道路勘测课程体验式教学实践方法的与应用

[摘 要]本文通过引导学生进行仿真模型的制作,探索将沙盘模型制作应用于专业性、实践性很强的道路勘测课程教学,形成独特的体验式教学方法,在体验式教学中增强学生的动手能力,培养学生分析问题、解决问题的能力,同时使同学们在模拟实践中学习新的知识,使得教学更加直观.

[关键字]道路勘测体验式教学沙盘模型

引言

体验式教学模式是指教师以一定的理论为指导,让学生亲身去感知、领悟知识,并在实践中得到证实,从而使学生成为真正自由独立、情知合一、实践创新的“完整的人”的教学模式.体验式教学模式构建的理论依据是情知教学论、现代学习观和现代教学论,其实现条件是创设适宜的情境,提供学生实践的机会和场所,提高教师的素质.体验式教学模式是一种新的现代教学模式,它的存在、发展、完善要靠广大教育工作者的共同努力方能实现.本文试图探索将这一方法应用于道路桥梁专业《道路勘测设计》课程的教学.

道路勘测设计是大学道路桥梁专业的一门主干专业课,主要介绍公路与城市道路设计和勘测的基本理论、原理和实用方法,内容包括道路等级与技术标准的确定,平面、纵断面和横断面设计,道路选线与城市道路网规划,道路定线和外业勘测等.该课程实践性很强,并与理论紧密结合,其教学质量的高低,直接影响学生综合能力的培养.针对该课程的特点,必须强调理论与实践结合,合理设置实践教学环节,培养学生学习兴趣,积极改进教学方法,方能取得良好的教学效果.

一、课程实践教学目前存在的问题

该课程的实践教学仅有课程设计,一般是让学生在给定的地形图上进行简单的道路线形设计,没有与工程实际相接触,造成所学知识与工程实践联系不紧密.多数工科院校实践教学基地建设不完善,学生实习也大多是走马观花,浮于表面,达不到培养学生工程设计和实践能力的效果.可见加强实践性教学是目前课程教学急待解决的问题.仿真模型也称沙盘模型,沙盘是根据地形图或实地地形,按照一定的比例用泥沙、木板等各种材料堆制而成的模型.沙盘模型最初应用在军事上,常供研究地形、敌情、作战方案、组织协调动作和实施训练时使用.现在,沙盘模型在人们的实际生活中随处可见,例如城市概貌、模拟场景、楼盘模型等等,它能够直观表达建筑物相对位置、大小、整体景物之间的关系,具有良好的演示效果.将仿真沙盘模拟应用到道路勘测设计专业课程的学习中,将一些复杂的设计过程利用仿真沙盘模型模拟现场,将设计过程动态的表现出来,形成独特的体验式教学,使同学们在模拟实践中学更加轻松的学到知识.仿真沙盘模型模拟设计过程可以使同学们在体验式教学中自己发现工程勘察、设计、施工等过程中可能出现的问题,从而分析问题、解决问题,提高学习效率,增强学生的动手能力和团队合作能力.因此,进行仿真沙盘模型应用于教学的研究是必要的,并具有一定的理论和实践意义.

二、体验式教学实践实例研究

(一)总体方案的设计

根据道路桥梁专业不同的课程可以设计不同的沙盘模型制作方案,尽可能包含课程讲述过程中涉及的概念.本文以线形模型为例讲述《道路勘测设计》课程的实践教学体验.在课堂学习过程中,线形设计是一个突出的难点.由于没有具体的实践,教师只能通过一些图片加以讲解,抽象的概念学生往往难以透彻理解.如果通过亲自尝试制作公路线形模型,就能较好的解决这个问题.山区公路沙盘模型设计内容包括平原区、山岭区、丘陵区选线工作,道路路基路面设计等,这些模型的制作涉及面广,要求掌握的道桥专业知识较多,难度系数高,可以充分锻炼学生的动手能力和团队合作能力,有利于加深学生理解更全面的道桥专业知识点,以下以制作山区公路仿真沙盘模型为例表述模型制作的过程.

(二)总体方案的制定

通过查阅资料和文献,经过认真分析,结合交通工程道路技术标准规定,最终确定一条行经平原、山岭、丘陵区域的公路选线设计和模型制作.按照老师推荐选定的山区地形图,结合山区公路设计标准,首先纸上选线定线,参考课本线形设计规范的内容,进行山岭区、微丘区、重丘区、平原区公路线形的布置设计,同时根据地形考虑桥梁的设置,要求进行桥型选择和布置,然后进行沙盘模型的制作,模型的制作包括：山岭区、微丘区、重丘区、平原区公路的线形制作,道路路基路面设计制作,河流的制作以及桥梁的制作.

(三)方案流程图设计

在模型制作之前,编写设计方案,画工艺流程图,并提供效果图.通常,模型设计制作工艺流程如下图1所示.

图1：仿真沙盘模型制作方案流程图

三、体验式仿真模型制作流程

主要采用重量轻、易切割,易镶嵌、不易变形泡沫材料制作山体,辅助材料有人工胶合板、泡沫板、硬纸板、石膏等.具体制作方法：

一是根据垂直比例尺大小确定等高距、材料的厚度,以及基础等高线.

二是等高线的标描、复印与剪裁工作.用彩笔进行标描,对等高线进行综合取舍,在强力海绵材料上复印等高线时要按由低到高的顺序,并标明层数,然后逐层进行沿线切割.

三是山体的粘钉工作.用乳胶漆将底层的“梯田”准确粘贴于底盘上,然后逐层进行叠加粘接,层与层之间套合不好的地方要随时用剪刀或手术刀进行修整.对于河流、湖泊,当用有机玻璃作原料时,先把湖蓝色有机玻璃压在基准起算面底下,用乳胶等粘牢,由此构成地貌雏形.

按照平原区、山岭区、丘陵区公路设计标准,按照计算的数值比例对沙盘模型中平原区、山岭区、丘陵区的公路进行制作,先用陶泥在已经选好的路线上进行铺设,再用石膏和白乳胶涂抹路面,使路面平整光滑,然后用灰色喷漆对制作好的路面进行颜色渲染,使道路模型更显逼真.

沙盘模型制作初步完成后,请专业课老师和道桥专业的同学们进行评比,然后以调查问卷的形式,让老师和学生提出沙盘的修改意见,按照老师和学生的建议,对沙盘模型进行修整、美化,沙盘模型完成.

图2：道路线形的沙盘模型

四、结论

本文通过对道路桥梁专业《道路勘测设计》课程体验式实践教学的研究,试图探索将实践与课堂结合的新的教学模式.体验式教学在国内还是刚刚兴起,对体验式教学的研究虽然较多,但也处于刚起步阶段.大多对体验式教学的研究还停留在对体验式教学的特征、价值及其实现途径的探讨,只有极个别的研究者开始关注体验式教学模式的建立.将体验式教学应用于道路桥梁专业还是一个有益的探索.沙盘模型制作与研究,弥补了以往《道路勘测设计》课堂表现手段的不足,使学生在学习过程中就能以实际制作模型的形式直观全面反映出所学专业知识的概念,极大的激发了学生的学习兴趣,有效地提高了该课程的教学质量,值得推广.下一步应完善和规范交通工程构件模型库,加强模型制作技术在交通工程规划、设计、施工全过程的应用研究,为在教学中全面推广这一教学方法打下基础.

[参考文献]

[1]鄢前飞,孙丽娟.山地小区沙盘模型制作及特点.林业调查规划,2006,第31卷增刊：59-61.

[2]徐德生,黄玉全.沙盘模型在建筑领域的功用初探.山西建筑,2010,第36卷第1期：51-52.

[3]胡尚峰,田涛.体验式教学模式初探.教育探索,2003.11

（作者单位：郑州大学水利与环境学院道路桥梁与渡河工程专业河南郑州）