道路工程中應用小編程計算復雜公式的教學改革探索

申紀偉 王正成 楊茂

（重慶三峽學院土木工程學院，重慶 萬州 404100）

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

在道路工程教學中發現，在繁雜的公式計算理論上，學生疲于學習，整個課堂完成后學生也會感到枯燥無味，即使有的學生努力聽懂了理論教學內容，也不清楚如何將這些內容應用的實際的道路建設中，對理論公式結果沒有直觀工程體驗。因此，在實際教學過程中，就需要老師把教材上的理論知識與實際的工程案例相結合，通過一系列實踐結果來反演理論。但實踐工程案例往往是教學所缺乏的，如何使理論應用于實踐，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習方面，道路工程類課程和計算機語言編程教學是分開，學生完全沒有將二者綜合利用。因此，道路工程課程因結合計算機小編程實現復雜公式的實踐教學，提升學生的創新能力和解決問題的能力。

一、教學目標與內涵

道路工程課程以應用型思想為指導，通過構建混合式教學模式，結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向，根據歷屆道路工程領域的崗位需求，參照當前的職業資格準則，進行課程教學設計，豐富課程教學內容，以求實踐教學和基本理論實現有機結合。嚴格遵循學生的學習基本規律，以實際案例的典型任務要求為依據，綜合和細化具體教學內容，由簡單到復雜，由容易到困難，循序漸進，合理安排項目內容和學習要求，利用最熟悉的計算機軟件，如Excel、CAD等實現整體化的應用型教學模式。

人工計算復雜公式，往往容易因反復而出錯，而計算機計算也會因數據排列混亂而出錯，道路工程教學中，有一些內容如路線的坐標計算、路基的邊坡穩定性計算、擋土墻土壓力算中，需要用到復雜的公式，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。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的情況，也不利于參數的修改，因此通過小編程實現人機交互的方式最能提高學生的理論應用能力，提升他們的實踐創新技巧。

二、教學方案探索

在道路工程結合計算機應用的編程實施中，根據道路與橋梁工程專業教學中的實際情況，可從以下幾個方面探究切實可行的應用型教學方案：首先，需進行調查分析，認真梳理學生的學習特點與學習要求，更進一步的了解學生的預備知識、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，最終提升學生學習的積極性和綜合素質。如采取小組與小組的競爭，小組內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，形成專業的模塊，供學生學習并將里面所涉及的計算過程采用編程的語言結合計算機軟件進行指導與教學，同時也要不斷總結，改進教學思路和方法，打造合理的環境，供學生自主練習和實習。

三、具體實施過程

在經過深度的調查研究，深入了解學生的基礎上，以教材理論為指導，結合實踐案例，形成小組進行討論，驗算和編寫程序。首先，在了解學生計算機基礎知識后，在初期的指導教學中，帶領學生回憶一些以往的計算機編程知識，引導小組內自主學習。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，以調動學生的積極性與競爭性。然后，選擇道路工程教學中較為繁瑣、復雜的公式理論，制定詳細的教學計劃。講好教材中理論的應用性，結果關鍵參數等，最后引導學生將這些理論過程以計算機編程的方式去實現。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，同時學習好的計算方法，并進一步做優化設計。給予小組間的優劣排名，并鼓勵優秀成果進行進一步的創新。

四、結語

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