城市地下空間工程專業(yè)建設(shè)探索
——以石家莊鐵道大學(xué)為例

韓現(xiàn)民，王紅霞，賈曉云，李文江

（1.石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院,河北石家莊 050043；2.河北工程大學(xué) 學(xué)校辦公室, 河北邯鄲 056038）

把地下空間作為一種資源來開發(fā)，發(fā)達(dá)國家意識較為超前。目前，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了較為成熟的城市地下空間規(guī)劃和施工技術(shù)，建成了較為完善的地下交通與建筑等設(shè)施。

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口數(shù)量急劇膨脹，由此帶來了建筑用地緊張、生存空間擁擠、交通阻塞等問題，制約著城市的進(jìn)一步發(fā)展。為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，進(jìn)行城市地下空間開發(fā)是解決這些問題、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

為解決城市地下空間工程方面的專業(yè)技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏與社會需求之間的矛盾，設(shè)立城市地下空間工程專業(yè)（簡稱城地專業(yè)）勢在必行。自21世紀(jì)初，各地高校相繼開設(shè)了城市地下空間工程專業(yè)，并積極進(jìn)行了專業(yè)建設(shè)方面的研究和探索。蔣雅君[1]、穆煥東[2]通過調(diào)研、統(tǒng)計，分析了我國城地專業(yè)地域分布特點(diǎn)、行業(yè)背景和招生規(guī)模。對于開設(shè)城市地下空間工程專業(yè)較早的中南大學(xué)和山東大學(xué)，唐禮忠[3]、徐幫樹[4]介紹了其在專業(yè)建設(shè)方面的思路和探索。劉斌[5]提出了城地專業(yè)總體教學(xué)改革思路。楊慧[6]、魏輝[7]對實(shí)踐教學(xué)的改革方法和體系構(gòu)建進(jìn)行了探索。李惠[8]提出了城地專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的模式。李小勇[9]根據(jù)城地專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題提出了改革措施。單仁亮[10]提出了包括加強(qiáng)課程思政建設(shè),加強(qiáng)導(dǎo)師制和師資隊伍建設(shè)等的城地專業(yè)人才培養(yǎng)體系。崔光耀[11]、蔣沖[12]、鄭超[13]、王峰[14]分別對本學(xué)校的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和特色進(jìn)行了總結(jié)。

本文首先介紹了全國城地專業(yè)的開設(shè)情況，分析了城地專業(yè)的特點(diǎn)，并詳細(xì)介紹了石家莊鐵道大學(xué)在專業(yè)課程體系和教材建設(shè)、教學(xué)改革和師資隊伍建設(shè)、專業(yè)平臺建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)等方面的經(jīng)驗(yàn)。

1 全國城地專業(yè)開設(shè)情況

為順應(yīng)我國城市地下空間大發(fā)展的趨勢，培養(yǎng)地下空間規(guī)劃與建設(shè)方面的復(fù)合型技術(shù)人才，2001年，中南大學(xué)率先向教育部申請在高等學(xué)校設(shè)置城市地下空間工程大學(xué)本科專業(yè)，于2002年正式招生。教育部在2012年將“城市地下空間工程”正式列為特設(shè)專業(yè)（081005T）。

自中南大學(xué)開設(shè)地下空間工程專業(yè)以來，山東大學(xué)、安徽理工大學(xué)、石家莊鐵道大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)等高校相繼開設(shè)了該專業(yè)。根據(jù)教育部網(wǎng)站公布的每年度“普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審查結(jié)果”顯示，2001年～2021年，已經(jīng)有84 所高校獲批開設(shè)該專業(yè)并開始招生，每年獲批該專業(yè)的高校數(shù)量如圖1 所示。從圖1 中可以發(fā)現(xiàn)，2011年～2018年是該專業(yè)開設(shè)數(shù)量增長最快的時間段，共增長65 所，占比達(dá)77%。

圖1 專業(yè)年度備案及通過數(shù)量

2 城地專業(yè)特點(diǎn)

城地專業(yè)與傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)相比，既有相似之處、又有較大的差別。土木工程專業(yè)既涉及地表建（構(gòu)）筑物（居民樓、橋梁），又包括地下隧道、地鐵車站等地下設(shè)施。而地下空間工程專業(yè)則以地下基礎(chǔ)設(shè)施為主軸，同時又涉及多個工程領(lǐng)域及學(xué)科范疇，包含地下空間工程規(guī)劃與設(shè)計、施工與管理、工程通風(fēng)及防災(zāi)等與巖土工程建設(shè)密切相關(guān)的內(nèi)容，各校城地專業(yè)在學(xué)科特點(diǎn)、辦學(xué)歷史、行業(yè)背景及側(cè)重點(diǎn)方面有著鮮明的特色。

2.1 多領(lǐng)域交叉、多學(xué)科融合

該專業(yè)涉及地下工程、巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、道路工程、鐵道工程、環(huán)境工程、防災(zāi)與減災(zāi)工程等工程領(lǐng)域，包含城市地下空間規(guī)劃、地下建筑學(xué)、地下結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、巖土力學(xué)、地下通風(fēng)與防災(zāi)、智能運(yùn)維等內(nèi)容，涉及建筑學(xué)、固體力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、流體力學(xué)等諸多學(xué)科，具有多領(lǐng)域交叉、多學(xué)科互補(bǔ)的特點(diǎn)。

2.2 對象眾多、內(nèi)涵豐富

地下空間工程包括地下交通隧道、地下車站、地下商場、地下停車場、地下儲藏及地下綜合管廊等，涉及交通運(yùn)輸設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施、市政基礎(chǔ)設(shè)施、防災(zāi)設(shè)施、地下儲藏設(shè)施等，研究對象眾多，內(nèi)容豐富。

2.3 專業(yè)背景多樣性，專業(yè)定位各異

作為一個新設(shè)立的專業(yè)，各高校的城市地下空間工程專業(yè)都有其開設(shè)的學(xué)科背景及歷史沿革性。專業(yè)衍生背景大致可分為以山嶺隧道、軌道交通和建筑結(jié)構(gòu)為主的土木類，以地下采場、石油開采及核廢料地下儲藏為主的礦業(yè)資源類，以及以水利水電工程、地下防災(zāi)為主的其他類。土木類代表性高校有南京工業(yè)大學(xué)、西南交通大學(xué)等，礦產(chǎn)資源類有中南大學(xué)、西南石油大學(xué)等，其他類包括水利、林業(yè)及防災(zāi)減災(zāi)等，代表性高校有山東大學(xué)、西安理工大學(xué)等。由于各高校專業(yè)的學(xué)科背景不同，其專業(yè)定位也相差較大，有明顯的行業(yè)特點(diǎn)。

3 石家莊鐵道大學(xué)城地專業(yè)建設(shè)

石家莊鐵道大學(xué)于2011年在土木工程專業(yè)的地下工程和建筑工程兩個方向的基礎(chǔ)上，增設(shè)了城市地下空間工程專業(yè)。該專業(yè)以軌道交通工程為基礎(chǔ)，專業(yè)特色鮮明，同時引入校外導(dǎo)師參與機(jī)制，校企聯(lián)合培養(yǎng)特點(diǎn)突出。

經(jīng)過十余年的專業(yè)建設(shè)，學(xué)校在課程與教材建設(shè)、教學(xué)方法研究、師資隊伍建設(shè)及平臺建設(shè)等方面積累了以下經(jīng)驗(yàn)，并于2022年被列為國家一流建設(shè)專業(yè)。

3.1 注重課程與教材建設(shè)

根據(jù)我校城地專業(yè)特點(diǎn)和特色，重點(diǎn)對地下空間工程規(guī)劃、地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、地下空間工程、隧道工程、巖體力學(xué)、智能建造等專業(yè)核心課程的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，統(tǒng)籌規(guī)劃，編制新的課程大綱；統(tǒng)籌地下空間工程規(guī)劃課程設(shè)計、地下建筑設(shè)計與地下結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，體現(xiàn)課程設(shè)計的連貫性、遞進(jìn)性與系統(tǒng)性。

在“十一五”國家精品教材《隧道工程》、“十三五”國家重點(diǎn)出版物規(guī)劃教材《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》等主干課程自編教材的基礎(chǔ)上，對授課內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性修訂；增加《地下工程通風(fēng)與防災(zāi)》《智能建造》《地下空間工程專業(yè)英語》等教材，形成適合我校專業(yè)特色的自編教材體系。

3.2 積極進(jìn)行教學(xué)方法與手段改革

針對傳統(tǒng)教學(xué)方式重“教”輕“學(xué)”、無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等特點(diǎn)，選擇隧道工程巖體力學(xué)典型課程，設(shè)計基于課程教學(xué)全過程、多環(huán)節(jié)——課前準(zhǔn)備、課堂授課、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核評價等的新的教學(xué)方法和模式；以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性為目標(biāo)，創(chuàng)新教學(xué)手段，通過精心備課、引導(dǎo)式教學(xué)、適當(dāng)變換角色、引導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和完善考核評價等多手段，形成工程類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模式，提升課程教學(xué)效果，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念。

3.3 加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)，提升專業(yè)素養(yǎng)

注重專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊成員理論水平和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)對外交流，引入和培養(yǎng)并重，打造高水平教學(xué)團(tuán)隊。

近年來，打造國家級教學(xué)團(tuán)隊1 個（隧道與地下工程教學(xué)團(tuán)隊）、省級教學(xué)團(tuán)隊2 個，培養(yǎng)全國優(yōu)秀教師1 人、省級教學(xué)名師3 人、省級師德標(biāo)兵1 人、校級教學(xué)標(biāo)兵1 人。

3.4 重視專業(yè)平臺建設(shè)

加強(qiáng)學(xué)科平臺、教學(xué)及實(shí)踐平臺建設(shè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與科學(xué)研究的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源的整合與共享。

建設(shè)了室內(nèi)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺、隧道無損檢測教學(xué)平臺、炸藥性能及爆破網(wǎng)絡(luò)虛擬仿實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺；適當(dāng)開放實(shí)驗(yàn)室，有針對性地對學(xué)生開放先進(jìn)的教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如巖土聯(lián)合模型試驗(yàn)系統(tǒng)、1.2m 土壓平衡盾構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)等，提升學(xué)生的科研興趣與創(chuàng)新意識。

為適應(yīng)專業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，在既有校外地下工程設(shè)計與施工教學(xué)實(shí)踐基地的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)運(yùn)營期隧道病害實(shí)踐基地的建設(shè)。

3.5 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

除專業(yè)實(shí)習(xí)外，把職業(yè)技能訓(xùn)練、科技寫作、學(xué)科競賽、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、團(tuán)隊協(xié)作有效納入實(shí)踐課程群，通過規(guī)范過程、學(xué)分置換等方式豐富學(xué)生實(shí)踐鍛煉的渠道。

通過培養(yǎng)模式改革，本專業(yè)在人才培養(yǎng)方面取得了豐碩成果，近年來大學(xué)生積極參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動，連續(xù)獲得國家級和省級獎勵11 項(xiàng)。

3.6 強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)和品格塑造

堅持立德樹人，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，全面提升工程人才素質(zhì)，以適應(yīng)新工科對高校兼具國際視野、工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)的新要求。

專業(yè)從2019年開始，深入挖掘各課程蘊(yùn)含的思政教育元素，明確寫入隧道工程等主干課程教學(xué)大綱，完善教學(xué)設(shè)計，強(qiáng)化育人導(dǎo)向，努力將專業(yè)知識傳授與價值引領(lǐng)相統(tǒng)一，加深學(xué)生專業(yè)自信，增強(qiáng)其專業(yè)使命感和責(zé)任感，立德育人效果良好。

4 結(jié)語

城地專業(yè)具有多領(lǐng)域交叉、多學(xué)科融合，涉及對象眾多、專業(yè)背景多樣性等特點(diǎn)，石家莊鐵道大學(xué)結(jié)合自身行業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)發(fā)展需求，通過梳理城市地下空間工程專業(yè)核心知識點(diǎn)，優(yōu)化專業(yè)課程體系，積極進(jìn)行教材建設(shè)，加強(qiáng)師資隊伍專業(yè)化建設(shè)，重視平臺建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力，形成適合各專業(yè)課的特色教學(xué)方法，提升了專業(yè)建設(shè)水平。