關(guān)于《線路勘測》課程講授的幾點(diǎn)思考

王英杰

摘要：結(jié)合北京交通大學(xué)“交通行業(yè)特色”的背景，以培養(yǎng)行業(yè)緊缺人才為出發(fā)點(diǎn)，分析了《線路勘測》課程設(shè)置的緣由，并初步探討了對比教學(xué)法和案例教學(xué)法在線路設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容授課中的應(yīng)用。通過實(shí)踐教學(xué)的驗(yàn)證，深得學(xué)生好評。

關(guān)鍵詞：行業(yè)特色；線路勘測；對比；案例

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）09-0151-02

一、引言

北京交通大學(xué)作為交通行業(yè)的人才培養(yǎng)基地、知識創(chuàng)新源泉、技術(shù)革新要塞，在服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中做出了卓越的貢獻(xiàn)。學(xué)校充分發(fā)揮交通行業(yè)的背景優(yōu)勢，緊緊抓住高速鐵路和綜合交通運(yùn)輸發(fā)展的歷史機(jī)遇，為行業(yè)發(fā)展提供理論支持、人才支持和技術(shù)支持。為切實(shí)履行自身所肩負(fù)的歷史責(zé)任與使命，學(xué)校堅(jiān)持國家戰(zhàn)略優(yōu)先與服務(wù)行業(yè)發(fā)展相結(jié)合，以培養(yǎng)行業(yè)緊缺人才為出發(fā)點(diǎn)，充分調(diào)研新時期行業(yè)用人單位對人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求，從專業(yè)設(shè)置、課程建設(shè)等方面來完善學(xué)科專業(yè)體系，做到重點(diǎn)突出、結(jié)構(gòu)合理。

為適應(yīng)交通工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的要求，同時滿足課程學(xué)時壓縮減少的現(xiàn)實(shí)需要，《線路勘測》課程內(nèi)容主要涵蓋兩大部分，第一部分為測量基本知識，第二部分為線路設(shè)計(jì)。同時，為突出北京交通大學(xué)鮮明的交通行業(yè)特色，在線路設(shè)計(jì)部分又包括了公路選線和鐵路選線兩方面的內(nèi)容。一般而言，線路設(shè)計(jì)集總體決策性、實(shí)踐性和知識性為一體，是一門綜合運(yùn)用理論和專業(yè)知識的課程，其涉及道路與鐵道工程的各個領(lǐng)域，內(nèi)容龐雜、理論與實(shí)際結(jié)合性較強(qiáng)，課程難度較大。學(xué)生通過該課程線路設(shè)計(jì)部分的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握線路設(shè)計(jì)的基本理論，學(xué)會運(yùn)用線路設(shè)計(jì)的知識和技能從事道路與鐵路勘測設(shè)計(jì)、城市軌道交通施工管理等工程實(shí)踐，著力培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事交通運(yùn)輸、交通工程相關(guān)的鐵路道路工程勘測、設(shè)計(jì)施工和管理等方面的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為《線路勘測》課程的教學(xué)人員，研究合適的授課方法以提高授課效率，特別是在當(dāng)下有限的課時內(nèi)切實(shí)保證學(xué)生理解、掌握所學(xué)知識是值得探討的課題。

二、對比教學(xué)法在超高設(shè)置中的應(yīng)用

對比教學(xué)法是把一些有一定聯(lián)系和差異的教學(xué)內(nèi)容放在一起加以對比分析，找出兩者之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，幫助學(xué)生認(rèn)識其本質(zhì)差異。在課程教學(xué)中，恰當(dāng)采用對比教學(xué)法既可以幫助學(xué)生分析同類問題的共性，便于學(xué)生抓住教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)，又可以通過比較發(fā)現(xiàn)各自問題中的特性，有利于學(xué)生對相似教學(xué)內(nèi)容的區(qū)分并加深理解。在線路設(shè)計(jì)課程內(nèi)容中，曲線地段超高設(shè)置始終是一個重要內(nèi)容。在講授該小節(jié)內(nèi)容時，將公路和鐵路曲線超高設(shè)置放在一起，并采用對比教學(xué)法進(jìn)行講授。公路線路設(shè)計(jì)中超高定義為：“為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，路段橫斷面上設(shè)置的外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡?！?，如圖1（a）所示。而鐵路線路設(shè)計(jì)中其超高定義為：“當(dāng)列車在曲線上行駛時，由于離心力的作用，將列車推向外股鋼軌，加大了外股鋼軌的壓力，因此需要把曲線外軌適當(dāng)抬高，使列車的自身重力抵消掉慣性離心力，從而達(dá)到兩股鋼軌受力均衡和磨耗相等以提高旅客舒適感和線路的穩(wěn)定性?！?，如圖1（b）所示。

為便于學(xué)生理解曲線地段超高設(shè)置的概念，首先讓學(xué)生回憶高中物理的繩拉小球運(yùn)動模型。一根繩子拉著一個鋼球在平面內(nèi)運(yùn)動，一旦松開繩子，小球?qū)⒀刂俣鹊那芯€方向向外飛去，這是由于小球在運(yùn)動過程中始終受到離心力的作用。在曲線上運(yùn)行的汽車和火車同樣也會受到離心力的作用，由此可見在公路和鐵路線路設(shè)計(jì)中曲線地段設(shè)置超高的根源是一致的，都是利用車輛的一部分重力來平衡離心力，都是為了保證車倆運(yùn)行的舒適性和下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而不同之處在于，汽車在運(yùn)行過程中由路面結(jié)構(gòu)支撐，而火車則由軌道結(jié)構(gòu)（含鋼軌、軌枕等）支撐。下部結(jié)構(gòu)的不同直接導(dǎo)致了實(shí)現(xiàn)車輛傾斜方式的不同，公路上則在橫斷面上設(shè)置外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡，而鐵路上則通過設(shè)置外軌高于內(nèi)軌來實(shí)現(xiàn)。

另外，曲線地段超高計(jì)算公式理論性強(qiáng)，且公式推導(dǎo)紛繁復(fù)雜，容易使學(xué)生產(chǎn)生混淆。為幫助學(xué)生理解，仍采用對比教學(xué)法來幫助學(xué)生辨別公路與鐵路曲線地段超高計(jì)算的內(nèi)容。公路線路設(shè)計(jì)中曲線超高通過超高橫坡的形式來實(shí)現(xiàn)，其超高坡度的計(jì)算公式為ic=v2/（127R）-μ，其中ic為超高橫坡，v為車輛運(yùn)行速度（km/h），R為曲線半徑（m），μ為橫向力系數(shù)。而在鐵路線路設(shè)計(jì)中，曲線超高的計(jì)算公式為h=11.8×v2/R（mm），其中h為曲線超高，v為列車運(yùn)行速度（km/h），R為曲線半徑（m）。通過對比分析可以看出，無論公路超高計(jì)算還是鐵路超高計(jì)算都與運(yùn)行速度v的平方成正比與曲線半徑R成反比，追本溯源這是由于離心力計(jì)算公式所造成的。同樣，不同之處在于各自計(jì)算公式的系數(shù)不同，這是由公路和鐵路下部結(jié)構(gòu)及其上部載運(yùn)工具的特征所決定的。

結(jié)合以上教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，在日常的《線路勘測》教學(xué)中，教師可以將相互關(guān)聯(lián)的教學(xué)內(nèi)容放在一起，運(yùn)用對比教學(xué)法進(jìn)行講授。通過對比公路和鐵路超高的概念及計(jì)算公式等知識點(diǎn)，可使教學(xué)內(nèi)容在學(xué)生的心里留下深刻的印象，有利于抓住教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)，從而幫助學(xué)生加深對事物的認(rèn)識和理解。值得指出的是，對比教學(xué)法不是簡單的就事論事，而是舉一反多、對比類推的過程，是學(xué)生探索問題和解決問題并發(fā)現(xiàn)新問題的有效思維方式。教師在日常的教學(xué)工作中，要選擇適當(dāng)?shù)谋容^對象來明確他們之間的比較點(diǎn)，并積極地引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)被比較對象之間的關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生思考并掌握對比思維方法，通過對比求同求異，最終達(dá)到學(xué)以致用的目的。

三、案例教學(xué)法在曲線地段限速中的應(yīng)用

案例教學(xué)法最早應(yīng)用于法律、醫(yī)學(xué)及工商管理等教學(xué)領(lǐng)域，用于講授這些領(lǐng)域中的重要思想、思維方式及內(nèi)在原理等。勞倫斯認(rèn)為：“一個好的案例是一種把部分真實(shí)生活引入課堂從而可使教師和全班學(xué)生對之進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)的工具”。由此可見，案例是案例教學(xué)法中十分重要的要素，合適案例的選擇也就成為了案例教學(xué)法的核心內(nèi)容。以下采用膠濟(jì)線列車脫軌事故作為案例向?qū)W生詳細(xì)講解曲線地段限速的相關(guān)內(nèi)容。

膠濟(jì)線列車脫軌事故描述如下：2008年4月28日4時41分，北京開往青島的T195次旅客列車運(yùn)行至山東境內(nèi)膠濟(jì)鐵路周村至王村間脫線，第9節(jié)至17節(jié)車廂在鐵路彎道處脫軌，沖向上行線路基外側(cè)。此時，正常運(yùn)行的煙臺至徐州的5034次旅客列車剎車不及、最終以每小時70公里的速度與脫軌車輛發(fā)生撞擊，機(jī)車（內(nèi)燃機(jī)車編號DF11-0400）和第1至第5節(jié)車廂脫軌。膠濟(jì)鐵路列車相撞事故已造成72人死亡，416人受傷。以上案例安排在講解完曲線設(shè)計(jì)要素后進(jìn)行，此時學(xué)生對曲線限速已有了初步認(rèn)識，再此基礎(chǔ)上運(yùn)用該案例啟發(fā)學(xué)生思考，加深對曲線地段限速的理解。同時，為了加強(qiáng)學(xué)生對鐵路安全運(yùn)營意識的認(rèn)識，在課上要求一名學(xué)生朗讀以上事故案例，從而吸引所有學(xué)生的注意力。待學(xué)生朗讀完畢后，拋出問題：“為何T195次列車在彎道處會脫軌”，有意識地引導(dǎo)學(xué)生思考剛剛教授的曲線限速的內(nèi)容。在學(xué)生思考討論完畢后，給出正確答案：“T195次旅客列車在限速80公里的彎道路段上實(shí)際時速達(dá)到131公里，每小時超速51公里，此時機(jī)車后面的第9至17位車輛由于離心力過大而脫軌，被甩到了外側(cè)的上行線路上，恰巧與5034次列車發(fā)生碰撞引發(fā)了該事故?！币陨习咐虒W(xué)通過選擇膠濟(jì)線列車脫軌事故這一與學(xué)生相對較為熟悉的話題，積極引導(dǎo)學(xué)生思考和討論，既活躍了課堂氣氛，又使學(xué)生掌握了曲線地段限速的知識點(diǎn)。案例教學(xué)法作為教師和學(xué)生互動最豐富的教學(xué)模式，在學(xué)生現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)之上，通過科學(xué)的案例選擇，在課堂上采用問答式的討論方法，加深學(xué)生對知識的理解和運(yùn)用，同時拓展學(xué)生的思維方向，激勵學(xué)生的創(chuàng)新活動。

四、結(jié)束語

提高教學(xué)質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)，是人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)。本文作者結(jié)合自身實(shí)踐教學(xué)經(jīng)歷，分別就對比教學(xué)法和案例教學(xué)法在《線路勘測》教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。運(yùn)用以上方法，在傳授學(xué)生相應(yīng)知識點(diǎn)的同時，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識和運(yùn)用知識的能力。需要強(qiáng)調(diào)的是每種教學(xué)方法都有其相應(yīng)的適用條件，在講授不同的知識點(diǎn)時，要選擇與其相適應(yīng)的教學(xué)方法才能達(dá)到預(yù)期的授課效果。

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