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公路桥梁专业论文有关桥梁工程论文试析高职公路桥梁专业信息课程的改革摘要：介绍了路桥专业对于信息技术的需求，并对该专业学生学习信息技术的状况进行了分析。提出了路桥专业信息处理能力的培养方案，并对信息课程与专业知识技能的融合进行了探索。 关键词：路桥专业；信息；学习状况；培养方案 美国国际教育技术协会曾经明确指出，处于信息社会的学习者必须成为能够胜任的信息技术使用者以及信息的查询者、分析者和评价者。因此，信息技术与专业课程的整合将是培养合格的公路桥梁建设者的重要途径。 三年制高职（公）路桥（梁）专业的信息课程一般包括计算机基础应用、Basic语言（Qb或者VB）和AutoCAD三门课程。计算机基础应用课程使学生获得计算机软件的一般知识，具备初步的网络、多媒体及办公软件的使用能力；AutoCAD课程使学生在学习工程制图的基础上，具备计算机绘制工程图的能力；Basic语言属于计算语言，用以培养学生的高效计算能力。随着高职教育实验实习课时的增多，信息课程的学习时间同其他课程一样受到较大的挤压。从近几年用人单位对学生信息运用能力的反馈信息来看，学生的计算能力在下滑，绘图能力没有形成，不能很好地胜任工作。这些现象与信息时代的要求是不相称的。因此，在学时缩短、实践课程趋多的情况下，有效地提高学生的综合信息处理能力，成为路桥专业教学的当务之急。 路桥专业对信息技术的需求 调查显示，路桥专业学生的主要就业方向为施工、施工监理、材料试验、设计等。尽管一个行业的不同分工对信息处理能力的要求略有不同，但一个行业对于信息能力的基本要求保持着一致性。除去文字、表格处理能力，单就计算能力和绘图能力而言，诸如施工单位的施工放样、监理单位的工程计量、材料试验的试验报告、设计单位的计算书等场合均会用到。完成以上任务需要的信息能力主要可以分解成使用办公软件能力、绘图能力和计算能力等三个方面。 使用办公软件能力包括网络运用能力、文字录入能力、图片及图形插入、表格制作、表格计算、统计图表插入、多媒体汇报课件制作等。流行软件有Word、Excel、PowerPoint、Internet Explorer等。 绘图能力随着微型计算机软硬件的迅猛发展，正式的文件及报告不能再用手工绘图。与路桥有关的图形绘制主要有插图绘制、图纸绘制以及立体效果图绘制等。在众多的绘图软件平台中，之所以选择AutoCAD是因为该软件适合于路桥制图，易于学习，是许多专业设计软件的通用平台。 计算能力快速准确地进行计算，实现计算内容的直观性和易操作性，需要一种微机软件计算工具替代传统的计算器。目前，在国外利用微机计算软件MathCAD代替编程语言并制作工程计算书已成为一种潮流。 路桥专业学生信息技术的学习状况 目前，学生信息知识的学习问题突出表现在计算能力的培养方面。学生虽然学习了编程语言，但是经常还在使用计算器计算数据，这在微型计算机及软件普及的今天是一种十分常见而又奇特的现象。非计算机类的高职学生群体学习编程语言并在有限的时间内培养其计算能力的做法是一种失败的选择。目前，对于非计算机专业人员进行计算机教育应当以应用为主体，应从学习应用软件入手。 本专业的应用软件可以分为商业软件和通用软件。商业软件不但价格高，而且专业性强，适应面窄，更新换代速度快，有时不能与新规范同步，不宜过多涉及。通用软件在易于学习的前提下，适应面宽，价格适中，是非计算机专业人员学习的较好选择。比较适宜的通用计算软件有MathCAD、MATLAB等。不过尽管MATLAB功能强大，它依然像一款编程软件，需要较好的编程基础，而且算式不直观。经过对路桥专业各专业课（如公路设计、桥梁工程等）和专业基础课（测量、建材、桥涵水文、结构设计原理等）计算任务的分析，笔者认为，从易学、适应性的角度来考虑，选择MathCAD作为计算工具最为合适。 MathCAD是由MathSoft公司推出的一种交互式数值系统，目前已更新至14.0.0.163版本。该软件定位于广大教师、学生和工程人员，旨在为他们提供一个兼备文字处理、数学和图形能力的集成工作环境，使他们方便地准备教案、完成作业和准备科学分析报告。MathCAD在数值计算、符号分析、文字处理、图形能力的开发上，集各种功能为一体。在输入一个数学公式、方程组（含微分及偏微分方程组）、矩阵之后，计算机能够直接给出结果，而无须考虑中间的计算过程。该软件的最大优点在于其计算公式以手写的格式显示，便于初学者使用。此外，该软件还可以编制可读性很强的程序，免去了使用者学习、编制及调试程序的烦恼，便于使用者把更多的精力放在专业问题本身，提高思维质量和解决问题的效率。 路桥专业信息处理能力培养方案 （一）课程规划 鉴于学习时间缩短，信息课程需要做出必要的整合，以适应教学时间的安排。原来的三门课程计算机基础、计算机绘图、编程可合并成两门计算机基础、计算机绘图及计算。其中计算机基础课程安排在第一学年第一学期学习，计算机绘图及计算课程（MathCAD）安排在第二学年第一学期。 （二）内容融合与能力培养方案 基本信息能力的培养计算机基础课程基本保持原先的教学内容，在授课内容上加强与工程计算的联系，例如Excel表格的计算，PowerPoint工程展示，利用电子邮件及QQ等通讯手段、科技信息网络检索；增加基础课教师与专业课教师的交流，例如教材例题的编写要紧密结合工程实际。 计算机绘图能力的培养原来缺少适合路桥专业的AutoCAD教材，介绍路桥绘图的内容少，与制图教材的内容脱钩；基本操作多，实践少，与生产距离较远。因此，笔者编写了教材公路CAD（普通高等教育“十一五”国家级规划教材，机械工业出版社，2007）。 计算能力的培养没有与专业配套的MathCAD教材，因此，笔者结合路桥专业的需要和常见的计算编写了基于MathCAD的公路与桥梁专业计算讲义。 信息能力与专业知识的培养把工程测量、道路建材、桥涵水文、结构设计原理、公路设计、桥梁工程等专业课的部分作业有计划地让学生利用MathCAD和AutoCAD完成；选择主干专业课公路设计和桥梁工程课程的设计作业系统地锻炼学生的计算、绘图能力及其他信息处理能力；在毕业设计过程中，要求学生的毕业设计成果及其展示完全电子化和多媒体化。 路桥专业信息能力与专业知识相融合 下面以路桥2005级1、2、3、4班（共240人，高中起点三年制大专路桥专业）公路设计的路线设计课程设计作业为例来介绍信息能力与专业知识的融合方法。 （一）任务与目标 完成3公里二级（或三级）越岭线公路路线的设计，上交设计图和设计说明书（含计算书），完成设计介绍的PPT。要求设计图（AutoCAD）和计算书（Word）均采用电子版。 本次课程的设计需要重点培养的技能为平面线形数据计算复核能力、纵断设计高计算复核能力、超高值计算能力、土石方计算复核能力、施工放样坐标计算能力、设计图绘制能力以及设计指标的运用能力。 （二）工作步骤及信息能力锻炼的分解 工作步骤选线平面设计纵断面设计横断面设计图形绘制与资料整理成果展示。 信息基础支撑AutoCAD、MathCAD、Word、Excel、WinRAR、电子邮件、QQ。 各阶段信息能力培养分解（1）选线。本次设计采用了电子地图，以便于重复使用。教师把电子版地图（扫描的或矢量化的1：2000地形图）、设计任务书、辅导材料以电子邮件群形式发给学生；利用AutoCAD试坡放线确定路线导线，利用MathCAD估算平面线形的合理性，最终确定平面线位。（2）平面设计。曲线要素计算、线形调整、主点里程计算均采用MathCAD完成；直线、曲线及转角表，逐桩坐标表，路线固定表，总里程及断链桩号表，计算由MathCAD完成，结果用Excel完成；用AutoCAD完成路线平面设计图、道路平面布置图、纸上移线图等的绘制。（3）纵断面设计。拉坡、线形调整利用AutoCAD和MathCAD协作完成；设计高、填挖高计算用MathCAD完成；用AutoCAD绘制纵断设计图。（4）横断面设计。路基设计表的加宽、超高值计算用MathCAD完成；用AutoCAD完成戴帽、填挖面积计算。用Excel完成土石方计算表的表格计算。（5）图形绘制与资料整理。用AutoCAD完善图纸绘制，用Word、Excel、MathCAD完成设计说明书整理。（6）成果展示。成果展示利用PowerPoint制作，要求显示电子挂图，显示技术经济指标的统计表格、统计图形等。 （三）重点问题说明 下面以路线设计中经常用到的已知切线长T，反推圆曲线半径R为例介绍MathCAD计算过程。在程序中，长度单位为m（精度保留到mm），路线偏角采用rad（弧度）计算。 精确计算程序如下： 将反推结果与正算结果（已知R=200 得到T=88.498）进行比较可以看出，MathCAD计算法的精度很高。以前采用手工计算求解高次方程的迭代法不适合高职学生；而采用本文的MathCAD程序，只需要列出方程，用root函数即可求解。MathCAD的程序格式几近手写格式，容易理解，学生在实际计算时只要把原始数据进行更换就可以自动得到答案，很适合高职学生使用。 （四）实施情况总结 整个作业过程从布置到完成共用了三周时间，比往年节省了两周时间。 来自学生的反馈经过局域网服务器提供的多媒体辅助材料的演示，教师通过QQ进行指导以及少量现场演示，90%的学生反映效果良好。由于计算效率比过去高，辅导及时（网上指导），学生的学习兴趣普遍提高，学习积极性得以激发。 来自教师的反馈可以利用多种工具即时辅导，教学效率得到提高，劳动强度有所降低，学生完成作业的积极性提高了，同时节省了大量的复印费用。 利用的通讯工具E-mail（用来布置作业和提交作业）、QQ等（用来进行即时的远程辅导）以及手机的使用，为教学初步建立了多媒体资源库（作为各种重要专业信息技能的展示）。 研究成果道路教研室组织了课程作业比赛，学生用PPT讲解自己的设计成果，为全系其他课程与信息课程的结合开拓了一条新路。 存在的不足掌握新信息知识的师资不足，软硬件资源的需求较大，可供学生参考的多媒体资源有限，存在个别抄袭作业的现象。 总之，路桥专业信息课程的改革与整合是信息技术发展的要求，而引入MathCAD取代编程语言是非计算机专业学生学习的方向让学生使用软件而不是编制软件。对AutoCAD与MathCAD课程的整合，满足了在课时缩减情况下高职的教学要求，信息课程与专业课程的教学融合为本专业学生专业信息能力的培养拓展了新的空间，提出的路桥专业信息课程新的设置模式对本专业的教学具有指导意义，编写的教材和讲义虽然有待完善，但不失参考价值。另外，笔者在东南大学成贤学院路桥专业本科及大专公路勘测设计课程设计教学中也引入了MathCAD提高学生的计算能力，并收到了良好的教学效果。 参考文献： 1张郃生，赵殿英，张君纬.公路路基土最佳含水量的数解法J.路基工程，2006，（3）. 2蔡铁权，王丽华.现代教育技术教程（第二版）M.北京：科学出版社，2005.