“地下工程安全技術(shù)”課程教學(xué)改革探索

摘 要：“地下工程安全技術(shù)”作為安全工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，具有較強的專業(yè)性和實踐性。文章著眼于“地下工程安全技術(shù)”課程設(shè)置特點，從教材的選用、教學(xué)方法的改革、教學(xué)課件和素材的準(zhǔn)備、考核方式等幾個方面提出了“地下工程安全技術(shù)”課程教學(xué)改革的策略，并建議工科專業(yè)的專業(yè)課程在教學(xué)中應(yīng)與時俱進(jìn)，關(guān)注國際前沿，注重實效，適時進(jìn)行教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：地下工程安全技術(shù);安全工程;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2015）02-0033-03

南華大學(xué)安全工程本科專業(yè)創(chuàng)辦于2004年，目前每年招4個班，規(guī)模為130人左右（含卓越工程師計劃1個班）。為適應(yīng)我國核能開發(fā)戰(zhàn)略，為我國核電事業(yè)的安全高效發(fā)展培養(yǎng)合格的安全類本科人才，學(xué)校2010年申報了高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)——核安全工程專業(yè)，并獲得批準(zhǔn);2011年該專業(yè)獲批為湖南省特色建設(shè)專業(yè)，2012年獲批為湖南省普通高校“十二五”綜合改革試點專業(yè)。2013年，安全工程專業(yè)獲批為教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃第三批學(xué)科專業(yè)。根據(jù)《2014年中國大學(xué)生就業(yè)報告》，安全工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率為96.9%，居全國第二位，其中最重要的就業(yè)方向為中鐵、中建等國字號建筑施工企業(yè)，南華大學(xué)安全工程專業(yè)（含核安全工程）有相當(dāng)比例的畢業(yè)生在中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)就業(yè)[1-3]。南華大學(xué)安全工程專業(yè)的創(chuàng)

辦，順應(yīng)了社會發(fā)展潮流，創(chuàng)辦十年來獲得了快速發(fā)展;但是也要看到還存在較多問題，教師在日常教學(xué)過程中必須重視課程教學(xué)改革，推動專業(yè)建設(shè)不斷取得新的進(jìn)步。

“地下工程安全技術(shù)”是安全工程專業(yè)重要的專業(yè)課程之一，該課程對地下工程的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、地下工程的規(guī)劃理論、地下工程的設(shè)計計算、施工技術(shù)、監(jiān)測，以及防災(zāi)、監(jiān)理及計算機應(yīng)用等方面進(jìn)行概述性介紹，使學(xué)生對地下工程有一個總體而全面的了解，可拓寬學(xué)生的知識面，增進(jìn)學(xué)生的工程概念。該課程的主要先修課程有：工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料等。該課程一般安排在第七學(xué)期，而此時正值大四學(xué)生考研、找工作等關(guān)鍵階段，學(xué)生聽課的積極性往往不高，學(xué)習(xí)效果較差。因此改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，加強理論與實踐的聯(lián)系，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，提高教學(xué)質(zhì)量和效率成為教學(xué)改革的方向。筆者近幾年從教材的選用、教學(xué)方法、教學(xué)課件和教學(xué)素材以及考核方式等幾個方面進(jìn)行了一系列的改革，取得了一定的成效。

一、精選教材，合理安排教學(xué)內(nèi)容

教材是教學(xué)內(nèi)容的一種承載形式，是進(jìn)行課堂教學(xué)的基本工具，也是深入教學(xué)改革和提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。專業(yè)課程由于針對性和專業(yè)性較強、靈活性較大，造成教材選用難度較大。一本適宜的教材可以使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果[4]?，F(xiàn)有的地下工程方面的教材，主要適用于土木工程等專業(yè)，經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)沒有專門的“地下工程安全技術(shù)”課程的教材，因此只能選用相近的教材?？紤]到安全工程專業(yè)的畢業(yè)生主要面向建筑施工單位就業(yè)，因此在前期選用教材的時候偏向于選擇地下工程施工方面的教材。目前可供選擇的教材有：（1）張慶賀等主編的《地下工程》（同濟(jì)大學(xué)出版社，2005年版）;（2）關(guān)寶樹主編的《地下工程》（高等教育出版社，2007年版）;（3）賀少輝主編的《地下工程》（清華大學(xué)出版社和北京交通大學(xué)出版社聯(lián)合出版，2008年版）;（4）徐輝，李向東主編的《地下工程》（武漢理工大學(xué)出版社，2009年版）。對以上四本教材進(jìn)行深入分析和比較后，最終選擇關(guān)寶樹主編的《地下工程》作為本門課程的教材，其他三本教材作為參考書。結(jié)合教學(xué)改革的需要，除了選擇質(zhì)量較好的教材之外，主講教師積極參與編寫符合教學(xué)要求的教材。比如，我們和山東科技大學(xué)、北京科技大學(xué)等高校合編了《地下工程施工》一書，即將出版。通過教材的編寫，提高了主講教師的教學(xué)能力，也有力地推動了課程教學(xué)改革。

除了教材之外，對教學(xué)內(nèi)容的合理安排也關(guān)系到教學(xué)效果。該課程為32學(xué)時，除掉4個實驗課時，理論課時為28學(xué)時。結(jié)合安全工程專業(yè)的實際情況，對教材中各章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)學(xué)時安排如下：（1）第1篇 地下工程概述（4學(xué)時）;（2）第2篇 明挖法修建的地下工程（6學(xué)時）;（3）第3篇 盾構(gòu)法修建的地下工程（4學(xué)時）;（4）第4篇 掘進(jìn)機法修建的地下工程（4學(xué)時）;（5）第5篇 礦山法修建的地下工程（8學(xué)時）;（6）安排2學(xué)時進(jìn)行復(fù)習(xí)和答疑。

二、創(chuàng)新教學(xué)方法

教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo)、完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中運用的方式與手段的總稱。教學(xué)方法包括教師教的方法（教授法）和學(xué)生學(xué)的方法（學(xué)習(xí)方法）兩大方面，是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一[5]。

（一）由“授人以魚”到“授人以漁”

地下工程的種類繁多，在地下工程概述中，教材中列舉了很多的具體類型。在教學(xué)過程中，鼓勵學(xué)生課余上網(wǎng)查找課堂中教材中提到的各種類型地下工程的資料，包括文字資料、圖片和視頻等，一方面可以加強學(xué)生對課堂內(nèi)容的消化和吸收，另外一方面可以發(fā)現(xiàn)教科書中未提到的地下工程的類型或者實例。比如，有學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上搜索到“地坑院”這一獨特的地下工程方式。該類型的地下建筑主要分布在河南的西部，被國內(nèi)外游客描述為“見樹不見村，見村不見房，聞聲不見人”，并對這一奇異的民間建筑文化風(fēng)俗嘆為觀止。該學(xué)生將相關(guān)資料做成題為《豫西地坑院簡介》的PPT，在課堂上進(jìn)行了介紹，不僅擴大了學(xué)生的知識面，提高了大家對歷史遺產(chǎn)的保護(hù)意識，而且鍛煉了學(xué)生獨立獲取知識的能力，改善了教學(xué)效果。

（二）將教法和學(xué)法相結(jié)合

教學(xué)是教師“教”和學(xué)生“學(xué)”所組成的一種雙向活動。本課程主要的教學(xué)方法有：（1）講授法。講授法是教師在課堂上通過口頭語言向?qū)W生傳授知識、培養(yǎng)能力、進(jìn)行教育的方法。這種方法信息量大，學(xué)生在短時間內(nèi)可獲得大量的系統(tǒng)科學(xué)知識，但是容易形成注入式教學(xué)。在平常的教學(xué)過程中主要是通過PPT課件來進(jìn)行講授，因此課件質(zhì)量的高低直接影響教學(xué)效果。此外，該方法需要與其他教學(xué)方法配合才能取得好的效果。（2）提問法。提出疑問對于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題都是極為重要的。創(chuàng)造力強的人，都具有善于提問題的能力;一般來說，提出一個好的問題，就意味著問題解決了一半。提問教學(xué)法大致包括以下五個階段：準(zhǔn)備問題、陳述問題、鼓勵學(xué)生進(jìn)行回答、對學(xué)生的回答進(jìn)行加工和對提問行為進(jìn)行反思。本課程教學(xué)中，每次課提問的次數(shù)控制在2—3次，通過提問可以有效控制課堂秩序，將學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移到課堂上來。（3）案例法。該教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法，“地下工程安全技術(shù)”課程涉及很多工程施工的內(nèi)容，單憑教師在課堂上口頭講授，學(xué)生很難理解具體的施工工藝和施工過程。此外，在講解事故原因時，配合事故案例講解會收到事半功倍的效果。（4）自學(xué)指導(dǎo)法。該方法是指教師在課程教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)技巧，提高自學(xué)能力，養(yǎng)成良好自學(xué)習(xí)慣的一種教學(xué)方法。內(nèi)容包括指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、閱讀參考書和自學(xué)教材等?？紤]到關(guān)寶樹主編的《地下工程》教材內(nèi)容多達(dá)438頁、計69萬字，信息量很大。課堂上教師每次安排5分鐘自學(xué)，自學(xué)結(jié)束后，教師提出問題要學(xué)生回答。以上教學(xué)方法在教學(xué)過程中穿插使用，起到了良好的效果。

（三）將直接面授與遠(yuǎn)距離的間接授受結(jié)合

面授是學(xué)生直接接受教師的教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)習(xí)最重要的方式，也是效果最好的方式。但是課堂教學(xué)只有28學(xué)時，每節(jié)課只有45分鐘，因此教學(xué)內(nèi)容非常有限，也限制了教師和學(xué)生的互動。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對學(xué)生的輔導(dǎo)可以通過網(wǎng)絡(luò)間接完成，使得教學(xué)活動具有更大的靈活性。本門課程在開學(xué)之初，主講教師就將相關(guān)教學(xué)材料上傳到南華大學(xué)數(shù)字化教學(xué)中心網(wǎng)站（http：//210.43.126.37：9988/sc8/），該網(wǎng)站的立體化資源主要包括：圖書資源、網(wǎng)絡(luò)資源、光盤資源、參考資料、授課錄像、課件與教案、習(xí)題、討論題、課程實踐、答疑庫、教學(xué)大綱和實驗等。該網(wǎng)站的輔助教學(xué)功能非常強大，不僅教師能夠根據(jù)教學(xué)的需要在網(wǎng)站上隨時增加、更新和刪除相關(guān)教學(xué)資料，布置相關(guān)教學(xué)任務(wù)，進(jìn)行輔導(dǎo)答疑和師生互動;而且學(xué)生可以下載相關(guān)資料，進(jìn)行討論、提問、提交作業(yè)，教師可以查看學(xué)生的登錄記錄等情況，對學(xué)生進(jìn)行考勤。

三、充分利用多媒體手段與視頻教學(xué)素材

多媒體課件是根據(jù)課程教學(xué)大綱的要求和教學(xué)的需要，經(jīng)過嚴(yán)格的教學(xué)設(shè)計，并以多種媒體的表現(xiàn)方式和超文本結(jié)構(gòu)制作而成的課程教學(xué)軟件，具有表現(xiàn)力豐富、交互性良好、共享性大等特點。本門課程在課件的制作過程中主要依據(jù)教材內(nèi)容和教學(xué)大綱展開，首先在網(wǎng)絡(luò)上搜集相關(guān)的教學(xué)課件，對符合要求的部分直接采用，對缺失部分自行進(jìn)行制作，制作完成后進(jìn)行檢查、補充、調(diào)整和完善。全部課件分為六個部分，即：課程概述和相關(guān)要求、地下工程概述、明挖法修建的地下工程、盾構(gòu)法修建的地下工程、掘進(jìn)機法修建的地下工程以及礦山法修建的地下工程。在第一部分中重點介紹了學(xué)時、學(xué)分和先修課程、課程的性質(zhì)和任務(wù)、教學(xué)目的與要求、課程考核要求和教材等。特別介紹了教材（高等教育出版社出版、普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材），從一開始，就使學(xué)生對課程教材質(zhì)量有認(rèn)同感;然后重點介紹了主編關(guān)寶樹先生（從事隧道及地下工程教學(xué)和科研50多年，出版十余部教材及專著，我國著名的隧道與地下工程專家），使學(xué)生認(rèn)識到主編是一位德高望重的學(xué)者，從而產(chǎn)生敬畏感。在第二部分地下工程概述中強調(diào)了地下工程的發(fā)展前景，引用王夢恕院士的預(yù)測：“21世紀(jì)末將有三分之一的世界人口工作、生活在地下空間中。地下空間是城市可持續(xù)發(fā)展的寶貴資源?！笔箤W(xué)生充分了解地下工程廣闊的發(fā)展前景后，列舉一系列地下工程災(zāi)害與工程事故案例，使學(xué)生認(rèn)識到地下工程所面臨的不確定性和風(fēng)險以及在施工過程中確保安全的重要性，很好地結(jié)合了地下工程學(xué)科和安全工程專業(yè)的特點，以增強他們將來作為安全工程師的責(zé)任感和使命感，充分調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性和主動性，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

此外，該課程介紹施工方法的內(nèi)容較多，而在教學(xué)過程中，學(xué)生不可能都身臨現(xiàn)場，因此視頻教學(xué)成為重要手段[6]。比如：《隧道施工（上、中、下）》可配合第5篇礦山法修建的地下工程的課堂教學(xué)使用，此外搜集了天津海河沉管隧道施工、上海青草沙原水工程大口徑長距離鋼頂管施工、地鐵盾構(gòu)機工作原理演示和廣州地鐵盾構(gòu)施工等視頻資料作為教學(xué)素材，收到了較好的效果。

在全球化背景下，國內(nèi)外大中型建設(shè)項目在設(shè)計和施工等環(huán)節(jié)普遍采用全球范圍內(nèi)的招投標(biāo)與合作方式，英語作為知識傳播和交流的媒介，成為培養(yǎng)具有全球視野和國際交往能力的復(fù)合型人才的必備工具[7]。因此，在教學(xué)過程中，適當(dāng)引用國外主要網(wǎng)站上的資料作為教學(xué)素材十分必要。主講教師從國際隧道協(xié)會網(wǎng)站上下載了《Why Go Underground？》等資料作為教學(xué)素材，滿足了教學(xué)需要。

大學(xué)生畢業(yè)后都會參加各類職業(yè)資格考試，因此在教學(xué)過程中適當(dāng)引入一、二級建造師資格考試部分試題作為課堂討論題。實踐證明學(xué)生對于這部分試題的興趣遠(yuǎn)高于教材后面的思考題，效果很好，一方面使學(xué)生提前知道了資格考試的題型和試題難度，另外一方面有效鞏固了已學(xué)知識，起到查漏補缺的作用。

四、變革考核方式

大學(xué)課程的考核方式一直存在爭議。大學(xué)階段的專業(yè)課分為考試課和考查課，考試或考查在制定培養(yǎng)方案和課程計劃的時候就已經(jīng)確定。采用閉卷考試，方式簡單、易操作，但方式單一、內(nèi)容單調(diào)、死板，缺乏對學(xué)生知識、能力與素質(zhì)的綜合考察[8]。本課程采用考查方式，考查的主要內(nèi)容包括：（1）學(xué)生的到課率;（2）學(xué)生的課堂表現(xiàn);（3）學(xué)生的作業(yè)情況;（4）學(xué)生參加實驗和完成實驗報告質(zhì)量情況;（5）其他（包括學(xué)生在數(shù)字化教學(xué)中心網(wǎng)站上的表現(xiàn)，教材檢查情況等）。對于到課率，教師規(guī)定無故缺課三次及以上的學(xué)生考核不及格。以上考查項目，主講教師登記在冊，期末對每一考查項目賦予一定權(quán)重，然后采用計算機編程方法計算得到學(xué)生的最后成績。特別是在課程結(jié)束前主講教師統(tǒng)一檢查學(xué)生的教材情況，認(rèn)真的學(xué)生教材中往往有比較多的記錄，顯得比較陳舊;而不認(rèn)真的學(xué)生往往教材很新，中間很少有筆記或者畫線，極個別學(xué)生的教材中沒有一個字、沒畫一條線，甚至連名字都沒寫。通過對教材的檢查，可以判斷學(xué)生平常的學(xué)習(xí)認(rèn)真程度，并將檢查結(jié)果作為期末考核的依據(jù)之一。實踐證明，這種方法起到了很好的效果。

五、結(jié)論

“地下工程安全技術(shù)”作為安全工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，實踐性很強。在教學(xué)實踐過程中，通過優(yōu)選課程教材、合理安排教學(xué)內(nèi)容，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化課件內(nèi)容和精心準(zhǔn)備教學(xué)素材和改革考核方式等措施，取得了較好的教學(xué)效果，學(xué)生課堂到課率在98%以上，學(xué)生對主講教師的好評在95%以上。

考慮到課程和專業(yè)的特殊性，為進(jìn)一步加強課程教學(xué)，提出以下建議：（1）盡快購買相關(guān)數(shù)值模擬軟件，建立數(shù)值模擬與仿真實驗室，用于課程教學(xué)，增強學(xué)生對內(nèi)容的理解。（2）進(jìn)一步收集和整理盡可能多的英文教學(xué)素材，關(guān)注學(xué)科國際發(fā)展前沿，條件成熟時開展雙語教學(xué)。（3）將課程移至第六學(xué)期，使學(xué)生有更多精力和時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

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