道路工程中應(yīng)用小編程計算復(fù)雜公式的教學(xué)改革探索

申紀(jì)偉 王正成 楊茂

（重慶三峽學(xué)院土木工程學(xué)院，重慶 萬州 404100）

隨著計算機的普及發(fā)展，在課堂教學(xué)計算的應(yīng)用也越來越普遍，道路工程中有關(guān)道路設(shè)計，道路圖紙繪制都需要計算機結(jié)合專業(yè)的工程軟件來完成，計算機輔助技術(shù)也成為了道路工程技術(shù)人員必備的一項技能?，F(xiàn)代的道路設(shè)計逐漸實現(xiàn)了智能化、可視化和系統(tǒng)化，需要處理大量的實際數(shù)據(jù)，同時也在數(shù)據(jù)處理上需要技術(shù)人員花費大量的時間。除了利用專業(yè)軟件之外，往往有一些單一的數(shù)據(jù)需要驗算和驗證，如何正確應(yīng)用道路工程中的公式，驗算和驗證軟件計算結(jié)果是道路工程從業(yè)者必須掌握的一項技能。因此小的編程也是必不可少的，是體現(xiàn)教材理論的關(guān)鍵，在解決實際局部問題起到至關(guān)重要的作用。

在道路工程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，在繁雜的公式計算理論上，學(xué)生疲于學(xué)習(xí)，整個課堂完成后學(xué)生也會感到枯燥無味，即使有的學(xué)生努力聽懂了理論教學(xué)內(nèi)容，也不清楚如何將這些內(nèi)容應(yīng)用的實際的道路建設(shè)中，對理論公式結(jié)果沒有直觀工程體驗。因此，在實際教學(xué)過程中，就需要老師把教材上的理論知識與實際的工程案例相結(jié)合，通過一系列實踐結(jié)果來反演理論。但實踐工程案例往往是教學(xué)所缺乏的，如何使理論應(yīng)用于實踐，計算機編程驗證公式的可行性成為最合適的需求。目前高校在計算機語言學(xué)習(xí)方面，道路工程類課程和計算機語言編程教學(xué)是分開，學(xué)生完全沒有將二者綜合利用。因此，道路工程課程因結(jié)合計算機小編程實現(xiàn)復(fù)雜公式的實踐教學(xué)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

一、教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)涵

道路工程課程以應(yīng)用型思想為指導(dǎo)，通過構(gòu)建混合式教學(xué)模式，結(jié)合道路工程基本理論與典型施工案例，以社會的崗位需要為導(dǎo)向，根據(jù)歷屆道路工程領(lǐng)域的崗位需求，參照當(dāng)前的職業(yè)資格準(zhǔn)則，進行課程教學(xué)設(shè)計，豐富課程教學(xué)內(nèi)容，以求實踐教學(xué)和基本理論實現(xiàn)有機結(jié)合。嚴(yán)格遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)基本規(guī)律，以實際案例的典型任務(wù)要求為依據(jù)，綜合和細化具體教學(xué)內(nèi)容，由簡單到復(fù)雜，由容易到困難，循序漸進，合理安排項目內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求，利用最熟悉的計算機軟件，如Excel、CAD等實現(xiàn)整體化的應(yīng)用型教學(xué)模式。

人工計算復(fù)雜公式，往往容易因反復(fù)而出錯，而計算機計算也會因數(shù)據(jù)排列混亂而出錯，道路工程教學(xué)中，有一些內(nèi)容如路線的坐標(biāo)計算、路基的邊坡穩(wěn)定性計算、擋土墻土壓力算中，需要用到復(fù)雜的公式，同時也需要進行多次的試算和驗算。在整個計算過程中，計算理論是一致的，但計算過程容易出錯，這些步驟就易在計算機編程中實現(xiàn)。而計算機軟件看不到教材理論中的公式，存在公式與軟件不對應(yīng)的情況，也不利于參數(shù)的修改，因此通過小編程實現(xiàn)人機交互的方式最能提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力，提升他們的實踐創(chuàng)新技巧。

二、教學(xué)方案探索

在道路工程結(jié)合計算機應(yīng)用的編程實施中，根據(jù)道路與橋梁工程專業(yè)教學(xué)中的實際情況，可從以下幾個方面探究切實可行的應(yīng)用型教學(xué)方案：首先，需進行調(diào)查分析，認(rèn)真梳理學(xué)生的學(xué)習(xí)特點與學(xué)習(xí)要求，更進一步的了解學(xué)生的預(yù)備知識、使用計算機軟件的能力。其次，教師可作為主持人的作用，通過合理的組隊、管理等方式，最終提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和綜合素質(zhì)。如采取小組與小組的競爭，小組內(nèi)成員相互幫助的方式，形成積極進取的氛圍。最后，選擇合適的道路工程典型案例，形成專業(yè)的模塊，供學(xué)生學(xué)習(xí)并將里面所涉及的計算過程采用編程的語言結(jié)合計算機軟件進行指導(dǎo)與教學(xué)，同時也要不斷總結(jié)，改進教學(xué)思路和方法，打造合理的環(huán)境，供學(xué)生自主練習(xí)和實習(xí)。

三、具體實施過程

在經(jīng)過深度的調(diào)查研究，深入了解學(xué)生的基礎(chǔ)上，以教材理論為指導(dǎo)，結(jié)合實踐案例，形成小組進行討論，驗算和編寫程序。首先，在了解學(xué)生計算機基礎(chǔ)知識后，在初期的指導(dǎo)教學(xué)中，帶領(lǐng)學(xué)生回憶一些以往的計算機編程知識，引導(dǎo)小組內(nèi)自主學(xué)習(xí)。同時介紹一些使用計算機小軟件或編程一類的簡單工程案例，以調(diào)動學(xué)生的積極性與競爭性。然后，選擇道路工程教學(xué)中較為繁瑣、復(fù)雜的公式理論，制定詳細的教學(xué)計劃。講好教材中理論的應(yīng)用性，結(jié)果關(guān)鍵參數(shù)等，最后引導(dǎo)學(xué)生將這些理論過程以計算機編程的方式去實現(xiàn)。最后，以小組為代表，以PPT匯報等形式組織小組間互評，查找不足之處，同時學(xué)習(xí)好的計算方法，并進一步做優(yōu)化設(shè)計。給予小組間的優(yōu)劣排名，并鼓勵優(yōu)秀成果進行進一步的創(chuàng)新。

四、結(jié)語

計算機模擬在學(xué)生實踐中起著不可替代的作用，是學(xué)生理論聯(lián)系實踐的虛擬工地，將計算機編程過程與教材理論相結(jié)合，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使基礎(chǔ)理論知識掌握更牢固，同時提升了學(xué)生的團隊協(xié)作與創(chuàng)新能力。