[摘要]為在道路勘測設計課程教學中有效培養學生的實踐能力，課題組提出了進行道路CAD系列軟件講授的教學思路。道路CAD系列軟件的教學分為三個階段，分別為入門階段的道路CAD軟件的認識教學和道路主要設計流程教學，加強階段的道路幾何設計所有模塊的計算機輔助設計方法教學，提升階段的虛擬現實、BIM等新技術軟件教學。教學實踐表明，該教學安排能循序漸進、全面培養道橋專業學生的計算機應用能力，能顯著縮短道橋專業畢業生適應社會生產的時間，是道路勘測設計課程教學有效的改革方向。
[關鍵詞]道路勘測設計;道路CAD;虛擬現實;BIM
《軟件和集成電路》旨在推動計算機在我國的應用，推動我國軟件產業的建立和發展，促進軟件應用社會化、軟件開發工程化、軟件成果商品化和軟件經營企業化等方面的工作更好開展。
道路勘測設計是道橋專業一門重要的必修課程。道路設計可分為線形設計與結構設計兩部分，本課程主要講授線形設計部分，通過該課程的教學，使學生達到掌握路線設計理論與方法的目的，能獨立完成道路勘測與平面、縱斷面、橫斷面設計工作，初步具備從事道路路線勘察設計的能力。
與道橋專業其他專業課程相比，道路勘測設計課程對學生的實踐能力要求更高，即在掌握課程基本理論和基本方法的基礎上，要求學生還應具有一定解決實際道路設計問題的能力。為在道路勘測設計課程教學中有效培養學生的動手能力，不少教育工作者在該課程的教學中進行了實踐性教學的改革與探索，其主要方法集中在案例教學、課程設計、課程實習等方面。
筆者從2005年開始從事道路勘測設計的課程教學，在該課程多年的教學實踐中，注重結合道路CAD軟件的講解和實操訓練來培養學生在道路設計方面的實踐能力，現就該課程的教學實踐談一談自己的心得體會。
一、道路CAD技術發展概述
計算機技術于20世紀60年代開始應用于道路勘測設計網，起初主要輔助道路設計過程中的重復計算問題，如英國的HOPS程序系統和德國的EPOS程序系統的應用。從20世紀70年代開始，隨著計算機繪圖功能的開發，圖形軟件的逐漸完善，工程設計中大量圖紙的繪制逐步由計算機完成，道路CAD系統功能不斷完善，逐步走向實用階段。到20世紀80年代，道路CAD系統發展更加成熟，并逐步走向系統化、集成化、商品化，在人機交互、可視化技術等方面有了很大的發展，具有交互能力強、運行速度快、使用靈活方便等突出優點，如德國的CARD/1、英國的MOSS和美國Intergraph公司的Inroads等系統。20世紀90年代至今的二三十年以來，計算機硬件技術與軟件技術發生了質的飛躍，虛擬現實、BIM等新技術在土木行業中的深度應用使得道路CAD軟件發展進入了一個全新的時代，道路設計自動化程度愈加增強，設計成果的可視化展示手段愈加豐富，專業之間協同化工作效率得到提高，道路設計軟件系統功能也愈加強大。德國的CARD/1系統在三維地形處理、三維協同設計和三維可視化方面做得更加出色，日本Forum8公司推出了面向虛擬仿真的UC-win/Road系統，美國Bentley收購Intergraph后，逐漸推出了面向三維設計和BIM技術的Power InRoads系統(包括面向中國市場的Power Civil for China)，Autodesk公司則基于AutoCAD平臺推出了道路BIM設計軟件Civil 3D。
我國道路CAD研究始于20世紀70年代后期，雖起步較晚，但經過三四十年的發展，我國道路設計單位大多在不同程度上已使用了CAD技術，把道路CAD技術作為做好工程設計的重要手段。目前我國設計單位使用廣泛的道路CAD系統主要有中交一公院的緯地道路輔助設計系統(HintCAD)、中交二公院的公路與互通立交集成CAD系統(JSL-Road)、東南大學的動態交互式道路及互通式立交系統(DICAD、EICAD)、西安海地公司的海地公路優化設計系統(Hard)、鴻業公司的鴻業市政道路設計軟件(HY-SZDL)以及天正公司的天正市政道路軟件(TDL)等。近年來，隨著BIM技術應用的逐漸成熟，道路CAD軟件公司也開始發布基于BIM技術的道路設計軟件，如鴻業公司推出的路立得(Roadleader)軟件系統。
二、道路勘測設計課程對學生的計算機應用能力要求
在道橋專業課程體系中，主要的專業課由道路勘測設計、路基路面工程、橋梁工程、基礎工程等課程組成。其中道路勘測設計課程主要講授道路幾何線形勘測設計的基本理論和基本方法，包括道路的平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計、選線和定線、平面交叉和立體交叉等內容。在我國公路勘察設計生產部門的組織架構中，一般都是按路線、路基路面、橋涵、隧道、交通工程及造價等專業來進行設計人員的分工組織。在這些專業中，路線專業是工作任務最重的專業之一。路線專業的設計人員不僅要完成道路的幾何線形設計，而且往往要扮演項目負責人或項目總體的角色，來統籌、協調其他專業設計人員的工作。道路勘測設計是培養路線設計人員基本理論和基本技能最主要的專業課程。
我國《公路工程基本建設項目設計文件編制辦法》規定，公路工程項目設計文件的第一篇“總體設計”、第二篇“路線”、第七篇“路線交叉”全部文件和第四篇“路基、路面”中部分文件均需要由路線專業人員來完成。道路工程項目往往時間緊任務重，傳統的手工繪圖方法已無法滿足項目的建設進度要求，20多年前國內道路設計單位開始廣泛使用道路CAD軟件來輔助道路工程勘測設計。
為適應新技術發展對道橋專業畢業生的能力要求，實現道路勘測設計課程對路線專業人員職業技能的培養目標，在道路勘測設計課程教學中，需要學生掌握的計算機應用技能主要包括以下幾個方面：
(1)電子地形數據的處理、建模與分析能力;
(2)道路平面、縱斷面及橫斷面的設計與出圖能力;
(3)道路交叉口平面設計、豎向設計及出圖能力;
