基于卓越工程師培養(yǎng)下隧道工程教學(xué)改革研究
——以貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院為例

李二強(qiáng)，羅愛(ài)忠，李利峰

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基于卓越工程師培養(yǎng)下隧道工程教學(xué)改革研究
——以貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院為例

李二強(qiáng)，羅愛(ài)忠，李利峰

（貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，貴州畢節(jié)551700）

根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”對(duì)學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)提出的新要求，在我校推廣“模塊化”課程改革之際針對(duì)土建專(zhuān)業(yè)隧道工程進(jìn)行了教學(xué)改革的研究?；谒淼拦こ探虒W(xué)現(xiàn)存的問(wèn)題，開(kāi)展了隧道工程的教學(xué)改革思路研究，通過(guò)改善學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及專(zhuān)業(yè)知識(shí)實(shí)用性，為學(xué)生日后的工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我校培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型的一線(xiàn)卓越工程師做出了積極探索。

卓越工程師；隧道工程；教學(xué)改革

在高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景下，原畢節(jié)學(xué)院于2014年4月成功加入首批應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（學(xué)院）聯(lián)盟，并于2014年5月成功更名為貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院。隨后，貴州省省委、省政府出臺(tái)了《貴州省教育綜合改革方案》，將貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院等三所院校作為應(yīng)用技術(shù)型高校省級(jí)試點(diǎn)單位建設(shè)，省教育廳亦將我校確定為5所轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)高校之一。在我校開(kāi)展“轉(zhuǎn)型發(fā)展工程（項(xiàng)目）”、“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”［1］及“模塊化”課程改革之際，培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力、實(shí)踐能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力是教學(xué)改革的重點(diǎn)［2］。在此結(jié)合土建專(zhuān)業(yè)課程發(fā)展特點(diǎn)［3］，對(duì)專(zhuān)業(yè)核心課程隧道工程［4］1-9進(jìn)行模塊化教學(xué)改革研究，以期達(dá)到應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，從而為相關(guān)專(zhuān)業(yè)及課程提供實(shí)用有效的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)。

一、隧道工程教學(xué)現(xiàn)存問(wèn)題

1.課程內(nèi)容與工程實(shí)際脫離

目前我國(guó)正處于道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要時(shí)期，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，新的科學(xué)理論、施工技術(shù)、材料及裝備儀器不斷涌現(xiàn)，使得很多在工程實(shí)踐需要應(yīng)用掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)在課堂學(xué)不到，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)合課本所學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)相脫離。這也是學(xué)校教學(xué)內(nèi)容及四年學(xué)習(xí)實(shí)踐的有限性與實(shí)際工程應(yīng)用的具體及廣泛性的矛盾所在，因而不能滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)土建人才的要求。在課程教學(xué)時(shí)，不少教師是填鴨式教學(xué)，并且缺乏認(rèn)真構(gòu)思課程內(nèi)容及相互知識(shí)間的銜接，使得學(xué)生不能充分掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)而影響所培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)踐中的專(zhuān)業(yè)能力。

2.授課教師缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

在高校擴(kuò)招的大趨勢(shì)下，高校教師需求量也在加大，導(dǎo)致部分新進(jìn)年輕專(zhuān)業(yè)教師的轉(zhuǎn)變是由學(xué)校到學(xué)校的模式，缺乏工程實(shí)踐的現(xiàn)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)，這也與應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)下的“雙師型教師（即教師與工程師）”要求存在矛盾。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，新的科學(xué)理論、施工技術(shù)、材料及裝備儀器不斷涌現(xiàn)，部分授課教師在講授時(shí)忽視科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，主要結(jié)合自己專(zhuān)業(yè)研究的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行講授，使得很多在工程實(shí)踐需要應(yīng)用掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)在課堂學(xué)不到，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)合課本所學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)相脫離，以致制約地方高校卓越工程師培養(yǎng)的目標(biāo)。

3.課程內(nèi)容多，教學(xué)學(xué)時(shí)少

目前多數(shù)大學(xué)土建專(zhuān)業(yè)的教材都是將隧道工程與地下工程結(jié)合在一本書(shū)上進(jìn)行教學(xué)，我校教學(xué)大綱安排學(xué)時(shí)共計(jì)32學(xué)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況以陳秋南主編隧道工程為教學(xué)教材，課本共計(jì)14章，涉及到工程勘測(cè)、建筑結(jié)構(gòu)、圍巖壓力與支護(hù)結(jié)構(gòu)、隧道施工方法、鉆爆作業(yè)、掘進(jìn)機(jī)施工、隧道施工組織及維護(hù)等內(nèi)容。由此可見(jiàn)教學(xué)內(nèi)容編排廣泛、課時(shí)安排量偏少，教師在授課時(shí)對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)只能進(jìn)行側(cè)重講解，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的連貫性存在一定問(wèn)題，進(jìn)而影響課程的教學(xué)質(zhì)量。

4.學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)薄弱，缺乏自律學(xué)習(xí)、夯實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的精神

僅以我校為例，學(xué)生多數(shù)是來(lái)自貴州省本地，且以畢節(jié)市周邊為主，在學(xué)生間存在文化知識(shí)薄弱、自主學(xué)習(xí)能力差、學(xué)習(xí)氛圍不濃厚、缺乏追求進(jìn)步的精神等諸多問(wèn)題。再者，在學(xué)校要求下對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)要求較低也助長(zhǎng)了學(xué)生不思學(xué)習(xí)的情況。結(jié)合上述教學(xué)存在的客觀問(wèn)題，學(xué)生的不思學(xué)習(xí)、不愛(ài)學(xué)習(xí)更對(duì)我校卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃所要求掌握“專(zhuān)而精”的專(zhuān)業(yè)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。

二、隧道工程模塊化教學(xué)改革思路研究

1.舉例分析，關(guān)聯(lián)生活，激發(fā)興趣

興趣是學(xué)習(xí)的一大動(dòng)力，對(duì)于心智較為成熟的大學(xué)生而言，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是較為有效的方式。作為工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生，通過(guò)明白專(zhuān)業(yè)知識(shí)有哪些、有什么用、怎么用，再結(jié)合工程實(shí)踐通常能激發(fā)學(xué)生的好奇心及學(xué)習(xí)興趣。所以，在隧道工程的教學(xué)中，可以以工程實(shí)例為開(kāi)端來(lái)帶動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的講授，比如在講授緒論部分時(shí)，筆者導(dǎo)入新課內(nèi)容如下：隧道工程是一門(mén)古老的學(xué)科，數(shù)千年前人類(lèi)就掌握了開(kāi)挖隧道的技術(shù)。火藥的發(fā)明及工業(yè)革命標(biāo)志著現(xiàn)代隧道開(kāi)挖技術(shù)的日益發(fā)展，第一座隧道是建于1826-1830年的英國(guó)鐵路隧道。由于機(jī)械化水平的提升，我國(guó)于20世紀(jì)80年代在大瑤山隧道施工中開(kāi)始應(yīng)用大型全液壓鉆孔臺(tái)車(chē)，并取得了有效的施工質(zhì)量及社會(huì)效益。實(shí)踐證明，通過(guò)關(guān)聯(lián)生活舉例分析教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出較大的學(xué)習(xí)興趣，且和教師互動(dòng)也較為頻繁。

2.轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式，增強(qiáng)教學(xué)的豐富性

在傳統(tǒng)古老教學(xué)模式下，如筆者在中小學(xué)受教育過(guò)程中，教師主要采用板書(shū)進(jìn)行講授和推導(dǎo)。在教學(xué)硬件的不斷完善下，多媒體授課又成為受教師依賴(lài)的教學(xué)手段，首先僅僅依靠播放PPT進(jìn)行死板的知識(shí)講授已經(jīng)不能滿(mǎn)足學(xué)生的要求，因?yàn)樽鳛橘Y訊日益發(fā)達(dá)的社會(huì)，學(xué)生依靠自己聚能借助互聯(lián)網(wǎng)及MOOC等網(wǎng)上資源進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，而教師若死板播放PPT進(jìn)行知識(shí)的無(wú)趣教授，對(duì)比學(xué)生自學(xué)，其教學(xué)效果不顯著。所以在“卓越工程師培養(yǎng)”計(jì)劃下，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式，以PPT的生動(dòng)形象結(jié)合板書(shū)的重點(diǎn)歸納來(lái)進(jìn)行教學(xué)，并在課堂上增加師生間針對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的互動(dòng)，由于學(xué)生提問(wèn)以涉及工程實(shí)踐為主，不但使學(xué)生對(duì)知識(shí)達(dá)到融會(huì)貫通的掌握，同時(shí)這也有助于我校應(yīng)用技術(shù)型人才目標(biāo)的培養(yǎng)。

3.改善教學(xué)順序，提升教學(xué)連貫性

隧道工程是一門(mén)工程實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，主要涉及內(nèi)容有隧道圍巖壓力分級(jí)、隧道勘測(cè)及選線(xiàn)設(shè)計(jì)、襯砌結(jié)構(gòu)種類(lèi)及穩(wěn)定計(jì)算、隧道施工方法、隧道維護(hù)運(yùn)營(yíng)等基本知識(shí)及基本理論。對(duì)于12級(jí)土木工程班學(xué)生來(lái)說(shuō)，例如工程地質(zhì)中涉及到的圍巖壓力分級(jí)及道路工程中涉及的勘測(cè)、選線(xiàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容在原有學(xué)習(xí)中均有所涉及，如果再對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解，不但會(huì)造成講授學(xué)時(shí)的短缺，也會(huì)使部分同學(xué)失去學(xué)習(xí)興趣，畢竟對(duì)他們來(lái)說(shuō)等于知識(shí)的重復(fù)講授。所以在筆者的教學(xué)過(guò)程中，在保證教學(xué)連貫性的基礎(chǔ)上調(diào)整了部分內(nèi)容的講授順序，旨在突出課程的知識(shí)重點(diǎn)及工程實(shí)踐。比如在教學(xué)中，圍巖壓力及分級(jí)內(nèi)容繁瑣枯燥，但在隧道施工方法及隧道常見(jiàn)問(wèn)題之后講授圍巖壓力及分級(jí)的知識(shí)，可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的通悟性。從而在上課伊始就吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)注重教學(xué)知識(shí)的連貫性來(lái)保證學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一體性。

4.強(qiáng)化教師水平并結(jié)合實(shí)踐知識(shí)開(kāi)展實(shí)踐課堂

教師以教書(shū)育人為己任，但教師的實(shí)際水平及認(rèn)真與否決定教學(xué)質(zhì)量，這也是學(xué)生對(duì)老師教學(xué)評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。這也就要求教師要強(qiáng)化自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平并且做到認(rèn)真負(fù)責(zé)。我校土木工程專(zhuān)業(yè)作為典型工科專(zhuān)業(yè)，目前已與畢節(jié)市融達(dá)路橋等十余家施工單位開(kāi)展校企合作，進(jìn)而專(zhuān)業(yè)教師能夠深入工程現(xiàn)場(chǎng)一線(xiàn)來(lái)學(xué)習(xí)，從而作為教師能夠結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)把工程施工、工程設(shè)計(jì)等諸多相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)融入到教學(xué)中，豐富了教學(xué)的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的積極性。比如目前在云南成昆線(xiàn)某鐵路隧道施工掘進(jìn)過(guò)程中，掘進(jìn)施工遇到含石膏、芒硝的鹽巖地層，如何調(diào)整施工方法并采取什么穩(wěn)定措施來(lái)保證隧道圍巖穩(wěn)定成為實(shí)踐課堂中大家積極討論的熱點(diǎn)，從而極大提升了學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)型知識(shí)的能力。

5.梳理課程內(nèi)容，開(kāi)展模塊化教學(xué)

作為土木工程專(zhuān)業(yè)，通常分為道路與橋梁、房屋建筑、巖土工程三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，這是一種精細(xì)化培養(yǎng)方式。同樣具體到一門(mén)課程來(lái)講，教師若能夠合理恰當(dāng)?shù)厥崂碚n程知識(shí)，通過(guò)內(nèi)容劃分形成精細(xì)化的教學(xué)板塊，使學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中接受模塊化教學(xué)，不但能夠加深學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，同時(shí)也能夠借助模塊化教學(xué)使教學(xué)知識(shí)環(huán)環(huán)相扣進(jìn)而提升學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的連貫性及課下自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。對(duì)隧道工程課程而言，依據(jù)模塊化教學(xué)原則，可將教學(xué)內(nèi)容分為三部分即隧道基礎(chǔ)、隧道施工、隧道施工組織及運(yùn)營(yíng)。下面以隧道施工部分為例淺談模塊化教學(xué)：隧道施工受制于地質(zhì)差異、工作面狹窄等條件，需要針對(duì)具體情況選擇適當(dāng)施工方法，如傳統(tǒng)礦山法、新奧法、明挖法、盾構(gòu)法、沉管法、頂管法等多種施工方法［4］146-185。針對(duì)使用廣泛的新奧法，又具體細(xì)分為全斷面法、臺(tái)階法以及分部開(kāi)挖法，其中各施工方法的采用又由工程的重要性、地質(zhì)條件、機(jī)械水平等條件來(lái)決定。以臺(tái)階法為例，它是新奧法中適用性最廣的施工方法，多適用于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖中，根據(jù)臺(tái)階的長(zhǎng)度有長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法、超短臺(tái)階法三種方式，可以看出通過(guò)模塊化教學(xué)方式，教學(xué)內(nèi)容自成系統(tǒng)且環(huán)環(huán)相扣，具有實(shí)用的連貫性，為我校培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才提供了有效經(jīng)驗(yàn)。

圖1　隧道工程施工方法模塊化教學(xué)示意圖

6.調(diào)整并完善教學(xué)考核方式

教學(xué)的目的是使學(xué)生能夠掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，模塊化教學(xué)是涉及教學(xué)內(nèi)容的新型模式，教學(xué)效果提升與否可以通過(guò)考核學(xué)生的接受程度以及知識(shí)內(nèi)容的掌握程度來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也就要求在“卓越工程師培養(yǎng)”目標(biāo)下確立行之有效的考核方式?？己烁母锏哪繕?biāo)是使學(xué)生掌握基本理論、基本知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)職業(yè)素養(yǎng)與專(zhuān)業(yè)技能，提高分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，成為具有較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的高技能人才。目前我?？己顺煽?jī)采取期末成績(jī)及平時(shí)成績(jī)各占50%的方式，這給授課教師極大的空間來(lái)調(diào)整和完善針對(duì)自身課程特點(diǎn)的考核方式，比如針對(duì)作為實(shí)踐性的隧道工程，筆者僅以40%的比例來(lái)考核學(xué)生的課堂紀(jì)律、缺曠課等內(nèi)容，其余60%（即考核成績(jī)中的30分）主要分配在學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、課堂問(wèn)題的互動(dòng)、實(shí)踐問(wèn)題的思考以及隧道工程實(shí)踐知識(shí)的應(yīng)用等諸多方面，從而保證在應(yīng)用技術(shù)型人才目標(biāo)下專(zhuān)業(yè)知識(shí)的適用性及實(shí)踐性。

三、主要結(jié)論

針對(duì)我校卓越工程師培養(yǎng)下的模塊化教學(xué)改革，筆者以上學(xué)期所講授隧道工程為例，結(jié)合課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及課后反思，特對(duì)隧道工程教學(xué)現(xiàn)存問(wèn)題做了歸納總結(jié)，并針對(duì)隧道工程模塊化教學(xué)進(jìn)行了改革研究，通過(guò)增強(qiáng)授課內(nèi)容的連接性、實(shí)用性及實(shí)踐性，為我校培養(yǎng)一線(xiàn)優(yōu)秀工程師人才的改革目標(biāo)做出了積極探索。實(shí)踐表明，因勢(shì)利導(dǎo)地采用新形勢(shì)下的模塊化教學(xué)方法，讓學(xué)生感到課程的實(shí)用性及條理性，才能取得較好的教學(xué)效果，并提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，也為學(xué)生日后的工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］李方慧，趙永江，孟凡.基于卓越工程師教育計(jì)劃的土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革［J］.高等建筑教育，2012（12）: 40-42

［2］丁梅龍.高職《工程力學(xué)》課程優(yōu)化教學(xué)的探討［J］.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（1）:67-69.

［3］王建，劉勝吉.工科大學(xué)生工程素質(zhì)拓展和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)與實(shí)踐［J］.社科縱橫，2010（5）:142-143.

［4］陳秋南.隧道工程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

Study on Teaching Reform of Tunnel Engineering based on Outstanding Engineers Training —Taking Guizhou University of Engineering Science as an Example

LI Er-qiang，LUO Ai-zhong，LI Li-feng
（School of Civil Engineering，Guizhou University of Engineering Science，Bijie，Guizhou551700，China）

According to the"excellence engineers education program"，there are new requirements of professional knowledge for the students.As the promotion of"modular"curriculum reforms in our school，research on civil engineering’s tunnel engineering teaching reform are carried out.Based on the existing problems of tunnel engineering teaching，then carried out the tunnel engineering teaching reform research，through improving the students’interest in learning professional knowledge and professional practice，then lay a solid foundation for the engineering practice of students in the future，the application of technology training for the school's front line excellence engineers made an active exploration.

Excellence Engineers；Tunnel Engineering；Teaching Reform

O319.56

A

2096-0239（2016）03-0157-04

（責(zé)編：葉莉責(zé)校：明茂修）

2016-03-16

貴州省卓越土木工程師人才培養(yǎng)計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)：黔教高發(fā)〔2015〕337號(hào)；土木工程貴州省專(zhuān)業(yè)綜合改革項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：黔教高發(fā)［2013］446號(hào)；地方高校土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)模式與特色培養(yǎng)研究，項(xiàng)目編號(hào)：黔教高發(fā)［2013］446號(hào)；畢節(jié)學(xué)院教改基金《基于模塊化的“土木工程”專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系》，項(xiàng)目編號(hào)：JG201501。

李二強(qiáng)（1987-），男，河南駐馬店人，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院土木建筑工程學(xué)院教師，碩士。研究方向：巖土力學(xué)與巷道支護(hù)。