道路規劃與幾何設計實驗課程教學改革

劉碩 張蘭芳 上官強強

[摘 要] 道路線形設計是道路規劃與幾何設計課程中最重要的內容，傳統教學中學生往往能熟練掌握基本理論與方法，但對設計指標的靈活選取及線形安全評價技能的培養有待加強。為彌補傳統教學的不足，將基于駕駛模擬的道路線形安全評價實驗融入課程教學中，對實驗教學內容、教學手段、評分體系進行改革。實驗課程教學改革實施兩年來，加深了學生對道路線形設計的理解，提升了實踐能力、創新能力和研究能力，獲得了良好的教學效果。

[關鍵詞] 道路規劃與幾何設計;線形安全評價實驗;教學改革

[中圖分類號] G642.0? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）41-0165-02? ? [收稿日期] 2019-12-10

道路規劃與幾何設計是道路交通工程專業的主干必修課程。目前該課程主要采用課堂理論教學和課程設計相結合的模式。其中道路線形課程設計是在學生掌握道路線形與勘測設計等理論知識的基礎上進行的設計實踐活動，目的是培養學生運用道路線形設計基本概念、基本理論、計算方法進行道路線形設計的技能，是學生實踐應用與創新能力培養的重要教學環節，具有突出的實踐性和工程應用性。

一、道路規劃與幾何設計實驗課程存在的問題

通過總結以往教學效果發現，學生往往能熟練掌握道路線形基本理論與設計方法，但在實驗課程設計過程中對于設計指標的選取尤其是線形組合或多或少存在按照規范生搬硬套，不夠靈活的現象，同時隨著行業發展，對于學生線形安全性評價技能的掌握也提出新的要求，該項技能的培養和訓練一直未納入道路交通工程教學中;因此，有必要對道路規劃與幾何設計實驗課程教學進行系統有效的改革，解決傳統教學中存在的問題，應對行業發展對人才培養的新需求。

二、道路規劃與幾何設計實驗課程改革方案

實驗課程的改革是在原有24個學時課程設計進行后，學生完成約10公里的公路選線及線形設計基礎上，增設12個學時道路線形設計安全性評價實驗，以培養學生的應用能力，創新素質和綜合能力，激發學生學習的內在動力，適應道路工程人才培養的新要求，提高培養質量，滿足行業需求[1，2]。本次實驗課程主要從教學內容、教學手段、考核體系等方面進行系統改革。

（一）一體化的教學內容

采用“集中指導、自主設計、協同實驗、相互評價”的一體化教學方法。①對道路線形設計及安全評價理論及方法、道路線形課程設計、線形安全評價實驗等內容進行集中教學指導，培養學生的專業理論素養。②學生根據路線設計起點和終點，結合道路線形設計理論及設計要點，獨立完成道路平縱橫線形設計。③學生基于自主完成的課程設計成果，采用駕駛模擬軟件進行三維仿真場景構建，分組開展面向線形設計安全性評價的駕駛模擬實驗。④基于實驗采集的數據，學生采用不同的評價指標，分析道路線形對行車特征的影響，結合相關評價標準和方法，進行道路線形安全性評價。⑤學生完成線形安全性評價實驗報告，發現道路線形設計中存在的安全問題，提出完善優化建議，并進行成果匯報，包括路線設計方案及安全性評價結果。（圖1）

（二）多樣化的教學方法

1.實驗題目多樣化。傳統的道路規劃與幾何設計課程設計題目只有一個，所有學生采用同一張地形圖。為進一步調動學生的積極性和主動性，適應不同學生的能力和需求，在設計題目和內容上采用多樣化的方式。一方面，制定多種設計題目供學生選擇，設定多個不同起終點的路線、不同的道路等級、不同的設計車速。另一方面，道路線形安全評價實驗中設立多個評價指標，包括車速一致性、超速值、最大加速度、橫向偏移等[3]，使學生從不同角度理解線形設計對安全的影響，更全面地掌握安全評價技能。同時可有效避免實驗成果相互抄襲，提升學生獨立思考、自主研究的能力。

2.實驗手段多樣化。將手工設計繪圖和虛擬仿真有機結合。先采用手工計算設計，進行道路線形繪制，使學生較好地掌握設計理論、計算方法，了解各設計參數選用依據，熟悉設計規范，加深對線形設計的理解。再采用駕駛模擬器進行道路三維模型的形象展示，通過駕駛模擬器在自己設計的道路線形上進行駕駛實驗，實現身臨其境的交互體驗[4]，使學生對設計指標的理解更加直觀形象，從而彌補傳統教學實踐的不足，提高學生工程應用的學習興趣，促進實踐教學質量的提升。同時，通過對模擬駕駛實驗數據的處理分析，使學生學習掌握道路線形各因素與行車安全之間的關系，對路線方案進行可視化分析、評價及比選，充分鍛煉和培養學生實踐運用能力、個性化創新能力及研究分析能力。

（三）科學的評分體系

在既有課程設計合理性、規范性及出勤率等基礎上，融入安全評價實驗的評分內容，包括實驗方案設計合理性、安全評價指標及方法選擇科學性;實驗儀器操作規范性、數據采集準確性;實驗分析嚴謹性、評價結論和改善建議合理性及現場答辯表現等方面進行綜合評分，并建立了細化考核標準，形成了“優、良、中、及格、不及格”的量化區分。

三、實驗課程改革成效

實驗課程教學改革已開展了兩個學年，總體效果良好。學生們完成了從道路線形課程設計、道路三維模型建立、駕駛模擬實驗、線形設計安全性評價報告等一整套面向工程應用的實驗課程。從課程設計和實驗效果來看，學生給出的路線設計方案、實驗數據和分析結論正確合理，表明學生對道路線形設計理論及參數選取、駕駛模擬實驗操作及流程、安全評價指標及方法都能較好地掌握和理解，兩個年級的學生均順利完成本實驗課程，對實驗教學也給予了較高評價。

四、結語

道路規劃與幾何設計實驗課程教學改革是綜合性、一體化、全過程的實驗課程改革。將實驗課程與理論教學緊密結合，彌補傳統理論教學的不足，充分調動學生的學習積極性，加強學生對道路線形設計的直觀理解，掌握開展道路線形安全性評價的技能，鍛煉和提高學生實踐能力和研究分析問題能力，真正體現理論和實踐相結合的教學目標，這對于道路交通類本科生具有重要意義。

參考文獻

[1]馬萬經，李莉，林典超，劉興永.交通設計駕駛模擬教學實驗輔助系統[J].實驗室研究與探索，2015，34（10）：172-175.

[2]劉宏升，劉曉華，王正，等.精英人才培養模式下創新實踐基地的建設與探索[J].實驗技術與管理，2011，28（10）：156-158.

[3]閔泉.基于模擬駕駛的道路交通安全評價方法及應用[D].武漢理工大學，2014.

[4]王艷麗，吳兵，李林波.基于VISSIM的“交通管理與控制”實驗課程設計[J].實驗室研究與探索，2016，35（03）：210-212+216.