基于工作過程導(dǎo)向的道路工程專業(yè)課程設(shè)計貫通建設(shè)

張?zhí)m芳

摘要：本文依據(jù)“以工作過程為導(dǎo)向”的理念進(jìn)行道路工程專業(yè)課程設(shè)計貫通設(shè)計，根據(jù)道路工程設(shè)計的實(shí)際工作過程，將道路工程專業(yè)課程設(shè)計分成三個階段：道路勘測設(shè)計、道路路基工程設(shè)計、道路鋪面工程設(shè)計，安排課程設(shè)計順序，對同一條道路進(jìn)行相應(yīng)階段的設(shè)計，并形成完整的道路工程設(shè)計文件。通過課程設(shè)計貫通建設(shè)讓學(xué)生可以更加切合實(shí)際地和靈活地理解掌握道路設(shè)計理論，進(jìn)而提高和培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題的能力。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計貫通;工作過程導(dǎo)向;道路勘測設(shè)計;鋪面工程;路基工程

中圖分類號：G423.06???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0057-03

道路勘測設(shè)計、鋪面工程、路基工程是同濟(jì)大學(xué)道路工程方向本科生的核心課程，是從事道路工程設(shè)計的專業(yè)基礎(chǔ)，也是大學(xué)畢業(yè)后從事相關(guān)勘測設(shè)計和規(guī)劃工作的必要條件。此外，這三門課程的部分內(nèi)容一直延伸和拓展到碩士生和博士生階段，可見這三門課程在有關(guān)專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)和科學(xué)研究方面的重要意義。為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，充分運(yùn)用所學(xué)的道路勘測設(shè)計、建筑材料、力學(xué)、鋪面工程、路基防護(hù)等方面的知識，本專業(yè)專門設(shè)置道路勘測設(shè)計、鋪面工程、路基工程等課程的課程設(shè)計課程。現(xiàn)在的培養(yǎng)方案中這三門課程分開設(shè)置，分開操作，中間沒有太多的關(guān)聯(lián)，但在實(shí)際工程中，這三門課程設(shè)計所涉及的專業(yè)是道路工程設(shè)計的有機(jī)整體，相互之間聯(lián)系緊密。因此，造成課程設(shè)計教學(xué)存在理論與實(shí)踐脫節(jié)的情況。基于上述問題，課程教學(xué)團(tuán)隊按照基于工作過程導(dǎo)向的工程教育課程設(shè)計方法，對這三門課程設(shè)計做了設(shè)計和改革探索，課程教學(xué)以“項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、行動導(dǎo)向”的教學(xué)模式，以職業(yè)能力為培養(yǎng)目標(biāo)，以工作任務(wù)為載體，進(jìn)行課程設(shè)計的貫通建設(shè)，實(shí)現(xiàn)三門課的課程教學(xué)一體化，增強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力，使他們得到近似設(shè)計院的專業(yè)的訓(xùn)練。

一、“以工作過程為導(dǎo)向”的課程設(shè)計基本概念

所謂工作過程是在企業(yè)里完成一件工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個完整的工作程序，是一個綜合的、時刻處于運(yùn)動狀態(tài)但結(jié)構(gòu)相對固定的系統(tǒng)。基于工作過程系統(tǒng)化課程結(jié)構(gòu)形式是將工作過程作為研究的出發(fā)點(diǎn)，為完成工作任務(wù)而展開的有序的整合的教學(xué)計劃，從內(nèi)容上特別強(qiáng)調(diào)整體性和綜合性，相比原有的學(xué)科課程體系的結(jié)構(gòu)來說是完全不同的結(jié)構(gòu)形式。基于工作過程導(dǎo)向的課程改革是理論和實(shí)踐教學(xué)一體化的現(xiàn)代工程教育模式。學(xué)生通過完成典型的工作任務(wù)實(shí)現(xiàn)了專業(yè)理論知識傳授和實(shí)踐操作技能訓(xùn)練的統(tǒng)一，其實(shí)質(zhì)是教、學(xué)、做的統(tǒng)一。

二、道路工程專業(yè)課程設(shè)計需求

道路工程專業(yè)主干課包括道路勘測設(shè)計、路基工程、鋪面工程三門課，這三門課都需要進(jìn)行相應(yīng)的課程設(shè)計，按照道路工程設(shè)計工作過程，先進(jìn)行道路勘測設(shè)計，在道路勘測設(shè)計完成后，接下來再分別進(jìn)行路基工程和鋪面工程的設(shè)計。

1.道路勘測設(shè)計課程設(shè)計。道路勘測設(shè)計課程設(shè)計的目的是通過道路的紙上定線和道路平、縱、橫幾何線形設(shè)計，使學(xué)生掌握公路路線的設(shè)計方法與過程，對所學(xué)的道路設(shè)計理論和方法有一個實(shí)際的操作過程，通過案例設(shè)計加深對道路規(guī)劃設(shè)計理論和方法的認(rèn)識和理解，從而真正具備獨(dú)立進(jìn)行道路路線設(shè)計的能力。課程設(shè)計的內(nèi)容是學(xué)生獨(dú)立完成一段山區(qū)公路的選線、技術(shù)方案比選、道路平面線形設(shè)計、道路縱斷面線形設(shè)計、道路橫斷面線形設(shè)計，提交符合道路工程設(shè)計規(guī)范的設(shè)計說明書、道路路線的相關(guān)圖紙和表格。

2.道路路基工程課程設(shè)計。路基工程課程設(shè)計是對路基工程課堂教學(xué)的必要補(bǔ)充和深化，通過設(shè)計讓學(xué)生可以更加切合實(shí)際地和靈活地掌握路基的基本理論，設(shè)計理論體系，加深對路基設(shè)計方法和設(shè)計內(nèi)容的理解，進(jìn)而提高和培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題的能力。通過設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。路基工程課程設(shè)計以教師提供的設(shè)計資料為主，學(xué)生在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地質(zhì)條件、水文條件以及給定的交通條件，完成特定道路的路基工程設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括：路基橫斷面設(shè)計圖、路堤高度的確定、路堤填料、邊坡設(shè)計、邊坡防護(hù)、地基處理設(shè)計、沉降計算（加固前后的沉降值變化）、造價估算/公里、設(shè)計總結(jié)等。

3.道路鋪面工程課程設(shè)計。根據(jù)老師指定道路的設(shè)計資料，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地質(zhì)條件、水文條件以及給定的交通條件，學(xué)生按照鋪面工程設(shè)計理論和相關(guān)規(guī)范，完成特定道路的結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地質(zhì)條件、水文條件以及給定的交通條件，完成特定道路的路基設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容為：分別按照現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計規(guī)范，進(jìn)行以瀝青混凝土為面層的鋪面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計以及各層厚度的確定（在滿足各個要求的前提下得到最薄的厚度值），并進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的驗算;另按現(xiàn)行水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范，進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，并確定板的類型、平面尺寸和厚度等設(shè)計。按照道路工程設(shè)計的流程，通常需要先完成道路線形的設(shè)計，然后才能進(jìn)行路基工程設(shè)計，之后再完成鋪面工程的設(shè)計。當(dāng)前的課程安排，雖然也是先進(jìn)行道路路線的設(shè)計，但是這三門課程設(shè)計所采用的設(shè)計資料由各科教師指定，相互之間沒有任何關(guān)聯(lián)，從而影響對道路工程整體的理解，無法理解道路路線方案的比選對路基工程的影響，路基工程的設(shè)計對鋪面工程的影響。

4.道路工程設(shè)計工作流程。道路工程基本建設(shè)項目一般采用兩階段設(shè)計，即初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。接到任務(wù)后，收集項目所在地1∶1萬地形圖，了解項目所在地的地形、地貌;或者通過衛(wèi)星圖片了解項目所在地地貌。首先進(jìn)行的是道路選線，選線是在道路規(guī)劃路線起終點(diǎn)之間選定一條技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，又能符合使用要求的道路中心線的工作。不同的階段，選線重點(diǎn)不同。工可研階段：在1∶1萬地形圖上選，初選。施工圖設(shè)計是在工可階段上，了解大致的路線走向后，由粗到細(xì)，在完成平面控制測量、高程控制測量的基礎(chǔ)上，采集外業(yè)資料，完成道路平面、縱斷面、橫斷面幾何線形的設(shè)計。這個階段可對應(yīng)道路勘測設(shè)計的課程設(shè)計。在上述道路線形設(shè)計成果基礎(chǔ)上，結(jié)合項目所在地筑路材料情況，擬定合理的路面結(jié)構(gòu)。通常需考慮道路等級、交通量，車種比例等相關(guān)因素，路面結(jié)構(gòu)組成分為面層、基層、底基層、墊層等組成部分，完成鋪面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計以及各層厚度的確定。這個階段可對應(yīng)道路鋪面工程的課程設(shè)計。接下來，依據(jù)道路線形“平、縱、橫”文件和道路鋪面設(shè)計成果，結(jié)合外業(yè)調(diào)查的防護(hù)、排水情況，進(jìn)行路基設(shè)計。收集已完成路基設(shè)計表、工程沿線的地質(zhì)水文條件，路基頂面以上荷載考慮路面結(jié)構(gòu)的恒載和運(yùn)營車輛的活載，首先確定路堤最小高度（環(huán)保角度）和最大高度（初定4.0米），完成路基橫斷面設(shè)計。另外針對不良地質(zhì)——滑坡、崩塌等，以及特殊地質(zhì)——軟土、高液限土、膨脹土，需進(jìn)行特殊路基的設(shè)計，完成特殊路基設(shè)計圖和路基防護(hù)工程設(shè)計圖，即路堤邊坡防護(hù)、路塹邊坡防護(hù)（植草、漿砌片石、噴錨）的設(shè)計。這個階段可對應(yīng)道路路基工程的課程設(shè)計。

三、道路工程專業(yè)課程設(shè)計貫通設(shè)計

課程設(shè)計本著突出實(shí)踐應(yīng)用、強(qiáng)化動手能力、培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力和職業(yè)素質(zhì)的指導(dǎo)思想，以學(xué)生將來所從事的職業(yè)崗位群所需要的相關(guān)知識和基本技能為依據(jù)，以職業(yè)能力分析為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)卓越工程師為核心，基于職業(yè)工作過程中對知識、能力和素養(yǎng)需求設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容。道路工程專業(yè)課程設(shè)計貫通設(shè)計采用“以工作過程為導(dǎo)向”的理念，根據(jù)道路工程設(shè)計的實(shí)際工作過程，將道路工程專業(yè)課程設(shè)計分成三個階段：道路勘測設(shè)計、道路路基工程設(shè)計、道路鋪面工程設(shè)計，根據(jù)道路工程設(shè)計工作過程安排課程設(shè)計順序和內(nèi)容，對同一條道路進(jìn)行相應(yīng)階段的設(shè)計，并形成完整的道路工程設(shè)計文件。整個課程設(shè)計采用分階段、分任務(wù)的方法，明確每一部分的工作重點(diǎn)和任務(wù)，明晰考核目標(biāo)和效果評價，并且進(jìn)行階段性的總結(jié)和匯總。

1.典型道路的篩選。首先根據(jù)各門課程設(shè)計的特點(diǎn)和需求，結(jié)合地形、地質(zhì)、水文、交通、工期、道路等級等條件，篩選幾條典型工程條件的道路，初步選定一條山陵重丘區(qū)高速公路，一條城市道路，一條平原微丘區(qū)二級公路，用于道路工程課程設(shè)計。在課程設(shè)計一次性將課程設(shè)計以道路工程設(shè)計任務(wù)的形式分派給學(xué)生，并提供相關(guān)的背景資料、設(shè)計任務(wù)及設(shè)計成果要求。

2.道路勘測設(shè)計課程設(shè)計。首先進(jìn)行的是道路勘測設(shè)計課程設(shè)計，將3～4條典型工程條件的道路設(shè)計資料及道路交通條件等分配給學(xué)生，讓學(xué)生按實(shí)際道路工程規(guī)范要求完成道路選線、道路平面圓曲線設(shè)計、緩和曲線設(shè)計、曲線的超高與加寬設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計，并形成規(guī)范的道路幾何線形設(shè)計文件。要求學(xué)生保留課程設(shè)計的設(shè)計資料和成果，以備下一階段使用。需要注意的是，這一階段道路路線的設(shè)計成果非常重要，要確保道路路線設(shè)計的合理性和準(zhǔn)確性。首先讓學(xué)生之間互相交流討論、檢查，然后是教師檢查指導(dǎo)，及時糾正解答問題。重點(diǎn)對未達(dá)到要求的小組進(jìn)行分析指導(dǎo)，并進(jìn)行評價給出成績。

3.道路路基工程課程設(shè)計。第二階段為路基工程課程設(shè)計，老師不再重新提供課程設(shè)計資料，只提課程設(shè)計的內(nèi)容和具體要求，學(xué)生在第一階段道路幾何線形設(shè)計文件和設(shè)計資料基礎(chǔ)上，補(bǔ)充相應(yīng)地質(zhì)、水文等資料，結(jié)合路基施工周期、路堤最低高度按等要求，對應(yīng)完成路基工程相關(guān)設(shè)計，并達(dá)到實(shí)際工程設(shè)計規(guī)范的要求等。

4.道路鋪面工程課程設(shè)計。接下來為第三階段的鋪面工程課程設(shè)計，同樣教師不再重新提供課程設(shè)計資料，而是使用已有的設(shè)計資料，讓學(xué)生按照現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計規(guī)范，在上述道路勘測設(shè)計課程設(shè)計和路基工程課程設(shè)計成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行以瀝青混凝土為面層的鋪面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計以及各層厚度的確定（在滿足各個要求的前提下得到最薄的厚度值），或者按現(xiàn)行水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范，進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。

5.課程設(shè)計考核。每個階段課程設(shè)計任務(wù)按“工作任務(wù)完成情況評價”和“工作任務(wù)技能訓(xùn)練評價”來進(jìn)行自評、組評和師評，評價在每一個課程設(shè)計的學(xué)習(xí)過程中和結(jié)束時進(jìn)行，給出相應(yīng)課程設(shè)計的成績。在學(xué)生完成最后一個環(huán)節(jié)的課程設(shè)計后，最終應(yīng)形成一份完整的道路工程設(shè)計文件。邀請校外專家組織對最終成果進(jìn)行評價，并和實(shí)際工程設(shè)計進(jìn)行比較分析，讓學(xué)生體驗真正工程環(huán)境。

道路專業(yè)的特點(diǎn)是應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng)，對學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力要求較高。道路專業(yè)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的不可缺少的重要課程，大力建設(shè)改革課程設(shè)計，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、分析問題和解決問題的能力具有十分重要的意義。基于工作過程導(dǎo)向的課程理論，以“能力為本”、以“學(xué)生為本”，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，著重培養(yǎng)學(xué)生具有適應(yīng)工作崗位與崗位群需要的實(shí)踐能力、專業(yè)技能、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力，滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對高技能人才的需要。

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