以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)下城市地下工程方向?qū)嵺`教學(xué)體系的構(gòu)建

唐東旗 李棟棟 張煥芳 楊真真

摘 要：以實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的，構(gòu)建城市地下工程方向?qū)嵺`教學(xué)體系是當(dāng)前社會(huì)對(duì)人才需求的定位。通過(guò)工程素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、綜合實(shí)踐、創(chuàng)新思維等模塊化方式對(duì)該專(zhuān)業(yè)方向?qū)嵺`教學(xué)體系進(jìn)行了重新構(gòu)建，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；城市地下工程方向；實(shí)踐教學(xué)體系；構(gòu)建

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）13-0036-03

Abstract： On the purpose of cultivating practical innovation ability， the construction of the practical teaching system for the direction of urban underground engineering is the demand of talents for the current society. Through the modular way of Engineering literacy， experimental ability， comprehensive practice and innovative thinking， the practice teaching system of this major is reconstructed， which lays the foundation for the cultivation of innovative talents.

Keywords： innovation； direction of urban underground engineering； practice teaching system； construction

前言

當(dāng)前社會(huì)中，發(fā)展與創(chuàng)新是永恒的主題，學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是大學(xué)教育的重點(diǎn)，如何來(lái)構(gòu)建合理的實(shí)踐課程體系培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力則是作為目前專(zhuān)業(yè)發(fā)展中需要著重解決的關(guān)鍵問(wèn)題。城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)2002年在中南大學(xué)開(kāi)始舉辦，到2010年時(shí)開(kāi)辦學(xué)校為10所，但到2017年，全國(guó)開(kāi)設(shè)該專(zhuān)業(yè)的學(xué)校已達(dá)到39所，該專(zhuān)業(yè)被譽(yù)為物以稀為貴的十大專(zhuān)業(yè)之一，認(rèn)為是開(kāi)向春天的地鐵。然而，由于高校背景不一，涉及地礦、核能、交通、建筑、水利、鐵道等不同行業(yè)，辦學(xué)特色鮮明，雖然課程理論教學(xué)基本都可以滿足要求，但作為培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)卻給高校帶來(lái)了難題，同時(shí)該專(zhuān)業(yè)尚未成立教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)，專(zhuān)業(yè)建設(shè)缺乏統(tǒng)一指導(dǎo)[1]，使得城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)與發(fā)展難度較大，這點(diǎn)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)尤為明顯。由于實(shí)踐教學(xué)體系尚未構(gòu)建，對(duì)所開(kāi)設(shè)的實(shí)踐課程的要求也各不相同。目前，城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)大多是依托巖土工程專(zhuān)業(yè)，但該專(zhuān)業(yè)已經(jīng)超出巖土工程專(zhuān)業(yè)的范疇，要建設(shè)好城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)尚需城市規(guī)劃、結(jié)構(gòu)工程等專(zhuān)業(yè)的支撐。

構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐課程體系是提升學(xué)生實(shí)踐能力、就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的重要途徑。當(dāng)前，向應(yīng)用技術(shù)類(lèi)型轉(zhuǎn)型發(fā)展是地方本科院?？朔c化解發(fā)展中的問(wèn)題，是繼續(xù)生存與發(fā)展的必然選擇[2]。地方本科院校在轉(zhuǎn)型發(fā)展過(guò)程中，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，而科學(xué)合理的實(shí)踐課程體系是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要保障。

一、該專(zhuān)業(yè)的現(xiàn)狀

許昌學(xué)院土木工程學(xué)院成立于2011年，城市地下工程作為土木工程專(zhuān)業(yè)的一個(gè)方向于2015年開(kāi)始獨(dú)立招生，每年計(jì)劃招生35人，目前該方向擁有學(xué)生108人。該方向目前擁有專(zhuān)職教師9人，教授1人，副教授2人，博士3人，碩士5人，多為40歲以下。為了確保該專(zhuān)業(yè)方向培養(yǎng)計(jì)劃的順利實(shí)施，土木工程學(xué)院制定了相關(guān)的保障措施，新建流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，擴(kuò)建土工實(shí)驗(yàn)室和巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并和地方企業(yè)簽訂了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐課程體系，努力提高實(shí)踐教學(xué)和人才培養(yǎng)的水平，不斷提升學(xué)生實(shí)踐的能力和人才培養(yǎng)的質(zhì)量，融入地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，更好地服務(wù)城市地下空間工程行業(yè)。

二、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)體系構(gòu)成

作為工科專(zhuān)業(yè)，在培養(yǎng)方案制定過(guò)程中把各類(lèi)實(shí)踐課程分模塊進(jìn)行了劃分（表1），既有工程素養(yǎng)的培育模塊，也開(kāi)設(shè)了大量的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的操作模塊，同時(shí)也開(kāi)設(shè)了為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)課程，還開(kāi)設(shè)了大量的實(shí)習(xí)和軟件培訓(xùn)課程。學(xué)分構(gòu)成中，各類(lèi)模塊學(xué)分分別為12學(xué)分、6.5學(xué)分、14學(xué)分和18學(xué)分，每16學(xué)時(shí)為1個(gè)學(xué)分，實(shí)習(xí)為每周1 個(gè)學(xué)分。

三、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

（一）創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的原則

城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系上與土木工程專(zhuān)業(yè)的要求不盡相同，強(qiáng)調(diào)以地下巖土建筑結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，研究對(duì)象的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，因而其實(shí)踐教學(xué)體系在構(gòu)建上應(yīng)充分體現(xiàn)城市規(guī)劃、結(jié)構(gòu)工程和巖土工程等專(zhuān)業(yè)內(nèi)容。該專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建要表現(xiàn)為綜合性、科學(xué)性、合理性，同時(shí)還要易于操作，在該專(zhuān)業(yè)體系構(gòu)建過(guò)程中，要堅(jiān)持以模塊化為基礎(chǔ)，豐富和發(fā)展模塊化的內(nèi)容。

（二）實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建方案

該專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建時(shí)要充分考慮專(zhuān)業(yè)方向的要求，滿足社會(huì)的需求，還要滿足創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的培育要求。這要求整個(gè)方案既要能夠體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)所培養(yǎng)人才基本工程素養(yǎng)的需要，還要具有較高的創(chuàng)新性素質(zhì)。為此，我們?cè)谂囵B(yǎng)方案的制定上首先要求培養(yǎng)的學(xué)生具有良好的創(chuàng)新素養(yǎng)；其次，要求掌握基本的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)操作技能；第三，通過(guò)各類(lèi)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)科競(jìng)賽來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維；第四，在一定理論基礎(chǔ)上，通過(guò)一定量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)來(lái)達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

四、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建途徑

（一）創(chuàng)新素養(yǎng)培育

為了培養(yǎng)學(xué)生良好的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力（圖1），我們專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了軍事理論與軍訓(xùn)，工程實(shí)訓(xùn)、社會(huì)實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐等課程。通過(guò)軍事理論和軍訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)吃苦耐勞的精神；讓大一和大二的通過(guò)工程實(shí)訓(xùn)的操作，對(duì)將來(lái)工程施工過(guò)程中所遇到的各類(lèi)機(jī)械問(wèn)題有了初步了解；通過(guò)不同類(lèi)型的社會(huì)實(shí)踐，讓學(xué)生了解社會(huì)發(fā)展過(guò)程中存在的各類(lèi)問(wèn)題，同時(shí)依靠團(tuán)隊(duì)研討找到解決方案和合理措施。通過(guò)這些課程的學(xué)習(xí)，培育學(xué)生一定的創(chuàng)新理論和觀察能力。

為了培養(yǎng)學(xué)生良好的思想道德和打下良好的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力，在培養(yǎng)方案制定時(shí)設(shè)置了通識(shí)課的實(shí)踐教學(xué)和學(xué)科基礎(chǔ)課（大學(xué)物理和大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程）的實(shí)踐教學(xué)。

（二）基本實(shí)驗(yàn)操作能力培養(yǎng)

專(zhuān)業(yè)操作技能是工科專(zhuān)業(yè)必備的一項(xiàng)能力，現(xiàn)在土木工程學(xué)院擁有工程材料實(shí)驗(yàn)室、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、巖土與工程監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室和流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，完全能夠滿足學(xué)生開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室制定了嚴(yán)格的開(kāi)放制度，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理，建立網(wǎng)上預(yù)約平臺(tái)和基于手機(jī)app的預(yù)約平臺(tái)建設(shè)。鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新性、綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，建立一定的研討小組。

作為一名工科學(xué)生，擁有一定的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力是必須的，為此開(kāi)設(shè)了土木工程材料、材料力學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)、流體力學(xué)等課程實(shí)驗(yàn)（圖2），這些課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中既有基本的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，也有綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)考核，強(qiáng)調(diào)過(guò)程監(jiān)控，嚴(yán)格考核，在設(shè)計(jì)分組時(shí)，要求每三人一組，每個(gè)人都要進(jìn)行操作一次，如若請(qǐng)假，則必須銷(xiāo)假和補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)，如不補(bǔ)做則該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目記零分?？己瞬捎矛F(xiàn)場(chǎng)抽簽，抽完簽立即開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，現(xiàn)場(chǎng)打分。這種方式的實(shí)行，也激發(fā)了同學(xué)們實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，同學(xué)們反饋信息也較好。

（三）綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)

實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，實(shí)習(xí)不同于課堂教學(xué)，它是把課堂教學(xué)活動(dòng)搬到了社會(huì)實(shí)際工作中，學(xué)生接觸實(shí)際工程問(wèn)題獲得工程技術(shù)的操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

為了提高學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能提升（圖3），我們先后采用了課程實(shí)習(xí)和綜合實(shí)習(xí)相結(jié)合；課程實(shí)習(xí)主要包括了工程地質(zhì)實(shí)習(xí)和工程測(cè)量實(shí)習(xí)，工程地質(zhì)實(shí)習(xí)是將學(xué)生帶到嵩山地區(qū)來(lái)開(kāi)展，主要包括了各類(lèi)巖性的識(shí)別、邊坡工程、基坑工程、道路工程、工程地質(zhì)等方面的內(nèi)容；綜合技能實(shí)習(xí)包括了大一新生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)，主要是帶領(lǐng)同學(xué)在學(xué)校周邊針對(duì)將來(lái)要學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容進(jìn)行初步的了解；綜合實(shí)習(xí)采用到各個(gè)企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行；生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)采用學(xué)生分散與集中相結(jié)合、校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行，在實(shí)習(xí)中通過(guò)視頻、電話等形式加強(qiáng)校企溝通和對(duì)學(xué)生管理；巖土工程應(yīng)用軟件培訓(xùn)主要是讓學(xué)生練習(xí)操作巖土相關(guān)軟件，目前主要包括midas gts、理正巖土軟件和理正深基坑軟件。

（四）創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)

知識(shí)是人們?cè)诟脑焓澜鐚?shí)踐中，所獲得的對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，是對(duì)已知世界的了解，創(chuàng)新是對(duì)未知領(lǐng)域的探索。知識(shí)是創(chuàng)新的必要條件，創(chuàng)新成果應(yīng)該是知識(shí)樹(shù)上開(kāi)出來(lái)的鮮花。古人云，“知愈博則思愈遠(yuǎn)”，創(chuàng)造需要知識(shí)原料，創(chuàng)新的前提是繼承，創(chuàng)新才能的培育離不開(kāi)廣博扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)[3]，創(chuàng)新成果應(yīng)該是知識(shí)樹(shù)上開(kāi)出來(lái)的鮮花。

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力（圖4），開(kāi)設(shè)了在一定理論知識(shí)引領(lǐng)下的課程設(shè)計(jì)，主要包括了基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)、地下空間規(guī)劃課程設(shè)計(jì)、地下建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、地下工程施工課程設(shè)計(jì)、深基坑支護(hù)課程設(shè)計(jì)，以及綜合性的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上鼓勵(lì)大學(xué)生積極參加“城市地下空間工程大學(xué)生模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽”、“土木工程結(jié)構(gòu)模型大賽”、“挑戰(zhàn)杯”等全國(guó)性的大學(xué)生創(chuàng)新大賽，以及土木工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的“手工制圖大賽”等校級(jí)專(zhuān)業(yè)大賽。學(xué)生先后獲得全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)模型大賽、省級(jí)結(jié)構(gòu)模型大賽的二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，通過(guò)這些活動(dòng)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（五）科學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)培育

為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)研究基本技能的培育，采用了以下幾點(diǎn)做法：

1. 組建興趣小組，每個(gè)組3-5人，每組有一名小組長(zhǎng)和一名指導(dǎo)教師，小組長(zhǎng)每周的周末組織大家在一起找一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行研討，針對(duì)大家的研討結(jié)果由指導(dǎo)老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；

2. 積極鼓勵(lì)學(xué)生參與申請(qǐng)大學(xué)生科研項(xiàng)目和創(chuàng)青春大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的申請(qǐng)，通過(guò)寫(xiě)申請(qǐng)書(shū)，讓學(xué)生知道如何查閱文獻(xiàn)，內(nèi)容如何組織，如何提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的途徑。截止目前，先后有8名同學(xué)成功申請(qǐng)到校級(jí)大學(xué)生科研項(xiàng)目。

3. 積極參與到教師的科研隊(duì)伍中來(lái)，了解所參與項(xiàng)目和方向的科學(xué)前沿，學(xué)習(xí)文獻(xiàn)檢索技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作技能，真正達(dá)到學(xué)生畢業(yè)時(shí)擁有豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能，能夠快速融入到為企業(yè)和社會(huì)服務(wù)中去。

五、存在的問(wèn)題

1. 實(shí)習(xí)地點(diǎn)選擇難，學(xué)校處在地級(jí)市，地下空間開(kāi)發(fā)剛剛起步，同時(shí)也沒(méi)有地鐵等重大工程，給實(shí)習(xí)地點(diǎn)的選擇造成困難。

2. 實(shí)踐經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，由于該專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)習(xí)地點(diǎn)較為分散，并且多不在本地，這也造成所需要經(jīng)費(fèi)較多，給專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)帶來(lái)了很大困難。

3.教師工程實(shí)踐能力有待提升，教師多為從高校到高校，生產(chǎn)實(shí)踐能力不足。

六、結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)城市地下工程專(zhuān)業(yè)方向而言，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下的模塊化實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建，使得培養(yǎng)方案更為清晰，操作更為簡(jiǎn)便，通過(guò)模塊化方案的構(gòu)建，細(xì)化實(shí)踐內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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