應(yīng)用型高校地下工程施工課程教學(xué)改革探索

王正義

（常州工學(xué)院<土木建筑工程學(xué)院>，江蘇 常州 213032）

0 引言

2015 年10 月，教育部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部出臺(tái)《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn)》（教發(fā)〔2015〕7 號(hào)），要求有條件、有意愿的試點(diǎn)高校率先探索應(yīng)用型發(fā)展模式。 應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需要與自身辦學(xué)定位、服務(wù)面向、人才培養(yǎng)目標(biāo)密切關(guān)聯(lián)，走獨(dú)立產(chǎn)教融合道路[1]。

地下工程施工課程作為城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)必修課，旨在培養(yǎng)從事城市地下工程設(shè)計(jì)與施工的實(shí)踐型人才。 尤其是《長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》的頒布，催生了一大批高速鐵路、軌道交通、跨江（海）大橋等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)[2]，急需地方高校為區(qū)域建設(shè)培養(yǎng)和輸送高素質(zhì)人才。 因此，本文以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，通過(guò)分析常州工學(xué)院城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)地下工程施工課程教學(xué)特點(diǎn)和存在問(wèn)題，提出“產(chǎn)學(xué)研”三位一體的教學(xué)改革思路與措施，以期滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求。

1 課程教學(xué)特點(diǎn)和存在問(wèn)題

1.1 課程教學(xué)特點(diǎn)

地下工程施工課程主要講述地下工程各類(lèi)工法的施工流程、優(yōu)缺點(diǎn)、適應(yīng)范圍及應(yīng)用實(shí)例等[3-4]。 該課程教學(xué)具有如下特點(diǎn)。

（1）豐富的學(xué)科交叉性。 地下工程施工課程涉及土力學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程地質(zhì)等多學(xué)科交叉知識(shí)，其內(nèi)容廣泛且豐富，對(duì)于應(yīng)用型本科生來(lái)說(shuō)全面掌握具有一定難度。

（2）顯著的學(xué)科實(shí)踐性。 不同于地下建筑結(jié)構(gòu)等類(lèi)似課程偏向結(jié)構(gòu)計(jì)算，地下工程施工更著重于施工方法和工藝，輔以理論計(jì)算，所學(xué)內(nèi)容直接面向施工現(xiàn)場(chǎng)，具有顯著的實(shí)踐性和應(yīng)用性。

（3）快速的知識(shí)更迭性。 隨著我國(guó)對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)力度的逐年增強(qiáng)， 促使配套的施工技術(shù)快速進(jìn)步。課本內(nèi)容已顯著滯后于前沿科技成果，急需在教學(xué)中引入最新的工藝工法，開(kāi)拓學(xué)生的視野。

1.2 課程教學(xué)存在問(wèn)題

基于地下工程施工課程特點(diǎn)以及當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，總結(jié)出該課程在教學(xué)中主要存在如下問(wèn)題：

（1）教學(xué)模式單一。 本課程的主要授課模式仍是板書(shū)與多媒體相結(jié)合的形式，即便是在疫情常態(tài)化防控下興起的線(xiàn)上教學(xué)，其本質(zhì)仍是知識(shí)灌輸型教學(xué)模式。 在這種模式下，學(xué)生只能被動(dòng)接受知識(shí)，主觀(guān)能動(dòng)性和學(xué)習(xí)效率都較低。

（2）教學(xué)課時(shí)偏少。教學(xué)大綱為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要而不斷增加新課程， 導(dǎo)致地下工程施工課程課時(shí)逐年減少， 使教師很難在更少的課時(shí)內(nèi)將復(fù)雜難懂的內(nèi)容講解透徹，也給學(xué)生理解和掌握知識(shí)點(diǎn)增加難度。

（3）教學(xué)脫離實(shí)踐。 地下工程施工具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，單一理論教學(xué)將學(xué)生與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際剝離，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)某一工法只能憑借想象去理解，等到真正應(yīng)用時(shí)往往不知其所以然，甚至感到陌生。

2 課程教學(xué)改革探索

針對(duì)地下工程施工課程教學(xué)特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，本文從如下三個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)改革探索。

2.1 面向生產(chǎn)實(shí)際，建設(shè)實(shí)踐平臺(tái)

地下工程施工課程具有極強(qiáng)的實(shí)踐性， 因此，本課程的教學(xué)要面向生產(chǎn)實(shí)際，盡可能為學(xué)生搭建實(shí)踐平臺(tái)。

2.1.1 一線(xiàn)專(zhuān)家進(jìn)校門(mén)，本科學(xué)生下工地

為了能在有限課時(shí)內(nèi)培養(yǎng)更為優(yōu)秀的應(yīng)用型人才，可將一線(xiàn)工程師請(qǐng)進(jìn)高校課堂，向?qū)W生介紹當(dāng)前施工現(xiàn)場(chǎng)所采用的最新技術(shù)、 存在問(wèn)題和解決方案，如邀請(qǐng)江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì)的工程師來(lái)校開(kāi)辦講座，讓書(shū)本知識(shí)“活”起來(lái)，使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。 此外，學(xué)生也要走出校門(mén)，到現(xiàn)場(chǎng)參觀(guān)實(shí)習(xí)。 如組織學(xué)生參觀(guān)常州地鐵二號(hào)線(xiàn)文化宮站施工現(xiàn)場(chǎng)，以實(shí)習(xí)的形式“以產(chǎn)促學(xué)”，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也能使學(xué)生具備解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.1.2 建設(shè)虛擬仿真平臺(tái)，培養(yǎng)施工實(shí)訓(xùn)能力

實(shí)際教學(xué)中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)有限，大多數(shù)工程現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有條件去參觀(guān)。 因此，建設(shè)虛擬仿真平臺(tái)和實(shí)訓(xùn)基地成為本課程實(shí)踐教學(xué)重要手段。 一方面，高校應(yīng)基于先進(jìn)的VR 和AI 技術(shù)建設(shè)虛擬仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地下工程施工中盾構(gòu)法、 沉管法等施工過(guò)程的3D 可視化，有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)施工技術(shù)的理解。 另一方面，與高職院校開(kāi)展合作，利用高職院校的特色培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力。 如江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院建有省級(jí)建筑土工類(lèi)實(shí)訓(xùn)基地， 可安排學(xué)生赴基地體驗(yàn)施工過(guò)程，加深對(duì)工法的感性認(rèn)識(shí)。

2.2 改革教學(xué)模式，豐富教學(xué)手段

上述教改措施增加了課程教學(xué)的實(shí)踐性，是對(duì)課堂教學(xué)的補(bǔ)充。 對(duì)于課堂教學(xué)，同樣要從本課程特點(diǎn)出發(fā)，豐富教學(xué)手段。

首先， 由于地下工程施工是一個(gè)細(xì)節(jié)繁多的動(dòng)態(tài)過(guò)程，隨時(shí)間和空間不斷變化，很難通過(guò)單一課堂講授來(lái)呈現(xiàn)。因此，本課程專(zhuān)業(yè)知識(shí)的教學(xué)應(yīng)與工程實(shí)際結(jié)合， 采用多媒體教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生展示與施工相關(guān)的視頻、圖表等，讓書(shū)本知識(shí)“動(dòng)”起來(lái)，讓學(xué)生獲取圖文并茂、虛實(shí)互補(bǔ)的生動(dòng)內(nèi)容，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。 尤其在介紹典型工程案例時(shí)， 如南京德基廣場(chǎng)二期工程主塔樓地下結(jié)構(gòu)蓋挖法施工， 可借助于BIM 動(dòng)畫(huà)、施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)照片等讓學(xué)生全方位地了解其施工流程，不僅能豐富教學(xué)內(nèi)容，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

另外， 講授式模式下學(xué)生獲得的仍是概念性知識(shí)，可以用于考試，卻不實(shí)用。 因此，需在課程教學(xué)之外安排對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的施工組織設(shè)計(jì)能力。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生學(xué)會(huì)按照施工設(shè)計(jì)手冊(cè)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)計(jì)算、繪圖、驗(yàn)算等流程，設(shè)計(jì)出較為合理的施工方案及圖紙， 不僅能讓書(shū)本知識(shí)“用”起來(lái)，也為學(xué)生日后從事地下工程施工工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 引入科研課題，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容

近年來(lái)，地下工程施工的新理念和新技術(shù)層出不窮，教師如果僅把書(shū)本內(nèi)容傳授給學(xué)生，不僅會(huì)讓學(xué)生感到枯燥，也會(huì)讓教學(xué)與科技前沿脫節(jié)。 因此，可在教學(xué)中引入最新的施工理念和方法，如首創(chuàng)臺(tái)階型減沖刷減自重沉井基礎(chǔ)的常泰長(zhǎng)江大橋、我國(guó)最深的深圳恒大中心基坑工程等，這些項(xiàng)目所涉及的科研課題及成果都可以給學(xué)生進(jìn)行講解，不僅能讓學(xué)生更好了解學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及研究方向，也能初步培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新思維。

此外，教師還可以提出地下工程施工存在的科學(xué)問(wèn)題，組織學(xué)生收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，以翻轉(zhuǎn)課堂的形式對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題展開(kāi)討論，最后由教師點(diǎn)評(píng)。 這樣不僅能夠豐富教學(xué)模式， 也能有效鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，還能一定程度上解決課時(shí)不足的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，地下工程施工課程在教學(xué)實(shí)踐中還存在諸多問(wèn)題，如教學(xué)模式單一、教學(xué)課時(shí)偏少和脫離實(shí)踐等。 針對(duì)這些問(wèn)題，本文從“產(chǎn)學(xué)研”三個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革探索， 如聘請(qǐng)一線(xiàn)專(zhuān)家授課、建設(shè)虛擬仿真平臺(tái)、組織現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、改革教學(xué)模式與手段、將科研融入教學(xué)等，以期提高學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力，為社會(huì)培養(yǎng)能解決實(shí)際工程問(wèn)題的應(yīng)用型地下工程施工技術(shù)人才。