應用型高校地下工程施工課程教學改革探索

王正義

（常州工學院<土木建筑工程學院>，江蘇 常州 213032）

0 引言

2015 年10 月，教育部、國家發改委、財政部出臺《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》（教發〔2015〕7 號），要求有條件、有意愿的試點高校率先探索應用型發展模式。 應用型本科人才培養需要與自身辦學定位、服務面向、人才培養目標密切關聯，走獨立產教融合道路[1]。

地下工程施工課程作為城市地下空間工程專業必修課，旨在培養從事城市地下工程設計與施工的實踐型人才。 尤其是《長江三角洲區域一體化發展規劃綱要》的頒布，催生了一大批高速鐵路、軌道交通、跨江（海）大橋等基礎設施的建設[2]，急需地方高校為區域建設培養和輸送高素質人才。 因此，本文以培養應用型人才為目標，通過分析常州工學院城市地下空間工程專業地下工程施工課程教學特點和存在問題，提出“產學研”三位一體的教學改革思路與措施，以期滿足社會對應用型人才的需求。

1 課程教學特點和存在問題

1.1 課程教學特點

地下工程施工課程主要講述地下工程各類工法的施工流程、優缺點、適應范圍及應用實例等[3-4]。 該課程教學具有如下特點。

（1）豐富的學科交叉性。 地下工程施工課程涉及土力學、巖石力學、結構力學、工程地質等多學科交叉知識，其內容廣泛且豐富，對于應用型本科生來說全面掌握具有一定難度。

（2）顯著的學科實踐性。 不同于地下建筑結構等類似課程偏向結構計算，地下工程施工更著重于施工方法和工藝，輔以理論計算，所學內容直接面向施工現場，具有顯著的實踐性和應用性。

（3）快速的知識更迭性。 隨著我國對地下空間開發力度的逐年增強， 促使配套的施工技術快速進步。課本內容已顯著滯后于前沿科技成果，急需在教學中引入最新的工藝工法，開拓學生的視野。

1.2 課程教學存在問題

基于地下工程施工課程特點以及當前的教學現狀，總結出該課程在教學中主要存在如下問題：

（1）教學模式單一。 本課程的主要授課模式仍是板書與多媒體相結合的形式，即便是在疫情常態化防控下興起的線上教學，其本質仍是知識灌輸型教學模式。 在這種模式下，學生只能被動接受知識，主觀能動性和學習效率都較低。

（2）教學課時偏少。教學大綱為適應社會發展需要而不斷增加新課程， 導致地下工程施工課程課時逐年減少， 使教師很難在更少的課時內將復雜難懂的內容講解透徹，也給學生理解和掌握知識點增加難度。

（3）教學脫離實踐。 地下工程施工具有很強的實踐性，單一理論教學將學生與現場實際剝離，導致學生對某一工法只能憑借想象去理解，等到真正應用時往往不知其所以然，甚至感到陌生。

2 課程教學改革探索

針對地下工程施工課程教學特點及存在的問題，本文從如下三個方面進行課程教學改革探索。

2.1 面向生產實際，建設實踐平臺

地下工程施工課程具有極強的實踐性， 因此，本課程的教學要面向生產實際，盡可能為學生搭建實踐平臺。

2.1.1 一線專家進校門，本科學生下工地

為了能在有限課時內培養更為優秀的應用型人才，可將一線工程師請進高校課堂，向學生介紹當前施工現場所采用的最新技術、 存在問題和解決方案，如邀請江蘇省地質礦產局第二地質大隊的工程師來校開辦講座，讓書本知識“活”起來，使學生加深對知識的理解。 此外，學生也要走出校門，到現場參觀實習。 如組織學生參觀常州地鐵二號線文化宮站施工現場，以實習的形式“以產促學”，不僅能激發學生學習的積極性，也能使學生具備解決實際問題的能力。

2.1.2 建設虛擬仿真平臺，培養施工實訓能力

實際教學中現場實習的機會有限，大多數工程現場沒有條件去參觀。 因此，建設虛擬仿真平臺和實訓基地成為本課程實踐教學重要手段。 一方面，高校應基于先進的VR 和AI 技術建設虛擬仿真平臺，實現地下工程施工中盾構法、 沉管法等施工過程的3D 可視化，有助于增強學生對施工技術的理解。 另一方面，與高職院校開展合作，利用高職院校的特色培養學生的實訓能力。 如江蘇城鄉建設職業學院建有省級建筑土工類實訓基地， 可安排學生赴基地體驗施工過程，加深對工法的感性認識。

2.2 改革教學模式，豐富教學手段

上述教改措施增加了課程教學的實踐性，是對課堂教學的補充。 對于課堂教學，同樣要從本課程特點出發，豐富教學手段。

首先， 由于地下工程施工是一個細節繁多的動態過程，隨時間和空間不斷變化，很難通過單一課堂講授來呈現。因此，本課程專業知識的教學應與工程實際結合， 采用多媒體教學平臺向學生展示與施工相關的視頻、圖表等，讓書本知識“動”起來，讓學生獲取圖文并茂、虛實互補的生動內容，加深對課程內容的理解。 尤其在介紹典型工程案例時， 如南京德基廣場二期工程主塔樓地下結構蓋挖法施工， 可借助于BIM 動畫、施工圖紙和現場照片等讓學生全方位地了解其施工流程，不僅能豐富教學內容，也能激發學生的學習興趣。

另外， 講授式模式下學生獲得的仍是概念性知識，可以用于考試，卻不實用。 因此，需在課程教學之外安排對應的課程設計，以此來培養學生的施工組織設計能力。 通過課程設計，使學生學會按照施工設計手冊和相關標準，經過計算、繪圖、驗算等流程，設計出較為合理的施工方案及圖紙， 不僅能讓書本知識“用”起來，也為學生日后從事地下工程施工工作打下堅實基礎。

2.3 引入科研課題，充實教學內容

近年來，地下工程施工的新理念和新技術層出不窮，教師如果僅把書本內容傳授給學生，不僅會讓學生感到枯燥，也會讓教學與科技前沿脫節。 因此，可在教學中引入最新的施工理念和方法，如首創臺階型減沖刷減自重沉井基礎的常泰長江大橋、我國最深的深圳恒大中心基坑工程等，這些項目所涉及的科研課題及成果都可以給學生進行講解，不僅能讓學生更好了解學科發展現狀及研究方向，也能初步培養學生的科研興趣和創新思維。

此外，教師還可以提出地下工程施工存在的科學問題，組織學生收集相關文獻資料，以翻轉課堂的形式對現有問題展開討論，最后由教師點評。 這樣不僅能夠豐富教學模式， 也能有效鍛煉學生自主學習能力，還能一定程度上解決課時不足的問題。

3 結語

基于應用型人才培養，地下工程施工課程在教學實踐中還存在諸多問題，如教學模式單一、教學課時偏少和脫離實踐等。 針對這些問題，本文從“產學研”三個方面進行教學改革探索， 如聘請一線專家授課、建設虛擬仿真平臺、組織現場實習實訓、改革教學模式與手段、將科研融入教學等，以期提高學生的應用實踐能力，為社會培養能解決實際工程問題的應用型地下工程施工技術人才。