隧道工程課程教學(xué)改革探索★

潘建平 汪小平 朱洪威

1 概述

隧道是以某種用途按規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2 m2的洞室，是一種埋置于地層中的工程建筑物，隧道周圍地層(圍巖)既對(duì)隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，又是隧道承受荷載的體系之一[1]。隧道工程作為土木工程、交通工程類的一門主要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，涉及的教學(xué)內(nèi)容較多、知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握埋置于地層中結(jié)構(gòu)物的受力特點(diǎn)、荷載特征、計(jì)算原理和方法以及施工方法和工藝，使學(xué)生具有堅(jiān)實(shí)的隧道工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)理論與工程應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)，成為高素質(zhì)的隧道工程技術(shù)人才，使學(xué)生能勝任各類隧道工程的設(shè)計(jì)、施工、管理、養(yǎng)護(hù)維修以及科學(xué)研究等方面的工作，同時(shí)也為相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工以及科學(xué)研究打好基礎(chǔ)，培養(yǎng)工程綜合分析與解決問題的能力。

2 教學(xué)中的困惑

在以往的教學(xué)中，遇到了一些困惑，比如:課堂教學(xué)往往采用一本教材授課，盡管能保證知識(shí)具有一定的系統(tǒng)性，但由于教材出版的滯后性，而且書本內(nèi)容也枯燥無味，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，因此，教師有必要及時(shí)獲取學(xué)科最新研究進(jìn)展，運(yùn)用最新的教學(xué)手段，與時(shí)俱進(jìn)，把新知識(shí)帶入課堂、工程實(shí)踐中。又如傳統(tǒng)教學(xué)方法采用的是以教師為中心、學(xué)生為附屬的單向注入式教學(xué)模式。該模式中學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，在聽課時(shí)只忙于作筆記，自己不主動(dòng)思考為什么，老師也不關(guān)注教學(xué)過程中學(xué)生接受知識(shí)的情況。由于在教學(xué)過程中學(xué)生缺乏主動(dòng)思考、主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)熱情不高，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)，久而久之，導(dǎo)致學(xué)生的自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力下降，這在崇尚素質(zhì)教育的今天，顯然是不合時(shí)宜的，嚴(yán)重制約了素質(zhì)教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[2]。

因此，只有對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)從觀念、教師角色、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)模式、課程考核模式等多方面進(jìn)行整體改革，才有利于學(xué)生素質(zhì)的綜合全面發(fā)展。

3 教學(xué)改革思路與舉措

3.1 改革思路

以培養(yǎng)工程技術(shù)型人才為目標(biāo)，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)的樹立;以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，采用師生互動(dòng)的啟發(fā)式、討論式教學(xué)模式，將理論、試驗(yàn)與工程實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，遵循以提高隧道工程教學(xué)質(zhì)量為準(zhǔn)則，以節(jié)約成本、提高教學(xué)效率為前提，學(xué)有所用為目的的基本思路進(jìn)行教學(xué)改革。

3.2 改革舉措

3.2.1 授課內(nèi)容的選擇

在授課過程中，以選定適合課程教學(xué)大綱要求的教材為主，輔以其他教學(xué)資料，以充實(shí)講課、實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐，協(xié)調(diào)好三方關(guān)系作為構(gòu)建授課內(nèi)容的主導(dǎo)思想。

1)充實(shí)課堂內(nèi)容。在不打亂課程整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，重新組織授課內(nèi)容，在課堂上，始終堅(jiān)持以啟發(fā)式、討論式教學(xué)模式為主，配以多媒體演示，使學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容產(chǎn)生興趣，思維能緊隨課堂進(jìn)程，通過學(xué)習(xí)做到既掌握隧道工程基礎(chǔ)理論知識(shí)，又了解實(shí)際工程設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)。

2)在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，以激發(fā)學(xué)生的好奇心，順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知過程為主線，以使學(xué)生掌握隧道工程監(jiān)測(cè)的基本理論知識(shí)和試驗(yàn)手段為原則，為分析和解決實(shí)際工程測(cè)試問題，打下一定的基礎(chǔ)。試驗(yàn)前，由學(xué)生自己去查閱相關(guān)文獻(xiàn)、手冊(cè)，學(xué)習(xí)并思考如何進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中，學(xué)生按設(shè)計(jì)好的試驗(yàn)步驟進(jìn)行，老師只進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯l(fā)性指導(dǎo)。試驗(yàn)后，學(xué)生要對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，并對(duì)試驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行反思。如在巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，除了要學(xué)會(huì)操作材料試驗(yàn)機(jī)，還要思考如何提高測(cè)試精度、分析試件尺寸對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響等。

3)工程實(shí)踐是學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際工程聯(lián)系，將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在理論課未講授的情況下進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，學(xué)生只能在施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩。經(jīng)過課程理論知識(shí)的傳授與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)環(huán)節(jié)，加深了學(xué)生對(duì)隧道工程理論知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)。首先，在課堂講授中將實(shí)習(xí)工程資料融入講授內(nèi)容，讓學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)際工程情況有所了解;其次，教師充分利用一切機(jī)會(huì)，尋找新的實(shí)習(xí)地點(diǎn)，并將其納入課堂，以求盡可能降低學(xué)生的實(shí)踐難度;最后，在實(shí)習(xí)過程中盡可能引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦認(rèn)識(shí)實(shí)際隧道工程，而不是見到現(xiàn)象就問老師。

3.2.2 構(gòu)建新型教學(xué)模式

1)改變傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式。

長(zhǎng)期以來，我國(guó)大學(xué)教學(xué)多采用注入式教學(xué)模式，在教學(xué)目標(biāo)上重知識(shí)傳授而忽視創(chuàng)新能力培養(yǎng)，在教與學(xué)的關(guān)系上將教師的權(quán)威絕對(duì)化，而將學(xué)生視為接受知識(shí)的存貯器?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、著力培養(yǎng)青少年的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力放在突出的位置上。因此，轉(zhuǎn)變注入式單一教學(xué)模式，積極探索并實(shí)施培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的啟發(fā)式、討論式教學(xué)模式勢(shì)在必行。

在講授過程中適當(dāng)提問，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)回答，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，讓學(xué)生積極思考，引導(dǎo)其得出正確的結(jié)論。這樣既有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和自信心，也有利于學(xué)生掌握知識(shí)，增強(qiáng)教學(xué)的效果，更有利于保證正常的課堂秩序[3]?？蛇m當(dāng)適時(shí)地講一些工程實(shí)例來幫助和加深對(duì)基本概念與基本理論的理解，在引用工程實(shí)例時(shí)還可先讓學(xué)生自己思考解決問題的辦法，培養(yǎng)學(xué)生在遇到問題時(shí)積極地分析問題和解決問題的能力，同時(shí)學(xué)生也能參與到課堂教學(xué)中，變成課堂的主體。也可讓學(xué)生自由討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力的提高，學(xué)生從啟發(fā)和討論中自學(xué)能力也得到一定程度的提高。如講新奧法施工的基本原則時(shí)，可先提出問題讓學(xué)生自己去思考，然后結(jié)合“少擾動(dòng)、早支護(hù)、勤量測(cè)、緊封閉”的施工原則舉一個(gè)工程實(shí)例，如2008年11月杭州地鐵湘湖站在開挖施工中，發(fā)生坍塌事故，直接經(jīng)濟(jì)損失4961萬元。事故調(diào)查組認(rèn)為主要存在違規(guī)施工、冒險(xiǎn)作業(yè)、基坑嚴(yán)重超挖;支撐體系存在嚴(yán)重缺陷且鋼管支撐架設(shè)不及時(shí);墊層未及時(shí)澆筑;施工監(jiān)測(cè)失效，沒有采取有效補(bǔ)救措施[6]。

2)將理論、實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。

課堂講授、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐是完成隧道工程教學(xué)內(nèi)容的三大必要環(huán)節(jié)，都是以讓學(xué)生掌握隧道工程理論知識(shí)、理解隧道工程設(shè)計(jì)程序和熟悉隧道工程施工過程為主要目的。在明確上述聯(lián)系主線的基礎(chǔ)上，確立了以課程內(nèi)容確定實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容，以課程學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)確定實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)的方針。具體做法是:在講課中，對(duì)屬于基礎(chǔ)性的內(nèi)容要講清楚、講完整;而對(duì)有些應(yīng)用性和延伸性內(nèi)容則留下一些懸疑，將其交由實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)來補(bǔ)充。比如，在講到隧道圍巖壓力的時(shí)候，講解隧道圍巖壓力基本概念及其分類，而對(duì)具體圍巖壓力的量化及由此引起的隧道變形量測(cè)如何進(jìn)行，辨識(shí)過程、使用的方法和所用工具則留到實(shí)驗(yàn)課去學(xué)習(xí)。

3)部分章節(jié)采用雙語教學(xué)。

目前，前沿的專業(yè)技術(shù)資料大多是英文。對(duì)專業(yè)技術(shù)學(xué)生而言，熟練閱讀并準(zhǔn)確理解這些英文資料的內(nèi)容就成為其必不可少的職業(yè)技能之一。在院校的專業(yè)課程中采用雙語教學(xué)，可以使所講授的對(duì)象與其英語語言形式直接聯(lián)系起來，完成二者的直接關(guān)聯(lián)。在完成專業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的同時(shí)，也掌握了大量英文詞匯，尤其是專業(yè)術(shù)語詞匯[4]?？紤]到學(xué)生外語水平，課程完全采用雙語教學(xué)很難進(jìn)行，可以采用部分章節(jié)，比如緒論，可以結(jié)合國(guó)內(nèi)外的進(jìn)展情況介紹，工程實(shí)例部分也可以用英語結(jié)合視頻動(dòng)畫等介紹一些國(guó)外的工程實(shí)例。在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中，采用了諸如案例教學(xué)、互動(dòng)教學(xué)等課堂教學(xué)方法，促使學(xué)生用外語來思考、陳述、解決問題。

3.2.3 發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作作用

由于教師年齡、知識(shí)、學(xué)歷和職稱結(jié)構(gòu)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的不同，導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)效果也不盡一致。只靠單兵作戰(zhàn)很難提高整體教學(xué)質(zhì)量，需要發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，搞好教師之間的相互協(xié)作[5]。必須依靠教學(xué)團(tuán)隊(duì)的集體智慧，充分發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神，既要堅(jiān)持分工又要重視合作，才能提升整體教學(xué)水平。

1)要建立集體備課制度。個(gè)人分散備課往往會(huì)受到教師的知識(shí)面、思維的局限性、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足、教學(xué)思路不夠清晰等的影響，造成備課質(zhì)量不高、效果不好。實(shí)行教師集體備課制度，則可以克服以上局限和不足，通過集思廣益、博采眾長(zhǎng)，教學(xué)信息共享，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)互補(bǔ)，從而依靠集體的智慧和力量，提高備課的質(zhì)量，為上課做好應(yīng)有的積極準(zhǔn)備。

2)要堅(jiān)持以老帶新、以強(qiáng)帶弱。為了讓青年教師盡快站穩(wěn)講臺(tái)，提高教學(xué)的效果，熟悉科研之路，學(xué)校要發(fā)揮老教師的“傳、幫、帶”作用，為青年教師選擇和配備指導(dǎo)教師。老教師要像師傅帶徒弟、教練帶運(yùn)動(dòng)員那樣，手把手地對(duì)青年教師的備課、教學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)，讓他們打牢教學(xué)的基本功，切實(shí)過好教學(xué)質(zhì)量這一關(guān)。

3.2.4 構(gòu)建合理的課程考核模式

教學(xué)改革的目的在于提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。改革成功與否要以事實(shí)為依據(jù)，教學(xué)質(zhì)量是否真正提高，課程考核模式構(gòu)建是否合理至關(guān)重要。

改變單純的試卷考試方法，構(gòu)建“以理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題能力為核心，知識(shí)學(xué)習(xí)過程與考試相結(jié)合”的考核模式，推行平時(shí)學(xué)習(xí)情況、考試成績(jī)、作業(yè)完成情況、試驗(yàn)情況、工程實(shí)踐表現(xiàn)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法，體現(xiàn)成績(jī)組成的多元化，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自覺性。

4 結(jié)語

隨著交通隧道、地下空間利用的突飛猛進(jìn)，相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)理論與施工技術(shù)也有了很大的變化，因此，隧道工程課程的教學(xué)改革也需要與時(shí)俱進(jìn)。針對(duì)傳統(tǒng)課程教學(xué)中普遍存在重成績(jī)、輕實(shí)踐的問題，分析教學(xué)中存在的一些困惑，提出對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程考核等多方面進(jìn)行整體改革，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)隧道工程課程的興趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

[1]朱永全，宋玉香.隧道工程[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2007.

[2]施成華.隧道課程互動(dòng)式教學(xué)方法的探索與實(shí)踐[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2009，10(3):87-88.

[3]胡世麗，王觀石.提高土力學(xué)課程課堂教學(xué)效果研究[J].山西建筑，2009，35(34):208-209.

[4]劉海波，曹學(xué)友，魏月俠.關(guān)于專業(yè)課雙語教學(xué)的探討[J].山東文學(xué)，2009(S4):111-113.

[5]李元卿.大學(xué)教學(xué)要發(fā)揚(yáng)集體協(xié)作精神[N].科學(xué)時(shí)報(bào)，2009-02-24(B4).

[6]http://news.sina.com.cn/c/2010-12-28/153721721219.shtml.