鞏舜妹 馮松寶 丁點點

關(guān)鍵詞：實踐操作;虛擬仿真;教學體系;工程項目

在國家經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，對交通工程專業(yè)的人才需求量與日俱增，高校對技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量要求提升，傾向于復(fù)合型創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。對于應(yīng)用型本科高校而言，以“基礎(chǔ)、特色、應(yīng)用以及技術(shù)”為重點，培養(yǎng)高等人才的宗旨不斷更新，專業(yè)課程傾向于Transcad（交通宏觀仿真）、VISSIM（交通微觀仿真）、Synchro（信號配時優(yōu)化）與Mapinfo（地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)）相結(jié)合教學，以培養(yǎng)符合社會發(fā)展要求的創(chuàng)新性人才。

道路工程材料是交通工程領(lǐng)域的專業(yè)課程之一。課程涉及不同的交通功能材料，其中包含交通防水材料、交通防火材料、交通保溫隔熱材料、有機結(jié)合料、無機結(jié)合料以及交通安全設(shè)施材料。道路工程材料課具備理論性與邏輯性強的特性，學生對實驗操作部分提不起興趣，理論知識枯燥乏味，文中圖解缺乏生動性。眾多高校教師在課程教學創(chuàng)新方面取得了一定的成效，彭寧等對高校大學化學的教學方法進行了創(chuàng)新，從課堂形式、方法和內(nèi)容三方面展開，初有成效。朱曉萍將互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)大整合融人到了高校英語教學的創(chuàng)新研究中，初步保障了高等院校的人才培養(yǎng)質(zhì)量。陳雪r刀搭建了課程教學創(chuàng)新體系，為大學生搭建了良好的學習平臺。劉秀麗等分析了社會環(huán)境對創(chuàng)新教學的內(nèi)在影響，為高校大學生提供了一份有價值的課程創(chuàng)新改革。為了提高交通工程專業(yè)學生上課的自主性以及積極主動性，將CAD三維模型演示、工程項目實踐和一體化道路工程材料實驗操作融為一體，“化整為零”精細化教學內(nèi)容，并將人文精神滲透其中，深入地進行課程教學創(chuàng)新探索，為培養(yǎng)出復(fù)合型創(chuàng)新性人才做充足的前期準備。

一、道路工程材料課程特性

（一）理論知識點繁瑣

道路工程材料課程理論性極強，課程實驗環(huán)節(jié)尤為復(fù)雜。課程內(nèi)容主要講述有機結(jié)合料與無機結(jié)合料，實際生活中學生對交通功能材料的特性了解較少，課程內(nèi)容與實際結(jié)合不緊密，課本對巖石與瀝青的介紹瑣碎，知識點繁多，并無直觀的道路施工圖片、材料三維圖片或者三視圖，學生理解起來困難，對于記憶力差的學生而言，學習過程相當枯燥乏味。

（二）缺乏實際案例支撐課本理論，教學難度大

道路工程材料這門課程的理論知識與實踐聯(lián)系十分緊密，各種道路工程材料在后期的工程實踐中應(yīng)用廣泛。但在實際教學過程中，交通工程專業(yè)的學生集體反映“課本中的理論知識”缺乏實際案例的支撐，理解起來相對困難。例如，在學習交通保溫隔熱材料的隔熱原理時，課本中并沒有工程實例驗證交通保溫隔熱材料的實際運用。石棉是低溫絕熱材料，而交通工程實驗室并未采購石棉，學生在學習石棉的性能特點時，學生記憶難度加大。課本中并未實際說明各種功能材料在交通工程領(lǐng)域中的具體實踐與運用，學生難以理解與掌握。學生借助CAD繪圖軟件只能繪制出平面交叉路口圖，因無實際案例支撐課本理論，無法將瀝青路面以及道路周圍環(huán)境繪制出來，道路平面如圖1所示。

（三）實驗難度大，缺乏實踐教學

教師嚴重依賴PPT講解，過程枯燥乏味，學生上課的專注性與積極性大幅降低。實驗室缺乏實驗材料與實驗儀器，不具備實驗條件。教師一味地講解理論知識，缺乏工程實踐運用，這與“應(yīng)用型”本科院校的培養(yǎng)方案背道而馳。

二、CAD三維模型演示結(jié)合案例教學法

為了培養(yǎng)學生的主觀能動性與自主積極性，CAD三維模型演示結(jié)合案例教學法尤為重要。多媒體課堂繪制三維現(xiàn)場施工實景圖，以道路工程防水材料——瀝青路面為例，精細化課程教學細節(jié)，三維模擬立體圖顯示瀝青路面的三層結(jié)構(gòu)，即表面層、中面層以及下面層。案例分析法建立教學情境，搭建多媒體實踐場地展示三維模擬立體圖，直觀地向?qū)W生展示教學與科研中的重難點，教學與科研相結(jié)合，科研項目推動教學創(chuàng)新，并及時更新老舊的知識點，將科研間接地引入教學，而實際教學過程中滲透著科研，教學與科研形成動態(tài)循環(huán)機制，讓學生更容易掌握理論繁瑣點，以取得更好的教學效果。

三、課程教學創(chuàng)新探索

（一）學用一致，充分準備教學資源

學院方面應(yīng)適時適量地采購道路工程類施工材料以及材料的三維結(jié)構(gòu)實物模型，教師結(jié)合實物給學生授課，提高學生的學習興趣與深度探索知識的積極性;謹慎采購課本，純文字性的教學教材不宜采購;教師在授課之前，大量收集資料以及教學實物圖，通過多媒體向?qū)W生展現(xiàn)與課本相對應(yīng)的交通類施工材料，用CAD繪制道路工程材料的三維場景圖，運用虛擬仿真軟件VISSIM繪制道路實景圖，向?qū)W生展現(xiàn)道路的周圍環(huán)境、車輛運行情況和瀝青路面的現(xiàn)狀，以提高學生的實際理解能力。

（二）列舉案例以點帶面，精簡教學

注重工程實例與理論的有機結(jié)合。列舉交通工程實際案例，驗證課本理論知識，道路工程材料在后期的工程實踐中尤為重要，因此，在實際教學過程中，“課本中的理論知識”應(yīng)當與實際工程案例緊密結(jié)合。就瀝青路面而言，大量收集其實物場景圖，用交通工程CAD繪制出其內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)圖，在VISSIM微觀仿真軟件中演示路面效果，輸入道路交叉口的交通量，在交叉路口加入交通信號燈等仿真元素，演示車輛的動態(tài)視頻，視頻與實物圖相結(jié)合，充分地展示給學生，并有效地引導(dǎo)學生列舉出瀝青路面的優(yōu)缺點，與水泥路面作對比，在excel表格中總結(jié)出兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系，深入說明瀝青在交通工程領(lǐng)域的實際運用情況，為后期的課程設(shè)計和項目參與做充分的準備，提高學生的主觀能動性與學習積極性。學生借助VISSIM交通微觀仿真軟件對平面交叉路口進行三維場景仿真，以提升學生的直觀感受，道路三維場景仿真如圖2所示。

（三）創(chuàng)新課程教學，優(yōu)化授課思路

啟發(fā)學生自主思考，培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力，精細化課程細節(jié)，充分利用多媒體、虛擬仿真平臺、PPT與板書相結(jié)合的方法進行授課，分組討論作為輔助措施;做材料實驗時，鼓勵學生勤動手操作，多動腦思考，有效地引導(dǎo)學生積極主動地繪制專業(yè)探索圖，使學生熟練掌握office辦公軟件，熟練使用CAD專業(yè)繪圖軟件，掌握VISSIM交通微觀仿真軟件;創(chuàng)新課程教學，優(yōu)化授課思路，引導(dǎo)學生總結(jié)知識點之間的關(guān)聯(lián)性，提高交通工程材料這門課的知識性與趣味性。

（四）教學效果分析

為了滿足不同學生之間的差異性和適應(yīng)范圍，培養(yǎng)學生工程項目的參與意識，充分演示道路工程材料的三維模型，通過道路工程材料的實物，引導(dǎo)學生掌握以巖石為主的無機結(jié)合料和以瀝青為主的有機結(jié)合料的特性，并掌握各類造巖礦物的物理特性與化學特性。就工程項目實踐與材料實驗而言，兩者之間關(guān)聯(lián)性大，通過分析道路工程材料的專題與專項實驗，總結(jié)不同實驗數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，畫出實驗前后的數(shù)據(jù)對比分析圖，以完成最終的項目實踐。