關于《線路勘測》課程講授的幾點思考

王英杰

摘要：結合北京交通大學“交通行業特色”的背景，以培養行業緊缺人才為出發點，分析了《線路勘測》課程設置的緣由，并初步探討了對比教學法和案例教學法在線路設計相關內容授課中的應用。通過實踐教學的驗證，深得學生好評。

關鍵詞：行業特色；線路勘測；對比；案例

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

一、引言

北京交通大學作為交通行業的人才培養基地、知識創新源泉、技術革新要塞，在服務國家經濟社會發展中做出了卓越的貢獻。學校充分發揮交通行業的背景優勢，緊緊抓住高速鐵路和綜合交通運輸發展的歷史機遇，為行業發展提供理論支持、人才支持和技術支持。為切實履行自身所肩負的歷史責任與使命，學校堅持國家戰略優先與服務行業發展相結合，以培養行業緊缺人才為出發點，充分調研新時期行業用人單位對人才培養質量的要求，從專業設置、課程建設等方面來完善學科專業體系，做到重點突出、結構合理。

為適應交通工程復合型人才培養的要求，同時滿足課程學時壓縮減少的現實需要，《線路勘測》課程內容主要涵蓋兩大部分，第一部分為測量基本知識，第二部分為線路設計。同時，為突出北京交通大學鮮明的交通行業特色，在線路設計部分又包括了公路選線和鐵路選線兩方面的內容。一般而言，線路設計集總體決策性、實踐性和知識性為一體，是一門綜合運用理論和專業知識的課程，其涉及道路與鐵道工程的各個領域，內容龐雜、理論與實際結合性較強，課程難度較大。學生通過該課程線路設計部分的學習，應掌握線路設計的基本理論，學會運用線路設計的知識和技能從事道路與鐵路勘測設計、城市軌道交通施工管理等工程實踐，著力培養學生的分析和解決實際問題的能力，為學生畢業后從事交通運輸、交通工程相關的鐵路道路工程勘測、設計施工和管理等方面的工作打下堅實的基礎。作為《線路勘測》課程的教學人員，研究合適的授課方法以提高授課效率，特別是在當下有限的課時內切實保證學生理解、掌握所學知識是值得探討的課題。

二、對比教學法在超高設置中的應用

對比教學法是把一些有一定聯系和差異的教學內容放在一起加以對比分析，找出兩者之間的相同點和不同點，幫助學生認識其本質差異。在課程教學中，恰當采用對比教學法既可以幫助學生分析同類問題的共性，便于學生抓住教學內容的本質，又可以通過比較發現各自問題中的特性，有利于學生對相似教學內容的區分并加深理解。在線路設計課程內容中，曲線地段超高設置始終是一個重要內容。在講授該小節內容時，將公路和鐵路曲線超高設置放在一起，并采用對比教學法進行講授。公路線路設計中超高定義為：“為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，路段橫斷面上設置的外側高于內側的單向橫坡。”，如圖1（a）所示。而鐵路線路設計中其超高定義為：“當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抬高，使列車的自身重力抵消掉慣性離心力，從而達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定性。”，如圖1（b）所示。

為便于學生理解曲線地段超高設置的概念，首先讓學生回憶高中物理的繩拉小球運動模型。一根繩子拉著一個鋼球在平面內運動，一旦松開繩子，小球將沿著速度的切線方向向外飛去，這是由于小球在運動過程中始終受到離心力的作用。在曲線上運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計中曲線地段設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行的舒適性和下部結構的穩定性。而不同之處在于，汽車在運行過程中由路面結構支撐，而火車則由軌道結構（含鋼軌、軌枕等）支撐。下部結構的不同直接導致了實現車輛傾斜方式的不同，公路上則在橫斷面上設置外側高于內側的單向橫坡，而鐵路上則通過設置外軌高于內軌來實現。

另外，曲線地段超高計算公式理論性強，且公式推導紛繁復雜，容易使學生產生混淆。為幫助學生理解，仍采用對比教學法來幫助學生辨別公路與鐵路曲線地段超高計算的內容。公路線路設計中曲線超高通過超高橫坡的形式來實現，其超高坡度的計算公式為ic=v2/（127R）-μ，其中ic為超高橫坡，v為車輛運行速度（km/h），R為曲線半徑（m），μ為橫向力系數。而在鐵路線路設計中，曲線超高的計算公式為h=11.8×v2/R（mm），其中h為曲線超高，v為列車運行速度（km/h），R為曲線半徑（m）。通過對比分析可以看出，無論公路超高計算還是鐵路超高計算都與運行速度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算公式所造成的。同樣，不同之處在于各自計算公式的系數不同，這是由公路和鐵路下部結構及其上部載運工具的特征所決定的。

結合以上教學實踐經驗得出，在日常的《線路勘測》教學中，教師可以將相互關聯的教學內容放在一起，運用對比教學法進行講授。通過對比公路和鐵路超高的概念及計算公式等知識點，可使教學內容在學生的心里留下深刻的印象，有利于抓住教學內容的本質，從而幫助學生加深對事物的認識和理解。值得指出的是，對比教學法不是簡單的就事論事，而是舉一反多、對比類推的過程，是學生探索問題和解決問題并發現新問題的有效思維方式。教師在日常的教學工作中，要選擇適當的比較對象來明確他們之間的比較點，并積極地引導學生去發現被比較對象之間的關系，啟發學生思考并掌握對比思維方法，通過對比求同求異，最終達到學以致用的目的。

三、案例教學法在曲線地段限速中的應用

案例教學法最早應用于法律、醫學及工商管理等教學領域，用于講授這些領域中的重要思想、思維方式及內在原理等。勞倫斯認為：“一個好的案例是一種把部分真實生活引入課堂從而可使教師和全班學生對之進行分析和學習的工具”。由此可見，案例是案例教學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法的核心內容。以下采用膠濟線列車脫軌事故作為案例向學生詳細講解曲線地段限速的相關內容。

膠濟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次旅客列車運行至山東境內膠濟鐵路周村至王村間脫線，第9節至17節車廂在鐵路彎道處脫軌，沖向上行線路基外側。此時，正常運行的煙臺至徐州的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生撞擊，機車（內燃機車編號DF11-0400）和第1至第5節車廂脫軌。膠濟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計要素后進行，此時學生對曲線限速已有了初步認識，再此基礎上運用該案例啟發學生思考，加深對曲線地段限速的理解。同時，為了加強學生對鐵路安全運營意識的認識，在課上要求一名學生朗讀以上事故案例，從而吸引所有學生的注意力。待學生朗讀完畢后，拋出問題：“為何T195次列車在彎道處會脫軌”，有意識地引導學生思考剛剛教授的曲線限速的內容。在學生思考討論完畢后，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際時速達到131公里，每小時超速51公里，此時機車后面的第9至17位車輛由于離心力過大而脫軌，被甩到了外側的上行線路上，恰巧與5034次列車發生碰撞引發了該事故。”以上案例教學通過選擇膠濟線列車脫軌事故這一與學生相對較為熟悉的話題，積極引導學生思考和討論，既活躍了課堂氣氛，又使學生掌握了曲線地段限速的知識點。案例教學法作為教師和學生互動最豐富的教學模式，在學生現有知識的基礎之上，通過科學的案例選擇，在課堂上采用問答式的討論方法，加深學生對知識的理解和運用，同時拓展學生的思維方向，激勵學生的創新活動。

四、結束語

提高教學質量是高等教育發展的核心任務，是人才培養的核心環節。本文作者結合自身實踐教學經歷，分別就對比教學法和案例教學法在《線路勘測》教學中的應用進行了探討。運用以上方法，在傳授學生相應知識點的同時，也激發了學生學習的主動性，增強學生學習知識和運用知識的能力。需要強調的是每種教學方法都有其相應的適用條件，在講授不同的知識點時，要選擇與其相適應的教學方法才能達到預期的授課效果。

參考文獻：

[1]寧濱，房海蓉，張有根，等.發揮軌道交通學科優勢，培養行業特色拔尖創新人才[J].北京教育（高教），2013，（12）.

[2]曹國永.創建世界一流行業特色大學的若干思考[J].中國高等教育，2013，（3-4）.

[3]李素娟.比較教學法在鋼結構設計原理課程中的應用[J].高等建筑教育，2011，20（4）.

[4]魏慶朝，主編.鐵路線路設計[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[5]孫家駟，主編.道路勘測設計[M].（第三版）.北京：人民交通出版社，2012.

[6]http：//www.rgbstock.com/bigphoto/nFgBhcQ/Winding+Road.

[7]邵光華.教師教育中的案例教學法研究及其啟示[J].高等師范教育研究，2001，13（5）.