基于應用型人才培養的“隧道工程”課程教學改革探索

李化云 王璐 張鑫

[摘 要]當前，我國隧道工程領域的技術得到了迅速發展，這給高校隧道工程課程教學帶來了極大的挑戰。該課程教學不僅要讓學生打好理論基礎，同時對于學生的應用實踐能力也有更高要求。所以，隧道工程課程教學改革要以培養學生實踐能力為方向，探索新的教學理念與教學模式，這對于培養應用型工程人才具有重要意義。

[關鍵詞]應用型;人才培養;隧道工程;教學改革

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）48-0-02[收稿日期] 2020-10-04

在世界范圍內，新一輪的產業變革與科技革命快速發展，具有新模式、新產業、新技術特點的新經濟得到蓬勃發展，因此培養大量優秀的應用型、新型工程技術人才勢在必行隧道工程課程作為一門工程類課程，旨在培養創新、實踐能力強的優秀人才，為國家基礎設施建設輸送大量人才。尤其是在“一帶一路”倡議下，我國大量參與或投資了許多“一帶一路”沿線國家的基礎設施建設。由于國外地質條件、地理環境、法律法規等方面與國內的差異，使得參與設計施工的人員需要更強的靈活應對的能力以及更好的創新性思維，以解決在具體設計施工中的各種問題。所以，高校隧道工程課程教學要以培養應用型人才為目標，對現有的教學內容、教學方法、教學模式等進行改革，以期滿足社會對工程人才的需求。

一、隧道工程課程的特點與改革的必要性

（一）隧道工程課程的特點

隧道工程課程涉及結構力學、巖石力學、工程地質、高等數學、混凝土結構等多學科知識，其內容廣泛，具有很強的學科交叉性，同時注重理論與實踐的高度結合。在隧道工程教學中，教師會對隧道工程的勘察、設計、施工、運營等方面的知識進行系統講授。所以該課程涉及的內容較為廣泛龐雜，結構體系較為松散。不僅如此，該課程內容涉及大量復雜難懂的公式，僅靠理論學習遠遠不夠，需要理論與應用密切集合。其中，理論學習的內容主要包括隧道勘察、圍巖分級、圍巖壓力、襯砌結構等，其中在設計襯砌結構時需要運用力法方程計算公式，過程比較復雜難懂。在學習理論知識的同時，還要加強實踐教學。比如，在學習隧道實用技術時，會涉及礦山法、盾構法、TBM法等，這些施工方法的學習如果僅依靠課上的理論教學，而不組織學生進工地參觀實習，則很難讓學生真正理解并掌握。

（二）隧道工程課程改革的必要性

基于隧道工程課程的特點，以及當前高校隧道工程課程的教學現狀，可以發現隧道工程課程教學存在諸多問題，亟須進行教學改革。其中主要問題集中在以下四個方面。

第一，隧道工程課程現使用的教材主線不明，存在結構體系混亂的問題。目前，該課程存在幾十種不同的教材，每種教材各有側重點。現有的教材種類較為繁雜，教學內容錯綜復雜，往往導致教學缺乏主線，結構體系混亂，不易于學生抓住重點。第二，當前隧道工程課程教學模式較為單一，板書與多媒體相結合是主要的授課模式，加之教師的知識灌輸，使得學生始終處于被動接受知識的地位。長此以往，學生的獨立思考能力、主觀能動性會逐漸喪失，難以取得良好的學習效果。第三，隧道工程課程教學存在理論與實踐嚴重脫節的問題，對學生理解并掌握所學知識造成了一定影響。隧道工程具有很強的應用性與實踐性，對于很多的施工工藝與技術，學生只有親臨施工現場才能真正了解。但在實際教學中，由于缺乏實習場地，學生只能憑借想象去理解隧道工程中涉及的工藝與方法。第四，隧道工程課程的學時難以滿足教學需求。教學內容多與教學學時少是高校教育中普遍存在的一個矛盾，尤其是對于內容繁雜且難懂的隧道工程課程來說，在有限的課時內很難把所有的知識點講透徹，學生對知識的掌握、應用也就很難得到保障。

二、基于應用型人才培養的隧道工程課程教學改革思考

（一）將科研融入教學，充實教學內容

隧道工程是一門工程學科，它對學生的實踐能力、應用能力、理論基礎都有一定的要求。隧道工程專業的老師如果只是把教材內容簡單的傳達給學生，那學生必然感覺不到專業內容的豐富性和趣味性，會逐漸地對學習感到枯燥乏味，進而降低他們的學習意愿，最終會影響他們對相關工作的理解和熱愛。我國的隧道工程科學在實踐和理論的雙重作用下不斷發展和完善，涌現了一大批具備良好實用性的新的設計理念和工程成果。當教師在進行專業內容教學時，可以適當地在課堂教學內容中引入新鮮的和廣受關注的隧道設計施工理念、方法、工藝，尤其是我國近幾年建成的具有標志性的重大隧道工程，比如港珠澳沉管隧道、膠州灣海底隧道等，這些項目所涉及的科研計劃以及成果都適合給學生進行講解。這一方面能夠讓學生更好地了解學科發展現狀以及未來的發展方向，另一方面也可以提高學生的學習興趣、創新動力以及工程思維，還能夠增強學生對基礎知識的理解和掌握。這不僅對學生有很大的益處，教師也可以在此過程中加強對國內外行業發展前沿的了解，更加清楚地掌握學科應用與發展方向，不斷地進行自我研究能力的提升與眼界的拓寬，增強自身能力，提高教學水平，使自己的教學能夠與最新的科研成果相結合，豐富教學內容，讓學生學習內容與科技發展保持聯系，促進教師教學能力與研發能力的雙重提升。

（二）改革課堂教學模式，豐富教學手段

隧道工程專業知識的教學需要與工程實際建設進行結合，工程建設中各式各樣的結構設計和施工方法均有一定的變化，這些具有各自特點的技術很難通過課堂講授來進行表現，學生對實際工程施工缺乏了解，對施工現場缺乏認知，因此教師需要在授課過程中來培養學生對課程和工程的認知。教師需要利用更多豐富多彩的教學展示手段，使用多媒體教學平臺向學生展現與工程相關的視頻、動畫、圖表等內容，學生接收到圖文并茂、虛實互補的生動內容，可以實現對課程內容更好的理解與掌握。在介紹一些具備典型性的工程實例時，可以借助于影像、施工照片以及實物等讓學生更加直觀的了解工程建設的全過程，讓課堂內容豐富起來，學生也能夠有更加有趣和生動的課堂體驗，教師借助豐富的內容和形式讓學生對專業知識獲得更好的理解，激發他們學習專業知識的興趣，同時將豐富的教學內容融合起來進行教學，最終達到良好的教學效果。

（三）加強建設虛擬仿真實驗室，為實踐教學提供平臺

在隧道工程領域，很多新工藝、新技術層出不窮，在當前工程建設中很多新技術如盾構法、TBM法、沉管法等被廣泛應用，但高校使用的教材中仍然以傳統的技術方法如礦山法為主，在講授新技術、新工藝時高校的實驗室配置已遠遠不能滿足教學需求。面對這一現狀，高校應依托信息技術優勢，加強虛擬仿真實驗室建設，積極與企業合作，共同開展實踐基地建設的項目，推進虛擬仿真實驗室的建設與運行。通過虛擬仿真實驗室，隧道工程課程中涉及的地鐵施工、海底隧道施工等的全過程都可以實現3D可視化，有助于學生對隧道工程工藝及技術的深刻理解，對于培養學生的應用實踐能力具有很大幫助。

（四）聘請一線專家、技術骨干授課，提高課堂效率

為了在有限的學時內培養更多優秀的隧道工程應用型人才，可以將在工程施工現場進行工作的技術、生產、施工等方面的專業負責人邀請到學校給學生授課或者舉辦相關的講座，向學生介紹當下隧道施工領域遇到的難題和解決方案，向學生傳授工作經驗與專業熱點、難點，給學生傳授最新的隧道工程技術研究發展成果，幫助學生解決專業知識方面的困惑，讓學生了解最新的學科動態，使他們具備更好的視野和思路。具備實踐能力的專家和技術骨干能夠結合自身經驗和經歷來向學生講解實際工程案例，開展實際案例教學，使學生學習到與工程設計施工相關的各類具備實踐價值的知識，加深學生對隧道工程不同知識特點的理解，使其逐漸具備解決實際問題的能力。

三、結語

基于應用型人才培養，隧道工程課程在教學實踐中還存在諸多問題，如教材結構體系混亂、教學模式單理論與實踐教學脫節、教學課時偏少等。針對這些問題，文中從四個方面進行了教學改革的思考，如將科研融入教學、改革教學模式與手段、加強虛擬仿真實驗室建設、聘請工程一線技術專家授課等，以期提高學生的應用實踐能力與創新能力，為社會培養能解決實際工程問題、適應社會需要的應用型隧道技術人才。

參考文獻

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