隧道工程教學體系改革方法探索

鮑先凱+張春梅+王英浩+劉欣宇+崔廣芹

[摘 要]要對隧道工程教學體系進行改革，應該針對隧道工程課程的特點和教學中存在的一些問題，在總結以往教學和實踐經驗的基礎上，對教學方法、考核方法、理論與實踐的關系及教學與科研的關系等制訂改革方案并付之于教學實踐中。事實證明，這些改革方法對提高教學效果和教學質量方法可行并具有積極的現實意義。

[關鍵詞]隧道工程;教學改革;教學方法;教學目標

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0095-03

伴隨著新一輪高速鐵路的建設以及城市地鐵的大規模發展，我國已成為世界隧道大國，已運營鐵路隧道總長度已達世界之最。在這種情況下，出現了越來越多地質條件復雜的隧道及地下工程，這必然需要有大量理論基礎扎實、實踐經驗豐富的專業技術人員。[1]在此背景下，內蒙古科技大學土木工程專業下開設了巖土與地下工程專業方向，其中隧道工程課程是巖土與地下方向的專業必修課程。隧道工程是一門綜合性、實踐性極強的專業技術課，對培養土木工程技術人才具有至關重要的意義，而傳統的教學方法與手段由于諸多原因的限制已經不能滿足現行工程實踐的需要。所以，如何調動學生學習本課程的積極性，如何提高教學質量，是目前教學面臨的嚴峻挑戰。

一、課程特色與改革的必要性

（一）課程特色

隧道工程是一門涉及工程地質、結構力學、混凝土結構、高等數學和巖石力學等知識的課程，課程涉及學科領域多，內容廣泛，交叉性強，也是一門將理論與實踐高度結合的課程。該課程要系統講授隧道工程的勘察、設計、施工與運營管理等方面的理論、方法與相關知識。如在采用荷載-結構法進行隧道結構計算時，就會涉及結構力學、巖土力學、高等數學、混凝土結構等學科的知識。所以說隧道工程所包含的內容龐雜，結構體系松散、涉及學科領域多，內容廣泛。同時，隧道工程又是一門基礎理論和工程應用緊密結合的專業課程，課程內容較多，公式復雜難懂?；A理論涉及隧道勘察、圍巖分級、圍巖壓力及襯砌結構計算等內容，襯砌結構是一種超靜定結構[2]，在利用力法方程計算時公式較為復雜、難懂。另一方面，該課程又具有較強的實踐性。例如：隧道施工技術中有新奧法施工、傳統的礦山法施工、TBM機法等各種施工方法，這些方法實踐性強，需要學生到工地實習參觀后才能真正的理解和掌握，單憑上課的理論教學，學生理解困難，不易掌握。

（二）改革的必要性

結合我校多年的教學情況來看，隧道工程課程主要存在以下一些問題：

1.教學形式、方法落后，課堂氣氛沉悶

隧道工程傳統的教學手段只能依靠教科書、黑板、圖片及流程圖等形式，采用的教學手段就是教師黑板演示加口述表達。單純依靠教師的講解，學生理解依賴于自己的想象，有時候理解起來很困難，還會產生誤解。[3]這就導致了學生總覺得上課枯燥、索然無味，經常出現課堂氣氛沉悶、無聊，學生上課玩手機、睡覺等情況，這直接導致了上課效果不佳的結果。

2.實踐與理論存在脫節的現象

隧道工程是一門理論和工程應用結合非常緊密的課程，因此學生要做到理論學習和工程實踐緊密結合[4]，如在講授隧道的各種明洞、洞門、襯砌形式、施工及監測方法等知識時，由于缺少實踐的機會，光憑教師的課堂講授，學生有時就是搞不清楚各種明洞、洞門的形式，更弄不清楚各種明洞、洞門的適用條件。隧道施工工藝復雜、作業條件艱苦、作業面狹小、噪音大、粉塵多，所以施工單位為了安全，不愿意接收學生實習，這也使得學生不能全面了解工程的建設過程，也不能形成系統深刻的工程印象，造成學生不能將理論知識運用到工程實踐中，理論與實踐嚴重脫節。

3.教學與科研脫節

隨著科學技術的不斷進步，一些新的設計理念、新的施工技術不斷應用在隧道工程的建設中，要想搞好教學工作，教師必須進行適當的科研活動，了解科技發展的前沿動態，以保證知識結構的更新和教材內容的發展。教學與科研是對立統一，相互依賴、相輔相成，不可分割的。[5] [6]一個出色的教育工作者，也應該是一個好的科研工作者。教學中的基礎理論知識是學生學習的基礎，科學研究是把理論知識應用到工程實踐中，來解決工程中不斷出現的新問題和新挑戰。如果教學與科研不能有機結合，學生沒有接觸科學研究的機會，其將永遠不會獲得解決問題的能力，這也達不到人才培養的目標。

4.考核方式單一，不能培養學生的綜合技能

考試是考查學生掌握知識的一種手段，能夠評定教師的教學效果和學生的學習情況。然而，傳統的考試方法也存在著一些問題，隧道工程課對學生的考核長期以來都是以閉卷考試為主，有的學生記憶力較好，考前搞突擊復習，但是對知識理解和掌握不是十分牢固。學生在大學學習專業知識的過程，也是其他技能如表達能力、分析問題、解決問題能力培養的過程。

二、教學改革與實踐的思考

為了改變目前這種狀況，培養出符合工程實際需要的人才，我們在教學體系的構建、教學方法手段、考核方式等方面進行了改革。希望提高教學質量和學生的學習積極性和主動性。

（一）多媒體與傳統教學結合、互動教學

隧道工程是一門實踐性很強的專業課，既涉及基礎理論計，又涉及施工工藝等實踐性很強的專業知識。由于傳統板書形式單一、信息量小，學生不能直觀、生動的理解課程內容，而先進的多媒體教學可以使授課內容更加生動形象[7]，這不但激發了學生的學習興趣，也使得學生理解和掌握知識變得相對容易，提高了教學效率。但是兩種教學手段都具有各自的優缺點，所以在教學的過程中，我校教師采用多媒體與傳統教學相結合的措施，適合采用板書的內容絕不使用多媒體。如在講解隧道襯砌受力計算部分時，由于公式推導多，所以采用板書的方式，一步一步推導，易于學生理解。在講解隧道洞門、明洞、洞身結構、施工工藝等部分內容時，采用多媒體課件和適當的錄像形式，學生在圖像、動畫、聲音相結合的教學中，很容易掌握和理解所學的知識，使學習變得輕松愉悅，有助于調動學生學習的興趣和積極性。根據教學內容的不同，兩種教學手段可有機結合，取長補短，這能提高教學效率和質量，起到事半功倍的效果。

學生是教學活動的主體，所以在教學活動中我們要積極引導學生學習的積極性和主動性，激發學生的學習熱情。這是我們教學工作的重要理念。在這個理念的指導下，經過多年的教學實踐，我們逐步形成了一套討論式、互動式的教學方法。在課堂上提出問題，給學生留出思考和討論的時間，這種方式有利于激發學生的求知欲望，培養了學生的聯想能力和發散思維，提高了學生發現問題、解決問題的能力。[8]如在將要講到隧道結構計算這一部分內容時，筆者就要求學生課下先預習這部分內容以及結構力學中有關力法方程方面的知識，在下一次上課時找學生說出結構計算的思路以及具體的求解過程。學生有的在紙上畫，有的在討論，課堂氣氛非?；钴S，然后筆者稍加講解與引導，學生就弄懂了這部分內容，教學效果非常好。所以在課堂上應該多與學生互動，多鼓勵學生回答問題，這樣也有利于學生形成良好的學習習慣。

（二）加強理論教學與工程實踐的結合，讓學生走進施工現場

在教學的過程中加強案例分析教學，針對工程實例組織學生分組討論，上網查找。[9]大家在課堂上各抒己見，在討論中弄清楚了原來不懂的知識，也激發了學生的學習興趣，而且更不容易忘記，最重要的是他們對知識有了更清晰的認識和對自己更加充滿了信心，增加了學生對即將從事行業的了解。

為進一步加強學生的實踐能力，學校利用暑假時間（2個月左右）安排學生到工地實習。在施工現場觀摩學習的過程中，教師不但要求學生要親身參與施工的整個過程，同時還要請工程技術人員給學生講解工程的設計、施工的詳細情況，保證每個學生都得到切實的指導。學生在現場可以觀看到鉆進炮眼、充填炸藥、形成斷面、架立鋼筋網片、錨桿的錨固、噴射混凝土、綁扎鋼筋、架立模板、灌注混凝土等施工過程。通過實習，學生加深了對基礎知識的理解和掌握，更了解了工程現場的整個施工工藝。

（二）教學與科研緊密結合

教師通過參加相關科研活動和科研項目，不但豐富了自己的專業知識，獲得最新、最先進的科學知識和實踐技能，而且更加加深了對本專業的理解和認識。隨著教師學術水平的提高，教師在教學過程中思路更加開闊，及時將國內外隧道工程設計與施工的新技術、新成果充實到教學中，更新了教學內容。同時也能使學生更加了解學科發展的趨勢，及時掌握當前隧道工程建設中新技術和新的發展動態，拓寬了學生的知識面，培養和鍛煉了學生的科研意識和創新能力。[10]所以說教學與科研相互結合，科研成果支持教學改革，教學活動促進科研的發展，實現教學與科研互動，使教師與學生在教與學中共同提高知識水平和研究能力。

（四）改革考核方式，加強學生綜合技能的培養

過去，隧道工程課程的考試通常采用完全閉卷的形式，重點放在學生對力學、施工方法等知識的理解和掌握上，而考查學生解決實際工程問題能力的試題較少。近年來，隨著國家提出的素質教育教學改革的深入，針對傳統考試方法不利于素質教育的種種弊端，各高校在考試方面進行了大量的改革與探索。變應試教育為素質教育，注重考核學生的學習能力和解決實際問題能力，鼓勵學生通過多種渠道獲得知識，這對改變學生的學習方法和思維方式具有舉足輕重的作用。在考核方式上，改變了過去卷面分數占100%的考核方法，注重平時考核，包括平時出勤率、課堂分組討論表現和小論文、作業完成情況等（占總成績的20%），雖然比重不大，但能起到督促學生的作用;平時給學生布置大作業或教學論文（占總成績的30%），這有利于鼓勵學生上網查資料或通過工程實踐經驗解決問題增加實踐環節的考核;另外就是閉卷考核（占總成績的50%）。這種多種考核方式的組合，促進了學生對基礎知識的理解、培養了學生綜合應用能力和解決問題的能力，達到了教學的目的。

三、結語

經過幾年的教學改革實踐，我們在教學手段方法、教學內容、考核方式、學生能力培養、教學質量及教學效果的提高方面取得了一定的成績，學生對課程的滿意度達到95%以上。課程考試通過率也由原來的80%左右提高到了95%以上。這些教學改革的成果既是對我們教學工作的肯定，也將促使我們將改革不斷深入下去。但是，教學改革是一個動態的過程，隨著隧道工程技術的不斷發展，教學內容與課程體系應該隨之不斷改革，教學方法與教學手段也應及時調整。今后，在教學工作中還需要不斷地根據教學中出現的新問題、新情況，大膽地改革與探索，不斷總結與完善，全面提高教學質量。只有這樣，才能為社會培養出大批具有較高綜合素質的專業人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李天祺.隧道工程課程教學改革思考[J].中國建設教育，2010（9）：45-47.

[2] 覃仁輝，王成.隧道工程[M].重慶：重慶大學出版社，2011.

[3] 鮑先凱.巖石力學教學改革與研究[J].高等建筑教育，2014（5）：27-29.

[4] 李曉龍，郭成超.“隧道工程”課程教學模式探討[J].中國電力教育，2011（29）：96-98.

[5] 王章瓊，黃敏，王亞軍.“隧道工程”課程研究性教學探索與實踐[J].中國地質教育，2015：28-31.

[6] 董增文，鄧曉華，張華.研究性教學在工科教育中的實踐與反思[J].高等工程教育研究，2013（5）：164-167.

[7] 馬亢.隧道工程課程教學改革思考[J].高等建筑教育，2013（1）：82-85.

[8] 王迎超，靖洪文，耿凡.“隧道工程”課程教學改革思路探討[J].煤炭高等教育，2013（6）：116-118.

[9] 賈蓬.隧道與地下工程課程教學改革探索[J].高等建筑教育，2012（4）：70-73.

[10] ?宋玉香，賈曉云，劉勇.強化科研提升隧道工程教學品質[J].高等建筑教育，2010（4）：96-98.

[責任編輯：劉鳳華]