學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，具有突出的實(shí)踐性和工程應(yīng)用性。

一、道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程存在的問題

通過總結(jié)以往教學(xué)效果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生往往能熟練掌握道路線形基本理論與設(shè)計(jì)方法，但在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)過程中對(duì)于設(shè)計(jì)指標(biāo)的選取尤其是線形組合或多或少存在按照規(guī)范生搬硬套，不夠靈活的現(xiàn)象，同時(shí)隨著行業(yè)發(fā)展，對(duì)于學(xué)生線形安全性評(píng)價(jià)技能的掌握也提出新的要求，該項(xiàng)技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練一直未納入道路交通工程教學(xué)中;因此，有必要對(duì)道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)有效的改革，解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，應(yīng)對(duì)行業(yè)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的新需求。

二、道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程改革方案

實(shí)驗(yàn)課程的改革是在原有24個(gè)學(xué)時(shí)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行后，學(xué)生完成約10公里的公路選線及線形設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增設(shè)12個(gè)學(xué)時(shí)道路線形設(shè)計(jì)安全性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，創(chuàng)新素質(zhì)和綜合能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，適應(yīng)道路工程人才培養(yǎng)的新要求，提高培養(yǎng)質(zhì)量，滿足行業(yè)需求[1，2]。本次實(shí)驗(yàn)課程主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核體系等方面進(jìn)行系統(tǒng)改革。

（一）一體化的教學(xué)內(nèi)容

采用“集中指導(dǎo)、自主設(shè)計(jì)、協(xié)同實(shí)驗(yàn)、相互評(píng)價(jià)”的一體化教學(xué)方法。①對(duì)道路線形設(shè)計(jì)及安全評(píng)價(jià)理論及方法、道路線形課程設(shè)計(jì)、線形安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容進(jìn)行集中教學(xué)指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)理論素養(yǎng)。②學(xué)生根據(jù)路線設(shè)計(jì)起點(diǎn)和終點(diǎn)，結(jié)合道路線形設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，獨(dú)立完成道路平縱橫線形設(shè)計(jì)。③學(xué)生基于自主完成的課程設(shè)計(jì)成果，采用駕駛模擬軟件進(jìn)行三維仿真場(chǎng)景構(gòu)建，分組開展面向線形設(shè)計(jì)安全性評(píng)價(jià)的駕駛模擬實(shí)驗(yàn)。④基于實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)，學(xué)生采用不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析道路線形對(duì)行車特征的影響，結(jié)合相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法，進(jìn)行道路線形安全性評(píng)價(jià)。⑤學(xué)生完成線形安全性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，發(fā)現(xiàn)道路線形設(shè)計(jì)中存在的安全問題，提出完善優(yōu)化建議，并進(jìn)行成果匯報(bào)，包括路線設(shè)計(jì)方案及安全性評(píng)價(jià)結(jié)果。（圖1）

（二）多樣化的教學(xué)方法

1.實(shí)驗(yàn)題目多樣化。傳統(tǒng)的道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目只有一個(gè)，所有學(xué)生采用同一張地形圖。為進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，適應(yīng)不同學(xué)生的能力和需求，在設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容上采用多樣化的方式。一方面，制定多種設(shè)計(jì)題目供學(xué)生選擇，設(shè)定多個(gè)不同起終點(diǎn)的路線、不同的道路等級(jí)、不同的設(shè)計(jì)車速。另一方面，道路線形安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中設(shè)立多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括車速一致性、超速值、最大加速度、橫向偏移等[3]，使學(xué)生從不同角度理解線形設(shè)計(jì)對(duì)安全的影響，更全面地掌握安全評(píng)價(jià)技能。同時(shí)可有效避免實(shí)驗(yàn)成果相互抄襲，提升學(xué)生獨(dú)立思考、自主研究的能力。

2.實(shí)驗(yàn)手段多樣化。將手工設(shè)計(jì)繪圖和虛擬仿真有機(jī)結(jié)合。先采用手工計(jì)算設(shè)計(jì)，進(jìn)行道路線形繪制，使學(xué)生較好地掌握設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法，了解各設(shè)計(jì)參數(shù)選用依據(jù)，熟悉設(shè)計(jì)規(guī)范，加深對(duì)線形設(shè)計(jì)的理解。再采用駕駛模擬器進(jìn)行道路三維模型的形象展示，通過駕駛模擬器在自己設(shè)計(jì)的道路線形上進(jìn)行駕駛實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)身臨其境的交互體驗(yàn)[4]，使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的理解更加直觀形象，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐的不足，提高學(xué)生工程應(yīng)用的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提升。同時(shí)，通過對(duì)模擬駕駛實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析，使學(xué)生學(xué)習(xí)掌握道路線形各因素與行車安全之間的關(guān)系，對(duì)路線方案進(jìn)行可視化分析、評(píng)價(jià)及比選，充分鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐運(yùn)用能力、個(gè)性化創(chuàng)新能力及研究分析能力。

（三）科學(xué)的評(píng)分體系

在既有課程設(shè)計(jì)合理性、規(guī)范性及出勤率等基礎(chǔ)上，融入安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的評(píng)分內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理性、安全評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法選擇科學(xué)性;實(shí)驗(yàn)儀器操作規(guī)范性、數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性;實(shí)驗(yàn)分析嚴(yán)謹(jǐn)性、評(píng)價(jià)結(jié)論和改善建議合理性及現(xiàn)場(chǎng)答辯表現(xiàn)等方面進(jìn)行綜合評(píng)分，并建立了細(xì)化考核標(biāo)準(zhǔn)，形成了“優(yōu)、良、中、及格、不及格”的量化區(qū)分。

三、實(shí)驗(yàn)課程改革成效

實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革已開展了兩個(gè)學(xué)年，總體效果良好。學(xué)生們完成了從道路線形課程設(shè)計(jì)、道路三維模型建立、駕駛模擬實(shí)驗(yàn)、線形設(shè)計(jì)安全性評(píng)價(jià)報(bào)告等一整套面向工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)課程。從課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)效果來看，學(xué)生給出的路線設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)論正確合理，表明學(xué)生對(duì)道路線形設(shè)計(jì)理論及參數(shù)選取、駕駛模擬實(shí)驗(yàn)操作及流程、安全評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法都能較好地掌握和理解，兩個(gè)年級(jí)的學(xué)生均順利完成本實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也給予了較高評(píng)價(jià)。

四、結(jié)語

道路規(guī)劃與幾何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革是綜合性、一體化、全過程的實(shí)驗(yàn)課程改革。將實(shí)驗(yàn)課程與理論教學(xué)緊密結(jié)合，彌補(bǔ)傳統(tǒng)理論教學(xué)的不足，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)道路線形設(shè)計(jì)的直觀理解，掌握開展道路線形安全性評(píng)價(jià)的技能，鍛煉和提高學(xué)生實(shí)踐能力和研究分析問題能力，真正體現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)，這對(duì)于道路交通類本科生具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]馬萬經(jīng)，李莉，林典超，劉興永.交通設(shè)計(jì)駕駛模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（10）：172-175.

[2]劉宏升，劉曉華，王正，等.精英人才培養(yǎng)模式下創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（10）：156-158.

[3]閔泉.基于模擬駕駛的道路交通安全評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[D].武漢理工大學(xué)，2014.

[4]王艷麗，吳兵，李林波.基于VISSIM的“交通管理與控制”實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（03）：210-212+216.