基于工作过程导向的道路工程专业课程设计贯通建设

张兰芳

摘要：本文依据“以工作过程为导向”的理念进行道路工程专业课程设计贯通设计，根据道路工程设计的实际工作过程，将道路工程专业课程设计分成三个阶段：道路勘测设计、道路路基工程设计、道路铺面工程设计，安排课程设计顺序，对同一条道路进行相应阶段的设计，并形成完整的道路工程设计文件。通过课程设计贯通建设让学生可以更加切合实际地和灵活地理解掌握道路设计理论，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。

关键词：课程设计贯通;工作过程导向;道路勘测设计;铺面工程;路基工程

中图分类号：G423.06     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2014）41-0057-03

道路勘测设计、铺面工程、路基工程是同济大学道路工程方向本科生的核心课程，是从事道路工程设计的专业基础，也是大学毕业后从事相关勘测设计和规划工作的必要条件。此外，这三门课程的部分内容一直延伸和拓展到硕士生和博士生阶段，可见这三门课程在有关专业素质培养和科学研究方面的重要意义。为了进一步培养学生的综合能力，充分运用所学的道路勘测设计、建筑材料、力学、铺面工程、路基防护等方面的知识，本专业专门设置道路勘测设计、铺面工程、路基工程等课程的课程设计课程。现在的培养方案中这三门课程分开设置，分开操作，中间没有太多的关联，但在实际工程中，这三门课程设计所涉及的专业是道路工程设计的有机整体，相互之间联系紧密。因此，造成课程设计教学存在理论与实践脱节的情况。基于上述问题，课程教学团队按照基于工作过程导向的工程教育课程设计方法，对这三门课程设计做了设计和改革探索，课程教学以“项目导向、任务驱动、行动导向”的教学模式，以职业能力为培养目标，以工作任务为载体，进行课程设计的贯通建设，实现三门课的课程教学一体化，增强学生综合应用专业知识解决实际问题的能力，使他们得到近似设计院的专业的训练。

一、“以工作过程为导向”的课程设计基本概念

所谓工作过程是在企业里完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序，是一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统。基于工作过程系统化课程结构形式是将工作过程作为研究的出发点，为完成工作任务而展开的有序的整合的教学计划，从内容上特别强调整体性和综合性，相比原有的学科课程体系的结构来说是完全不同的结构形式。基于工作过程导向的课程改革是理论和实践教学一体化的现代工程教育模式。学生通过完成典型的工作任务实现了专业理论知识传授和实践操作技能训练的统一，其实质是教、学、做的统一。

二、道路工程专业课程设计需求

道路工程专业主干课包括道路勘测设计、路基工程、铺面工程三门课，这三门课都需要进行相应的课程设计，按照道路工程设计工作过程，先进行道路勘测设计，在道路勘测设计完成后，接下来再分别进行路基工程和铺面工程的设计。

1.道路勘测设计课程设计。道路勘测设计课程设计的目的是通过道路的纸上定线和道路平、纵、横几何线形设计，使学生掌握公路路线的设计方法与过程，对所学的道路设计理论和方法有一个实际的操作过程，通过案例设计加深对道路规划设计理论和方法的认识和理解，从而真正具备独立进行道路路线设计的能力。课程设计的内容是学生独立完成一段山区公路的选线、技术方案比选、道路平面线形设计、道路纵断面线形设计、道路横断面线形设计，提交符合道路工程设计规范的设计说明书、道路路线的相关图纸和表格。

2.道路路基工程课程设计。路基工程课程设计是对路基工程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基的基本理论，设计理论体系，加深对路基设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。通过设计，培养学生分析问题和解决问题的能力。路基工程课程设计以教师提供的设计资料为主，学生在查阅相关文献资料的基础上，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，完成特定道路的路基工程设计。设计内容包括：路基横断面设计图、路堤高度的确定、路堤填料、边坡设计、边坡防护、地基处理设计、沉降计算（加固前后的沉降值变化）、造价估算/公里、设计总结等。

3.道路铺面工程课程设计。根据老师指定道路的设计资料，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，学生按照铺面工程设计理论和相关规范，完成特定道路的结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，完成特定道路的路基设计。设计内容为：分别按照现行沥青路面设计规范，进行以沥青混凝土为面层的铺面结构组合设计以及各层厚度的确定（在满足各个要求的前提下得到最薄的厚度值），并进行相关指标的验算;另按现行水泥混凝土路面设计规范，进行结构组合设计，并确定板的类型、平面尺寸和厚度等设计。按照道路工程设计的流程，通常需要先完成道路线形的设计，然后才能进行路基工程设计，之后再完成铺面工程的设计。当前的课程安排，虽然也是先进行道路路线的设计，但是这三门课程设计所采用的设计资料由各科教师指定，相互之间没有任何关联，从而影响对道路工程整体的理解，无法理解道路路线方案的比选对路基工程的影响，路基工程的设计对铺面工程的影响。

4.道路工程设计工作流程。道路工程基本建设项目一般采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。接到任务后，收集项目所在地1∶1万地形图，了解项目所在地的地形、地貌;或者通过卫星图片了解项目所在地地貌。首先进行的是道路选线，选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。不同的阶段，选线重点不同。工可研阶段：在1∶1万地形图上选，初选。施工图设计是在工可阶段上，了解大致的路线走向后，由粗到细，在完成平面控制测量、高程控制测量的基础上，采集外业资料，完成道路平面、纵断面、横断面几何线形的设计。这个阶段可对应道路勘测设计的课程设计。在上述道路线形设计成果基础上，结合项目所在地筑路材料情况，拟定合理的路面结构。通常需考虑道路等级、交通量，车种比例等相关因素，路面结构组成分为面层、基层、底基层、垫层等组成部分，完成铺面结构组合设计以及各层厚度的确定。这个阶段可对应道路铺面工程的课程设计。接下来，依据道路线形“平、纵、横”文件和道路铺面设计成果，结合外业调查的防护、排水情况，进行路基设计。收集已完成路基设计表、工程沿线的地质水文条件，路基顶面以上荷载考虑路面结构的恒载和运营车辆的活载，首先确定路堤最小高度（环保角度）和最大高度（初定4.0米），完成路基横断面设计。另外针对不良地质——滑坡、崩塌等，以及特殊地质——软土、高液限土、膨胀土，需进行特殊路基的设计，完成特殊路基设计图和路基防护工程设计图，即路堤边坡防护、路堑边坡防护（植草、浆砌片石、喷锚）的设计。这个阶段可对应道路路基工程的课程设计。

三、道路工程专业课程设计贯通设计

课程设计本着突出实践应用、强化动手能力、培养学生综合实践能力和职业素质的指导思想，以学生将来所从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据，以职业能力分析为基础，以培养卓越工程师为核心，基于职业工作过程中对知识、能力和素养需求设计课程设计内容。道路工程专业课程设计贯通设计采用“以工作过程为导向”的理念，根据道路工程设计的实际工作过程，将道路工程专业课程设计分成三个阶段：道路勘测设计、道路路基工程设计、道路铺面工程设计，根据道路工程设计工作过程安排课程设计顺序和内容，对同一条道路进行相应阶段的设计，并形成完整的道路工程设计文件。整个课程设计采用分阶段、分任务的方法，明确每一部分的工作重点和任务，明晰考核目标和效果评价，并且进行阶段性的总结和汇总。

1.典型道路的筛选。首先根据各门课程设计的特点和需求，结合地形、地质、水文、交通、工期、道路等级等条件，筛选几条典型工程条件的道路，初步选定一条山陵重丘区高速公路，一条城市道路，一条平原微丘区二级公路，用于道路工程课程设计。在课程设计一次性将课程设计以道路工程设计任务的形式分派给学生，并提供相关的背景资料、设计任务及设计成果要求。

2.道路勘测设计课程设计。首先进行的是道路勘测设计课程设计，将3～4条典型工程条件的道路设计资料及道路交通条件等分配给学生，让学生按实际道路工程规范要求完成道路选线、道路平面圆曲线设计、缓和曲线设计、曲线的超高与加宽设计、纵断面设计、横断面设计，并形成规范的道路几何线形设计文件。要求学生保留课程设计的设计资料和成果，以备下一阶段使用。需要注意的是，这一阶段道路路线的设计成果非常重要，要确保道路路线设计的合理性和准确性。首先让学生之间互相交流讨论、检查，然后是教师检查指导，及时纠正解答问题。重点对未达到要求的小组进行分析指导，并进行评价给出成绩。

3.道路路基工程课程设计。第二阶段为路基工程课程设计，老师不再重新提供课程设计资料，只提课程设计的内容和具体要求，学生在第一阶段道路几何线形设计文件和设计资料基础上，补充相应地质、水文等资料，结合路基施工周期、路堤最低高度按等要求，对应完成路基工程相关设计，并达到实际工程设计规范的要求等。

4.道路铺面工程课程设计。接下来为第三阶段的铺面工程课程设计，同样教师不再重新提供课程设计资料，而是使用已有的设计资料，让学生按照现行沥青路面设计规范，在上述道路勘测设计课程设计和路基工程课程设计成果基础上，进行以沥青混凝土为面层的铺面结构组合设计以及各层厚度的确定（在满足各个要求的前提下得到最薄的厚度值），或者按现行水泥混凝土路面设计规范，进行结构组合设计。

5.课程设计考核。每个阶段课程设计任务按“工作任务完成情况评价”和“工作任务技能训练评价”来进行自评、组评和师评，评价在每一个课程设计的学习过程中和结束时进行，给出相应课程设计的成绩。在学生完成最后一个环节的课程设计后，最终应形成一份完整的道路工程设计文件。邀请校外专家组织对最终成果进行评价，并和实际工程设计进行比较分析，让学生体验真正工程环境。

道路专业的特点是应用性、实践性强，对学生的专业技能和创新能力要求较高。道路专业课程设计是培养学生专业素养的不可缺少的重要课程，大力建设改革课程设计，理论联系实际，培养学生的创新精神、实践能力、分析问题和解决问题的能力具有十分重要的意义。基于工作过程导向的课程理论，以“能力为本”、以“学生为本”，提高学生的学习兴趣，着重培养学生具有适应工作岗位与岗位群需要的实践能力、专业技能、自主学习能力、创新能力和可持续发展能力，满足经济社会发展对高技能人才的需要。

参考文献：

[1]严中华.行动导向课程开发职教师资培训教材·职业教育课程开发与实施：基于工作过程系统化的职教课程开发与实施[M].北京：清华大学出版社，2009.

[2]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践——国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编[M].北京：高等教育出版社，2008.