道路工程中应用小编程计算复杂公式的教学改革探索

申纪伟 王正成 杨茂

（重庆三峡学院土木工程学院，重庆 万州 404100）

随着计算机的普及发展，在课堂教学计算的应用也越来越普遍，道路工程中有关道路设计，道路图纸绘制都需要计算机结合专业的工程软件来完成，计算机辅助技术也成为了道路工程技术人员必备的一项技能。现代的道路设计逐渐实现了智能化、可视化和系统化，需要处理大量的实际数据，同时也在数据处理上需要技术人员花费大量的时间。除了利用专业软件之外，往往有一些单一的数据需要验算和验证，如何正确应用道路工程中的公式，验算和验证软件计算结果是道路工程从业者必须掌握的一项技能。因此小的编程也是必不可少的，是体现教材理论的关键，在解决实际局部问题起到至关重要的作用。

在道路工程教学中发现，在繁杂的公式计算理论上，学生疲于学习，整个课堂完成后学生也会感到枯燥无味，即使有的学生努力听懂了理论教学内容，也不清楚如何将这些内容应用的实际的道路建设中，对理论公式结果没有直观工程体验。因此，在实际教学过程中，就需要老师把教材上的理论知识与实际的工程案例相结合，通过一系列实践结果来反演理论。但实践工程案例往往是教学所缺乏的，如何使理论应用于实践，计算机编程验证公式的可行性成为最合适的需求。目前高校在计算机语言学习方面，道路工程类课程和计算机语言编程教学是分开，学生完全没有将二者综合利用。因此，道路工程课程因结合计算机小编程实现复杂公式的实践教学，提升学生的创新能力和解决问题的能力。

一、教学目标与内涵

道路工程课程以应用型思想为指导，通过构建混合式教学模式，结合道路工程基本理论与典型施工案例，以社会的岗位需要为导向，根据历届道路工程领域的岗位需求，参照当前的职业资格准则，进行课程教学设计，丰富课程教学内容，以求实践教学和基本理论实现有机结合。严格遵循学生的学习基本规律，以实际案例的典型任务要求为依据，综合和细化具体教学内容，由简单到复杂，由容易到困难，循序渐进，合理安排项目内容和学习要求，利用最熟悉的计算机软件，如Excel、CAD等实现整体化的应用型教学模式。

人工计算复杂公式，往往容易因反复而出错，而计算机计算也会因数据排列混乱而出错，道路工程教学中，有一些内容如路线的坐标计算、路基的边坡稳定性计算、挡土墙土压力算中，需要用到复杂的公式，同时也需要进行多次的试算和验算。在整个计算过程中，计算理论是一致的，但计算过程容易出错，这些步骤就易在计算机编程中实现。而计算机软件看不到教材理论中的公式，存在公式与软件不对应的情况，也不利于参数的修改，因此通过小编程实现人机交互的方式最能提高学生的理论应用能力，提升他们的实践创新技巧。

二、教学方案探索

在道路工程结合计算机应用的编程实施中，根据道路与桥梁工程专业教学中的实际情况，可从以下几个方面探究切实可行的应用型教学方案：首先，需进行调查分析，认真梳理学生的学习特点与学习要求，更进一步的了解学生的预备知识、使用计算机软件的能力。其次，教师可作为主持人的作用，通过合理的组队、管理等方式，最终提升学生学习的积极性和综合素质。如采取小组与小组的竞争，小组内成员相互帮助的方式，形成积极进取的氛围。最后，选择合适的道路工程典型案例，形成专业的模块，供学生学习并将里面所涉及的计算过程采用编程的语言结合计算机软件进行指导与教学，同时也要不断总结，改进教学思路和方法，打造合理的环境，供学生自主练习和实习。

三、具体实施过程

在经过深度的调查研究，深入了解学生的基础上，以教材理论为指导，结合实践案例，形成小组进行讨论，验算和编写程序。首先，在了解学生计算机基础知识后，在初期的指导教学中，带领学生回忆一些以往的计算机编程知识，引导小组内自主学习。同时介绍一些使用计算机小软件或编程一类的简单工程案例，以调动学生的积极性与竞争性。然后，选择道路工程教学中较为繁琐、复杂的公式理论，制定详细的教学计划。讲好教材中理论的应用性，结果关键参数等，最后引导学生将这些理论过程以计算机编程的方式去实现。最后，以小组为代表，以PPT汇报等形式组织小组间互评，查找不足之处，同时学习好的计算方法，并进一步做优化设计。给予小组间的优劣排名，并鼓励优秀成果进行进一步的创新。

四、结语

计算机模拟在学生实践中起着不可替代的作用，是学生理论联系实践的虚拟工地，将计算机编程过程与教材理论相结合，能充分调动学生的积极性，使基础理论知识掌握更牢固，同时提升了学生的团队协作与创新能力。