劉 峰，董志貴

(遼寧科技學(xué)院 資源與土木工程學(xué)院，遼寧 本溪，117004)

0 前言

“路基路面工程”課程具有較強(qiáng)綜合性、涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)覆蓋面比較廣等諸多特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)“路基路面工程”課程前需要學(xué)習(xí)“土木工程材料”、“工程制圖”、“土力學(xué)”、“道路勘測(cè)設(shè)計(jì)”等課程，同時(shí)“路基路面工程”課程不僅涉及國(guó)家及交通行業(yè)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；同時(shí)還涉及水利與建筑相關(guān)領(lǐng)域的規(guī)范等知識(shí)，“路基路面工程”課程中設(shè)計(jì)較多專業(yè)概念、知識(shí)點(diǎn)較深、計(jì)算比較復(fù)雜、理論知識(shí)相對(duì)抽象等諸多因素導(dǎo)致學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)不牢固。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教為主，側(cè)重于課程理論知識(shí)講解，教學(xué)信息量不足；學(xué)生聽課效果不佳，授課期間很少學(xué)生能夠與老師進(jìn)行有效互動(dòng)，研究與探討知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)心得，學(xué)生所學(xué)知識(shí)點(diǎn)很難將工程實(shí)踐取得聯(lián)系，大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差，自覺性不高，同時(shí)隨著施工技術(shù)不斷更新，施工設(shè)計(jì)規(guī)范不能滿足施工設(shè)計(jì)要求，教材更新速度較施工設(shè)計(jì)規(guī)范更慢，因此施工技術(shù)與教材存在嚴(yán)重脫節(jié)，按照教材內(nèi)容授課，對(duì)于提高學(xué)生的業(yè)務(wù)水平及專業(yè)技能是有限的。針對(duì)施工單位需求調(diào)研、學(xué)生反饋表明，目前“填鴨式”課程教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展需要，因此針對(duì)“路基路面工程”課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1 CDIO理念定義

CDIO為Conceiv(構(gòu)想)、Design(設(shè)計(jì))、Implement(實(shí)現(xiàn))、Operate(運(yùn)作)的縮寫，CDIO是以產(chǎn)品研究開發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的整個(gè)生命周期為載體，保證學(xué)生以主動(dòng)、實(shí)踐方式學(xué)習(xí)工程基本理論、工程技術(shù)與工程經(jīng)驗(yàn)?！癈DIO理念”是當(dāng)今國(guó)際工程教育中比較先進(jìn)的教學(xué)理念[1]。在CDIO理念指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重新規(guī)劃并理順，加快師資建設(shè)、完善教學(xué)設(shè)施，教學(xué)管理制度不斷更新迭代，逐步提升教學(xué)質(zhì)量，不斷提高學(xué)生綜合素養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生將理論教學(xué)融入實(shí)踐教學(xué)之中，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

2 “路基路面工程”課程教學(xué)過程中問題分析

2.1 “路基路面工程”課程內(nèi)容設(shè)置問題分析

“路基路面工程”課程作為道路橋梁與渡河工程專業(yè)人才培養(yǎng)的必修課之一，在人才培養(yǎng)方案中通常設(shè)置在第六學(xué)期，而路基路面工程中所授相關(guān)課程內(nèi)容是在第三、第四學(xué)期學(xué)完，如“土木工程材料”開設(shè)在第三學(xué)期，“土力學(xué)”開設(shè)在第四學(xué)期，因此相關(guān)課程時(shí)間間隔為1-2個(gè)學(xué)期。課程設(shè)置導(dǎo)致在“路基路面工程”授課過程中學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)模糊，從而導(dǎo)致課堂教學(xué)難度很大。另外“路基路面工程”教學(xué)大綱中要求掌握的內(nèi)容較多，包括路基路面工程設(shè)計(jì)與施工，涉及知識(shí)覆蓋面比較廣，而道路橋梁與渡河工程專業(yè)人才培養(yǎng)中“路基路面工程”總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)使得教學(xué)時(shí)間緊迫，導(dǎo)致無法形成有效的教學(xué)體系。例如教學(xué)過程中涉及土的物理參數(shù)天然密度、干密度、飽和密度和有效密度，部分同學(xué)對(duì)于相關(guān)密度概念容易混淆記憶，很難理解。在“土木工程材料”中講授瀝青及瀝青混合料內(nèi)容較少，在工程實(shí)踐中土的密度試驗(yàn)、瀝青三大指標(biāo)試驗(yàn)、瀝青混合料穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)應(yīng)用較廣。在“路基路面工程”課程教學(xué)過程中，在學(xué)時(shí)一定情況下，工程實(shí)踐講授內(nèi)容較多的同時(shí)相應(yīng)會(huì)壓縮理論教學(xué)學(xué)時(shí)[2]。

2.2 教學(xué)方式存在問題分析

教學(xué)方式采用線下和線上混合式教學(xué)模式，教師根據(jù)課程大綱要求，將了解、理解、掌握的知識(shí)點(diǎn)，按照教學(xué)學(xué)時(shí)分配，將教材中的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納傳授給學(xué)生，通過思維導(dǎo)圖形式形成一套完整的知識(shí)體系，學(xué)生卻很難形成完整、良好的記憶，同時(shí)也很難將理論知識(shí)順利應(yīng)用于工程實(shí)踐。這種教學(xué)模式是學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，授課教師很難及時(shí)掌握學(xué)生所接受的知識(shí)情況，在此種情況下授課教師很難控制教學(xué)進(jìn)度、講授重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，很難構(gòu)建高效課堂，因此在CDIO理念下教學(xué)方式創(chuàng)新，充分利用多媒體、微課、慕課、教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，采取多元化教學(xué)模式營(yíng)造良好課堂氛圍，通過課前復(fù)習(xí)、課中通過教學(xué)視頻、微課等形式激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性和積極性，課后通過慕課、學(xué)習(xí)通等學(xué)習(xí)形式提高實(shí)效性[3]。

2.3 實(shí)踐教學(xué)比重偏少

“路基路面工程”課程包括理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)，“路基路面工程”理論教學(xué)重點(diǎn)在于理論知識(shí)的考核，包括路基工程和路面工程的基本知識(shí)。實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，實(shí)踐教學(xué)為一周的路基路面工程綜合實(shí)訓(xùn)，主要為邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)與路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.4 教師綜合能力偏低

“路基路面工程”課程教學(xué)效果主要取決于授課教師的綜合水平、教學(xué)態(tài)度及學(xué)生學(xué)習(xí)能力，“路基路面工程”實(shí)踐教學(xué)教師雖然具備本行業(yè)職業(yè)資格證書的雙師型，但缺少工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，特別是邊坡穩(wěn)定性分析設(shè)計(jì)部分，雖然教師熟悉最新的工程施工規(guī)范和技術(shù)要求，但是針對(duì)不同問題很難應(yīng)用于工程實(shí)踐中，因此在指導(dǎo)學(xué)生“路基路面綜合實(shí)訓(xùn)”過程中存在很多問題，如參數(shù)的取值、邊界條件的選擇等，最終導(dǎo)致學(xué)生實(shí)訓(xùn)結(jié)果不合理[4]。

3 CDIO理念下的路基路面工程教學(xué)改革策略分析

3.1 構(gòu)建科學(xué)合理的課程教學(xué)知識(shí)體系

CDIO理念下的“路基路面工程”課程教學(xué)改革，從培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)評(píng)價(jià)方面重構(gòu)“路基路面工程”課程教學(xué)知識(shí)體系。從目前的教學(xué)大綱及所用教材內(nèi)容來說，部分理論知識(shí)點(diǎn)、施工技術(shù)應(yīng)用與工程施工不符，導(dǎo)致理論教學(xué)知識(shí)體系與工程施工規(guī)范脫節(jié)，目前施工新工藝與施工規(guī)范脫節(jié)，為此在對(duì)“路基路面工程”教學(xué)改革時(shí)，授課教師要通過多渠道熟悉掌握路基路面工程最新施工工藝，對(duì)最新施工工藝涉及的理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整理分析，授課時(shí)講授某知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)將最新施工技術(shù)采用微課、視頻等形式融入教學(xué)中。不斷增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及最新施工技術(shù)，因此在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容對(duì)所用教材內(nèi)容進(jìn)行刪減，增加輔助教材包括全國(guó)注冊(cè)建造師考試用書、全國(guó)注冊(cè)監(jiān)理考試用書，重建一個(gè)全新的路基路面工程課程教學(xué)知識(shí)體系[5]。

3.2 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)

路基路面工程授課教師在編制教學(xué)大綱中妥善處理理論知識(shí)教學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)關(guān)系，科學(xué)合理安排理論知識(shí)教學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)課時(shí)、教學(xué)內(nèi)容，在授課過程中嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求執(zhí)行，因?yàn)槁坊访婀こ淌┕ぶ芷陂L(zhǎng)，但“路基路面工程”課程授課學(xué)時(shí)有限和教學(xué)學(xué)期不同，無法滿足授課的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐教學(xué)同步進(jìn)行，因此在開展工程實(shí)踐教學(xué)時(shí)采用項(xiàng)目教學(xué)法，將路基路面工程劃分為若干獨(dú)立的項(xiàng)目并將獨(dú)立的項(xiàng)目按照施工流程編制為一套完整施工工藝，滿足講授某一知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)都能呈現(xiàn)出相應(yīng)的施工視頻，例如在講授瀝青路面施工中的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以結(jié)合土木工程材料課程中的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)視頻資料，結(jié)合改性瀝青材料物理指標(biāo)確定最佳瀝青用量，根據(jù)瀝青混合料規(guī)范規(guī)定的上下限值，對(duì)粒料進(jìn)行篩分調(diào)配滿足規(guī)范要求，對(duì)瀝青混合料進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中促使學(xué)生不僅掌握了瀝青的密度、穩(wěn)定度和目標(biāo)空隙率、瀝青飽和度、粒料級(jí)配及級(jí)配調(diào)整，還促進(jìn)學(xué)生專業(yè)綜合素養(yǎng)的提升。

3.3 教學(xué)方法

3.3.1 案例教學(xué)法

教學(xué)過程中授課教師在傳授基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，為保證學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐中，提高學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要將案例教學(xué)法貫穿于“路基路面工程”教學(xué)過程中，保證學(xué)生在項(xiàng)目教學(xué)法中主動(dòng)研究路基路面工程新技術(shù)的應(yīng)用及創(chuàng)新，利用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決工程實(shí)際問題。例如在進(jìn)行黃土特殊路基施工知識(shí)點(diǎn)講解時(shí)，教師可以引入朝陽-赤峰高速公路工程案例，朝赤高速中路基70%為黃土，由于黃土具有濕陷性的特點(diǎn)，為了保證黃土路基的穩(wěn)定性，需要在施工過程中采用怎么樣的處理方式？教師可以將教材中涉及的邊坡穩(wěn)定性分析、黏土特性等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合應(yīng)用到教學(xué)案例中，引導(dǎo)學(xué)生在黃土特殊路基施工中采用什么方法避免雨水進(jìn)入路基范圍內(nèi)，最后由授課教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)成果進(jìn)行創(chuàng)新評(píng)價(jià)，同時(shí)學(xué)生的設(shè)計(jì)成果在班級(jí)進(jìn)行互相交流。

3.3.2 專題講座

在講授某一創(chuàng)新知識(shí)點(diǎn)時(shí)，授課教師要收集目前新技術(shù)的原理及應(yīng)用情況開展專題知識(shí)講座。將工程的新工藝、新材料講授給學(xué)生，引領(lǐng)學(xué)生掌握該知識(shí)點(diǎn)的工程領(lǐng)域前沿技術(shù)。如近年來隨著公路大量建設(shè)，公路投入使用一段時(shí)間需要進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù)，通過引入國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，特別是德國(guó)生產(chǎn)的維特根WR2500對(duì)路基路面進(jìn)行銑刨再生，改變了傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)工藝。因此要求教師對(duì)路面養(yǎng)護(hù)教學(xué)內(nèi)容隨著進(jìn)行更新[6]。

3.3.3 自主研究學(xué)習(xí)

學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生將動(dòng)腦記憶和教師講授的知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，通過多種渠道主動(dòng)對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行延伸，此時(shí)授課教師的角度將從教轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的引領(lǐng)者、合作者，指導(dǎo)學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴等創(chuàng)新方法進(jìn)行深度研究并完成創(chuàng)作，通過小組討論，展示學(xué)生的研究成果，最終提出解決辦法,經(jīng)過自主研究學(xué)習(xí)，目前學(xué)生取得授權(quán)8項(xiàng)實(shí)用新型專利，4項(xiàng)發(fā)明專利，12項(xiàng)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，獲得挑戰(zhàn)杯遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽銀獎(jiǎng)2項(xiàng)，銅獎(jiǎng)10項(xiàng)，挑戰(zhàn)杯遼寧省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽銀獎(jiǎng)1項(xiàng)，銅獎(jiǎng)3項(xiàng)，互聯(lián)網(wǎng)+遼寧省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎(jiǎng)6項(xiàng)。

3.4 運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)軟硬件

運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)軟硬件將課程中重點(diǎn)難點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l或采用微課形式，使學(xué)生通過直觀視頻更容易接受重點(diǎn)難點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量與效果，在路基邊坡穩(wěn)定性分析知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生更希望親自設(shè)計(jì)某一具體工程項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，在落實(shí)該教學(xué)活動(dòng)時(shí)選擇沈丹高鐵多個(gè)路堤路塹分部工程滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。路基邊坡穩(wěn)定性分析教學(xué)完成后，組織學(xué)生根據(jù)沈丹高鐵路堤路塹圖紙進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課，在土木工程機(jī)房進(jìn)行穩(wěn)定性分析設(shè)計(jì)，熟練掌握CAD設(shè)計(jì)軟件。同時(shí)開展課堂教學(xué)過程中靈活使用多媒體，圖文并茂講授設(shè)計(jì)流程，加深學(xué)生印象，提高教學(xué)效果[7]。

3.5 優(yōu)化完善課程考核機(jī)制

基于“路基路面工程”課程特點(diǎn)優(yōu)化考核機(jī)制，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，優(yōu)化教學(xué)流程，提高教學(xué)效率與質(zhì)量。首先將“路基路面工程”總成績(jī)分為階段考核、期末考核、平時(shí)成績(jī)、創(chuàng)新成績(jī)、思政成績(jī)五部分，階段考核占比30%，期末成績(jī)占比40%，平時(shí)成績(jī)占比10%、創(chuàng)新成績(jī)占比15%、思政成績(jī)占比5%；其中階段考核三次，主要考核邊坡穩(wěn)定性分析占比10%，路基施工案例分析占比10%，路面施工案例分析占比10%；階段考核特別注重學(xué)生的階段學(xué)習(xí)效果，創(chuàng)新主要考查學(xué)生平時(shí)項(xiàng)目創(chuàng)新性及商業(yè)價(jià)值[8]。

4 結(jié)論

CDIO理念作為國(guó)際工程教育改革的最新成果，給工程教學(xué)改革帶來新的指導(dǎo)思想和理論支持。本文以遼寧科技學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)“路基路面工程”課程教學(xué)為例，首先介紹了CDIO理念定義，并分析了“路基路面工程”教學(xué)存在問題，針對(duì)教學(xué)存在問題提出基于CDIO理念的路基路面工程教學(xué)改革實(shí)踐，積極探索教學(xué)改革路徑，提高了路基路面工程課程教學(xué)效果。