基于工程意識的“道路立交”課程教學改革研究

崔志偉　王明剛　杜立平

摘 要：為提高教學質量和培養學生的專業技術能力和工程能力，在道路立交課程改革中引入工程意識，通過工程意識、課程教學內容、課程設計、考核形式以及實例這幾個方面來改革傳統的教學模式，使教學內容更豐富，使學生拓寬知識面，激發學生學習的積極性。

關鍵詞：工程意識 道路立交 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：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）專業必修的專業課程。該課程的內容涉及工程制圖、工程地質、工程測量、道路勘測設計，路基路面工程、橋梁工程等專業基礎課程和專業課程，因而要求有較廣泛預學知識，比如工程地質、工程測量、道路勘測設計和橋梁工程等。道路立交還是一門比較年輕的課程，因為它需要豐富的理論知識外，還需要較多的工程實踐知識，故基于工程意識的理論與實踐教學，使學生在學這門課程期間能夠全面掌握道路立交的專業知識以及提高學生專業技能和工程能力，同時也為學生畢業后走上工作崗位從事道路立交設計奠定基礎。

1 工程意識的特征

工程意識就是體現工程人員在工程設計與施工或技術管理活動中所應有的直接影響工程成效和質量，取決于工程活動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境和所受教育息息相關，大量實踐說明，工程意識理念是科學的、可行的，非常適合工科教學工程的各個環節[1-2]。工程意識包括很廣，主要包括創新意識、實踐意識、質量意識、經濟意識、團隊意識和安全意識等多方面[3-5]。

此外，工程意識還是個整體意識，相互之間互相關聯，缺一不可。比如：僅僅重視工程進度與效益而缺乏質量意識和安全意識，并不會給社會帶來實在的效益。培養工程意識需要一個逐步積累的過程，因而，學校應該將工程意識培養融入到日常的教學過程中，體現到與工程相關的每門課程里面，以使學生在畢業時具有一定的工程意識，畢業后能夠較快地融入工作，完成從學生到員工的角色順利轉變。

2 基于工程意識的道路立交課程教學改革

如何把道路立交這門課程內容教好，使學生畢業后走上工作崗位能夠從事道路立交設計，對教師來說是個很大的挑戰。筆者從培養工程意識的角度來對道路立交課程教學進行改革，具體改革內容如下。

2.1 課程內容體系建設與改革

為實現土木工程專業應用型本科人才培養目標，按照應用能力培養的規律，構建了“道路立交”課程理論與實踐兩階段遞進式課程內容體系。

第一階段為道路立交課程的理論教學課時（24學時）改為理論教學課時（24學時）和實踐教學課時（24學時）以及2周的道路立交課程設計。該階段理論教學內容由道路立交概論、立體交叉和附屬結構等組成。在道路立交教學中，應注重概念的理解、重視工程案例分析與理論分析相結合和重視綜合分析能力的培養。

第二階段為道路立交課程的實踐教學體系（24課時）和道路立交課程設計（2周）。該階段實踐教學內容主要是立體交叉設計。道路立交課程設計主要為小型立交的設計。課程設計題目取自于工程實際，真題真做，使學生能夠得到真實的、比較全面的訓練，培養學生工程意識和綜合運用所學專業知識來解決工程實際問題的能力。

工程意識注重培養學生在工程實踐中累積經驗、提升自己的能力，所以在教學內容中應體現實踐性。

在講解立交設計實例時，可將該立交設計分解為不同的模塊，每個模塊分別作為講解的內容。而這些模塊由于屬于該設計項目，互相之間密不可分，前部分是后部分內容的講授基礎，且在后面的講解中可對前面的內容進行檢查和修改。通過這個講解過程，使學生體會到工程設計的每個步驟互相關聯，是個有機整體。

比如：在講解立交設計時需要用到前面的平面設計成果，立交布線時需要綜合考慮地形、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上完成的。通過這樣的講解，使學生建立起了工程理念，提高了學生如何進行立交設計的能力。

2.2 課程設計的改革

工程意識提倡兩點：第一點是自學意識，第二點是團隊意識，作為學土木工程（交通土建方向）專業的學生畢業后大多數是去施工企業，施工企業很注重員工的自學意識和團隊意識，因為員工的自學意識不但可以為員工自身贏得發展空間，還為企業贏得好的聲譽。而團隊意識能夠提升企業的核心競爭力與凝聚力。鑒于工程意識對教學方法的啟示，課程設計以小組為單位進行，每小組最多6名學生，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計任務書分配給組長，由組長組織小組成員對設計任務書分別進行準備，包括理論知識的復習和相關資料的查找。立交課程設計的實訓課上，采取設計-操作-出圖的教學方法，所謂設計指按設計任務書要求完成方案設計，比如：平面設計中的設計是指完成圓曲線、緩和曲線和線形組合設計等內容；操作是指將設計方案通過軟件把數據輸入，完成方案到圖紙的轉化；出圖是圖紙和表格的輸出，并在該基礎上按規范的要求進行合理的修改，實現圖紙的規范化、標準化。立交設計每部分任務完成后，小組成員之間要互相交換任務，從而使學生得到全方位的實踐能力訓練。這種訓練模式，把多門相關課程的內容整合到一起，并引導學生認真查閱相關標準和規范，是種較好的訓練方式[6]。這樣的課程設計模式還有助于培養學生的自學能力和溝通能力等。

此外，課程設計任務書是指導學生實訓教學的依據，因而，課程設計任務書應體現道路立交設計軟件的新技術與發展趨勢，注重使學生養成工程意識的習慣和工程思維方式以及根據專業設計軟件的特點，以課程設計任務書為依據編寫教學視頻，教學視頻融入專業知識，體現與工程設計緊密結合的軟件操作過程，此方法符合課程設計的特點。

2.3 以工程意識為基本目標的考核形式改革

考核的目的就是檢查教學效果，促進學生學習，實現教學質量提高。此外，工程意識包括系統意識，系統意識指能夠從客觀整體的利益出發，站在全局的角度看問題、想辦法，做出決策[7]。借鑒系統意識的內容，為了客觀公正地反映學生們對道路立交這門課程掌握程度，采取以課程設計考查為主，課程設計考查與開卷考試相結合的方式進行，通過對學生課程設計成績和開卷考試成績進行綜合評價。該門課程考核的內容有五個方面：學習態度和考試成績、課程設計的合理性、軟件操作熟練程度、出圖的規范性和課程設計總結報告的完成情況。這種考核有利于客觀、全面地反映學生的工程素養、技術能力和團隊協作能力，對學生工程意識的培養起到很好的效果。

3 實例

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

第一步，進行立交多方案的平面設計、縱斷面設計，并對各個方案進行初步的土石方及結構物統計，通過立交線形、工程量、對周邊影響、可行性、工程造價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設計軟件進行，平面設計、縱斷面設計、土石方數量的統計（見圖3、圖4）。

第二步，方案確定后，進行詳細橫斷面設計，橫斷面設計時需考慮常規路基設計，特殊路基設計，結構物設計，截排水溝設計等（見圖5）。

第三步，橫斷面設計完成后，再完善總體圖及占地圖的設計工作（見圖6）。

第四步，完成連接部設計圖，高程數據圖，交叉口設計圖及相關工程數量的統計工作（見圖7）。

4 結語

綜上所述，通過工程意識的培養，不但系統地完成了該課程的教學目標和要求， 而且能夠把與道路立交相關的專業課程教學有機結合起來，對學生就業能起到積極的推動作用。

參考文獻

[1] 鮑艷，韋宏鵠，馬宏偉，等.融入工程意識的測量學課程教學[M]//土木建筑教育改革理論與實踐（第12卷）.武漢： 武漢理工大學出版社，2010：235-237.

[2] 王俊文，郝曉剛，劉世斌.改革實驗教學方法增強學生工程意識[J].實驗技術與研究，2000，17（6）：107-110.

[3] 王貴和，呂建國.工科大學生工程意識的內涵與培養途徑[J].中國地質教育，2006（4）：62-64.

[4] 包秋燕.基于CDIO理念探討大學生現代工程意識培養[J].福建工程學院學報，2008，6（5）：451-454.

[5] 丘亮輝.樹立工程意識[C]//“工程科技論壇”暨首屆中國自然辯證法研究會工程哲學委員會學術年會工程哲學與科學發展觀論文集.北京：北京理工大學出版社，2004：27-29.

[6] 邱棣華，胡鳳來.培養工程意識提高學生素質[C]//世紀之交的力學教學—教學經驗與教學改革交流會論文集.北京： 民族出版社，2000：101-103.

[7] 吳文輝.論卓越工程師的工程精神和工程意識[J].長春理工大學學報：社會科學版，2011，24（7）：127-128.