安全工程專(zhuān)業(yè)本科必修課程《城市地鐵施工與安全》建設(shè)

孔祥國(guó) 成連華 李超 蔡雨初

摘? 要：我國(guó)城市地鐵的快速發(fā)展，地鐵車(chē)站、區(qū)間隧道等施工過(guò)程中事故頻頻發(fā)生，培養(yǎng)一批在地鐵施工領(lǐng)域從事安全技術(shù)和管理的專(zhuān)業(yè)型人才勢(shì)在必行，在安全工程專(zhuān)業(yè)本科生教育中開(kāi)設(shè)《城市地鐵施工與安全》顯得尤為必要。將城市地鐵施工技術(shù)與安全學(xué)原理結(jié)合形成了以“地鐵施工方法為基礎(chǔ)，以風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和防控為目標(biāo)”的教學(xué)內(nèi)容，嘗試了“傳統(tǒng)授課+翻轉(zhuǎn)課堂+互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)+實(shí)踐教學(xué)”的教學(xué)方法?！冻鞘械罔F施工與安全》的開(kāi)設(shè)將進(jìn)一步拓展安全工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生就業(yè)渠道，豐富安全科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科的內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：城市地鐵;施工技術(shù);安全學(xué)原理;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2021）06-0132-04

Abstract： With the rapid development of urban subway in China， accidents occur frequently in the construction process of subway stations and tunnels. It is imperative to cultivate a group of professional talents engaged in safety technology and management in the field of subway construction. It is particularly necessary to set up "urban subway construction and safety" in the undergraduate education of safety engineering major. Combining the construction technology of urban subway with the principle of safety， the teaching content of "subway construction method as the basis， risk identification and prevention as the goal" is formed， and the teaching method of "traditional teaching + flipped classroom + Internet Learning + practical teaching" is tried. The opening of "urban subway construction and safety" will further expand the employment channels of safety engineering students and enrich the connotation of safety science and engineering as first level discipline.

Keywords： urban subway; construction technology; safety principle; teaching content; teaching method

引言

西安科技大學(xué)“安全工程”專(zhuān)業(yè)起源于礦井通風(fēng)與安全專(zhuān)業(yè)，該專(zhuān)業(yè)歷經(jīng)西北工學(xué)院、西安交通大學(xué)、西安礦業(yè)學(xué)院、西安科技大學(xué)不同時(shí)期70多年的發(fā)展，成為陜西省名牌專(zhuān)業(yè)、陜西省特色專(zhuān)業(yè)、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施專(zhuān)業(yè)、國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)。“安全工程”專(zhuān)業(yè)依托國(guó)家一級(jí)學(xué)科“安全科學(xué)與工程”，該學(xué)科是“國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科”，在2017年教育部第四輪學(xué)科評(píng)估中獲評(píng)A-（全國(guó)并列第三）。在2019年，西安科技大學(xué)“安全工程”專(zhuān)業(yè)獲批首批國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)，迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)，同時(shí)也明確了更高的要求。

根據(jù)《西安科技大學(xué)安全工程本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案2020版》的要求，安全工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)知識(shí)、能力、素質(zhì)全面發(fā)展，理論基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)，掌握安全科學(xué)、安全管理、安全技術(shù)和職業(yè)健康等方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，具有創(chuàng)新意識(shí)和國(guó)際視野，能夠在政府或礦山、建筑、工貿(mào)等行業(yè)領(lǐng)域的企事業(yè)單位從事安全管理、安全技術(shù)研究、安全產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、安全工程設(shè)計(jì)、安全評(píng)價(jià)、安全咨詢(xún)與培訓(xùn)等工作的復(fù)合型人才。

《城市地鐵施工與安全》是新開(kāi)設(shè)的建筑安全方向的必修課程，其設(shè)置的出發(fā)點(diǎn)是適應(yīng)我國(guó)城市地鐵發(fā)展的趨勢(shì)，培養(yǎng)一批能夠在地鐵施工領(lǐng)域從事安全技術(shù)和管理的人才，為我國(guó)城市地鐵施工保駕護(hù)航。

一、課程建設(shè)背景

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化率逐步提高，城市人口日漸增多，城市交通壓力越來(lái)越大[1]。而人民生活質(zhì)量的提升，對(duì)出行速度性和便利性要求也逐漸提高。城市軌道交通以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而受到眾多城市的歡迎，不僅方便快捷，而且綠色環(huán)保。而地鐵作為城市軌道交通方式之一，2018年末在我國(guó)運(yùn)營(yíng)線路占城市軌道交通的比例達(dá)到78.23%。

地鐵交通極大地提高了人民的出行效率，我國(guó)各大城市均在規(guī)劃地鐵線路。在地鐵車(chē)站、區(qū)間、車(chē)輛段的施工建設(shè)過(guò)程中，像諸如基坑倒塌、盾構(gòu)巷道涌水涌砂、開(kāi)挖面失穩(wěn)、地下管道破壞等事故頻發(fā)，嚴(yán)重的影響了施工進(jìn)度、造成作業(yè)人員生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失[1-3]。那么，如何保障地鐵工程施工的安全性？培養(yǎng)一批地鐵工程領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才勢(shì)在必行。

將“安全工程”專(zhuān)業(yè)的安全學(xué)原理、安全系統(tǒng)工程和安全管理學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于地鐵施工領(lǐng)域，辨識(shí)危險(xiǎn)源、分析事故發(fā)生機(jī)理、提出防控對(duì)策和措施等;結(jié)合地鐵施工技術(shù)、工藝流程、作業(yè)原理等，形成系統(tǒng)的地鐵施工領(lǐng)域安全技術(shù)和管理。因此，《城市地鐵施工與安全》課程被提出，拓展“安全工程”專(zhuān)業(yè)學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域，豐富安全工程的內(nèi)涵。

二、課程教學(xué)內(nèi)容

《城市地鐵施工與安全》最早開(kāi)設(shè)于2019年3月，總學(xué)時(shí)為32課時(shí)，為“安全工程”專(zhuān)業(yè)建筑安全方向的必修課。已給安全工程2016級(jí)、2017級(jí)進(jìn)行了授課，受到同學(xué)們的一致好評(píng)。為了更好地給學(xué)生傳播系統(tǒng)的地鐵施工技術(shù)和安全知識(shí)的應(yīng)用，授課教師和團(tuán)隊(duì)認(rèn)真編寫(xiě)了教學(xué)大綱、反復(fù)修改撰寫(xiě)教案、精心設(shè)計(jì)課程多媒體課件，將教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)呈現(xiàn)。

本課程為綜合性的、前沿性的“安全工程”專(zhuān)業(yè)必修課，其涉及巖土工程、地下工程和安全科學(xué)與工程等多個(gè)學(xué)科，如何將知識(shí)融匯貫通，使學(xué)生掌握安全工程理論知識(shí)在地鐵施工領(lǐng)域的應(yīng)用。課程教學(xué)內(nèi)容將從地鐵施工的全過(guò)程來(lái)細(xì)致講授《城市地鐵施工與安全》，包括城市軌道交通概述、地鐵施工前期準(zhǔn)備工作、地鐵施工采用的不同工法（明挖法、暗挖法、蓋挖法和盾構(gòu)法）、地鐵軌道鋪設(shè)和地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理。每種工法將從基本概念，施工原理，施工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和事故案例等，課程主要內(nèi)容見(jiàn)表1。

三、課程教學(xué)方法

（一）豐富傳統(tǒng)教學(xué)方法

多媒體教學(xué)演示與教師講授已成為大部分課程的常規(guī)教學(xué)方法，如何豐富傳統(tǒng)教學(xué)方法，是吸引同學(xué)們認(rèn)真聽(tīng)課，提高授課效果的重要思想[4-5]。授課前，教師認(rèn)真用心設(shè)計(jì)多媒體課件，從學(xué)生角度去思考課程內(nèi)容。在PPT設(shè)計(jì)中，將授課內(nèi)容系統(tǒng)化、便于學(xué)生掌握體系框架，如地鐵施工前期準(zhǔn)備工作、明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法和軌道施工采用統(tǒng)一知識(shí)框架，均從基本概念、施工工藝、風(fēng)險(xiǎn)及措施、事故案例等基本結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，然后再在每個(gè)大課題下細(xì)化子課題，進(jìn)一步分解;為了便于學(xué)生將多媒體知識(shí)和學(xué)生教學(xué)用書(shū)內(nèi)容有機(jī)聯(lián)系，在多媒體PPT上標(biāo)出每個(gè)知識(shí)點(diǎn)在課本的出處;另外，避免課程內(nèi)容枯燥程度，力求圖多于文字，將晦澀難懂的文字用圖像、視頻來(lái)生動(dòng)地呈現(xiàn)，如關(guān)于地鐵施工蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法和蓋挖順作法可通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示來(lái)清晰表達(dá)其施工過(guò)程及區(qū)別。授課過(guò)程中，教師要反復(fù)引導(dǎo)同學(xué)們掌握基本概念，增強(qiáng)學(xué)生記憶;同時(shí)，細(xì)致講解課程主要內(nèi)容，并結(jié)合最新科研成果、教學(xué)模型（如盾構(gòu)機(jī)實(shí)物模型）、學(xué)生互動(dòng)等多角度、多層次、全方位把知識(shí)點(diǎn)講透徹、說(shuō)明白。授課過(guò)程中，教師要以得體的穿著、優(yōu)美的聲音、優(yōu)雅的姿態(tài)、幸福的笑容，給學(xué)生以學(xué)習(xí)享受，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

（二）設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，通過(guò)“提出問(wèn)題-查找資料-資料篩選-表達(dá)陳述-研究討論-總結(jié)反思-學(xué)得知識(shí)”教學(xué)模式，有助于學(xué)生進(jìn)一步掌握課程知識(shí)，并學(xué)以致用[6]?！冻鞘械罔F施工與安全》課程結(jié)合西安科技大學(xué)在西安的地域設(shè)置了2課時(shí)的“完全式”翻轉(zhuǎn)課堂，以“西安地鐵施工中存在的三大難題及對(duì)策”為題進(jìn)行教學(xué)，在課程第一次節(jié)課布置作業(yè)并進(jìn)行分組，學(xué)生課后通過(guò)圖書(shū)館資料和網(wǎng)絡(luò)資源查閱和分析問(wèn)題，以小組完成PPT設(shè)計(jì)、選派代表在翻轉(zhuǎn)課堂上進(jìn)行講解，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)作業(yè)能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用在2017及安全工程專(zhuān)業(yè)授課中取得了良好的應(yīng)用效果，學(xué)生從西安地鐵施工“文物、濕陷性黃土、地裂縫”三大難題入手，分析了施工難題出現(xiàn)的由來(lái)、施工中應(yīng)該注意的風(fēng)險(xiǎn)以及應(yīng)對(duì)安全技術(shù)措施，達(dá)到了知識(shí)了解認(rèn)識(shí)、消化吸收、掌握應(yīng)用的遞進(jìn)學(xué)習(xí)成效。

（三）“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用

“互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的到來(lái)，知識(shí)汲取和交流更加便捷，國(guó)家和學(xué)校都非常重視“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用[7-8]。學(xué)校建立了“超星”學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（圖1（a）），通過(guò)此學(xué)習(xí)平臺(tái)可以上傳課件，電子書(shū)材料、學(xué)習(xí)視頻等，學(xué)生統(tǒng)一客戶(hù)端登陸進(jìn)入課程可以自主學(xué)習(xí);另外，通過(guò)QQ群（圖1（c））、微信討論組等以圖片、文字、表情等實(shí)時(shí)交流學(xué)習(xí)遇到的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)交流，加速知識(shí)傳播。新型冠狀病毒的到來(lái)進(jìn)一步推進(jìn)了“互聯(lián)網(wǎng)”在線教學(xué)的變革，QQ群課堂、騰訊課堂（圖1（b））、騰訊會(huì)議等軟件的開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步促進(jìn)了在線教學(xué)功能的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)自由組織時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)答疑。

通過(guò)建立“線上+線下”教學(xué)模式，不斷提升安全工程本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量。

（四）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)[9]。針對(duì)《城市地鐵施工與安全》的課程特點(diǎn)，在地鐵施工方法等基礎(chǔ)知識(shí)理論學(xué)習(xí)之后，組織學(xué)生到西安地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人和安全負(fù)責(zé)人分別講解現(xiàn)場(chǎng)施工概況和安全風(fēng)險(xiǎn)防控，學(xué)生參觀現(xiàn)場(chǎng)施工各環(huán)節(jié)并與工人師傅進(jìn)行互動(dòng)交流，實(shí)踐教學(xué)結(jié)束后學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)踐報(bào)告，闡明地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)概況，辨識(shí)現(xiàn)場(chǎng)安全隱患，提出整改措施?！冻鞘械罔F施工與安全》實(shí)踐教學(xué)在2016級(jí)安全工程教學(xué)中取得較好評(píng)價(jià)，學(xué)生參觀了西安地鐵9號(hào)線華清池車(chē)站明挖法施工，加深了理論知識(shí)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生工程實(shí)踐分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力。

四、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系由平時(shí)成績(jī)、期中翻轉(zhuǎn)課堂和期末考試成績(jī)?nèi)糠纸M成，所占比例分別為20%、20%和60%。平時(shí)成績(jī)由考勤、課堂回答、作業(yè)等多個(gè)部分組成，采用積分制;翻轉(zhuǎn)課堂綜合考察學(xué)生查閱資料的豐富性、準(zhǔn)確性，PPT設(shè)計(jì)和課堂匯報(bào)。本課程的平時(shí)成績(jī)和翻轉(zhuǎn)課堂分值占40%，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)比例、有助于學(xué)生發(fā)散思維和提升創(chuàng)新能力，符合“以學(xué)生為主”的教學(xué)模式。期末考試仍是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要環(huán)節(jié)，主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握地鐵施工方法和原理，辨識(shí)施工過(guò)程的危險(xiǎn)源，排查事故隱患并掌握應(yīng)急處置方法。綜合學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)，形成適合于工程學(xué)科的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。

五、結(jié)束語(yǔ)

目前《城市地鐵施工與安全》已基本形成較為系統(tǒng)和完善的專(zhuān)業(yè)課程，授課教師及團(tuán)隊(duì)積極完善教學(xué)內(nèi)容，將城市地鐵施工方法技術(shù)體系和安全學(xué)原理危險(xiǎn)源辨識(shí)與風(fēng)險(xiǎn)防控緊密結(jié)合，形成適用于安全工程專(zhuān)業(yè)的本科教學(xué)課程。充分利用現(xiàn)代化在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和交流軟件，探索新的教學(xué)方法，打造隨時(shí)隨地互動(dòng)學(xué)習(xí)的新理念，不斷提升安全工程本科生教學(xué)質(zhì)量。在國(guó)家級(jí)一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)背景下，授課教師及團(tuán)隊(duì)將不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、改革評(píng)價(jià)體系，向省級(jí)、國(guó)家級(jí)精品課程的目標(biāo)不懈努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]方漢瓊.城市地鐵施工的安全管理現(xiàn)狀與建議[J].建筑安全，2015（07）：34-36.

[2]盧棟.地鐵隧道施工安全管理與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警措施[J].智能城市，2020（08）：114-115.

[3]王軍武，陳旭婷，吳寒.基于SD模型的地鐵盾構(gòu)施工人員安全能力仿真[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2020（05）：108-114.

[4]劉曉斐，王恩元，李忠輝，等.安全工程專(zhuān)業(yè)本科選修課程《煤巖動(dòng)力災(zāi)害防治》建設(shè)研究[J].高教學(xué)刊，2017（21）：85-97.

[5]趙恩來(lái)，李忠輝，沈榮喜，等.基于工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的《安全人機(jī)工程》教學(xué)內(nèi)容設(shè)置研究[J].高教學(xué)刊，2017（22）：133-134，137.

[6]李忠輝，劉曉斐，送曉艷，等.卓越工程師“安全管理”課程翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式研究[J].高教學(xué)刊，2016（19）：62-63，65.

[7]張煒.智慧工地云平臺(tái)在教學(xué)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究[J].居業(yè)，2019（11）：99-100.

[8]馬駿.基于云平臺(tái)的信息化教學(xué)方法應(yīng)用要素探析[J].中國(guó)多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報(bào)，2019（11）：8-9.

[9]許瑞斌.基于“課堂派”實(shí)踐教學(xué)改革與研究[J].黑龍江教師發(fā)展學(xué)院學(xué)報(bào)，2020（06）：3.