基于应用型人才培养的“隧道工程”课程教学改革探索

李化云 王璐 张鑫

[摘 要]当前，我国隧道工程领域的技术得到了迅速发展，这给高校隧道工程课程教学带来了极大的挑战。该课程教学不僅要让学生打好理论基础，同时对于学生的应用实践能力也有更高要求。所以，隧道工程课程教学改革要以培养学生实践能力为方向，探索新的教学理念与教学模式，这对于培养应用型工程人才具有重要意义。

[关键词]应用型;人才培养;隧道工程;教学改革

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）48-0-02[收稿日期] 2020-10-04

在世界范围内，新一轮的产业变革与科技革命快速发展，具有新模式、新产业、新技术特点的新经济得到蓬勃发展，因此培养大量优秀的应用型、新型工程技术人才势在必行隧道工程课程作为一门工程类课程，旨在培养创新、实践能力强的优秀人才，为国家基础设施建设输送大量人才。尤其是在“一带一路”倡议下，我国大量参与或投资了许多“一带一路”沿线国家的基础设施建设。由于国外地质条件、地理环境、法律法规等方面与国内的差异，使得参与设计施工的人员需要更强的灵活应对的能力以及更好的创新性思维，以解决在具体设计施工中的各种问题。所以，高校隧道工程课程教学要以培养应用型人才为目标，对现有的教学内容、教学方法、教学模式等进行改革，以期满足社会对工程人才的需求。

一、隧道工程课程的特点与改革的必要性

（一）隧道工程课程的特点

隧道工程课程涉及结构力学、岩石力学、工程地质、高等数学、混凝土结构等多学科知识，其内容广泛，具有很强的学科交叉性，同时注重理论与实践的高度结合。在隧道工程教学中，教师会对隧道工程的勘察、设计、施工、运营等方面的知识进行系统讲授。所以该课程涉及的内容较为广泛庞杂，结构体系较为松散。不仅如此，该课程内容涉及大量复杂难懂的公式，仅靠理论学习远远不够，需要理论与应用密切集合。其中，理论学习的内容主要包括隧道勘察、围岩分级、围岩压力、衬砌结构等，其中在设计衬砌结构时需要运用力法方程计算公式，过程比较复杂难懂。在学习理论知识的同时，还要加强实践教学。比如，在学习隧道实用技术时，会涉及矿山法、盾构法、TBM法等，这些施工方法的学习如果仅依靠课上的理论教学，而不组织学生进工地参观实习，则很难让学生真正理解并掌握。

（二）隧道工程课程改革的必要性

基于隧道工程课程的特点，以及当前高校隧道工程课程的教学现状，可以发现隧道工程课程教学存在诸多问题，亟须进行教学改革。其中主要问题集中在以下四个方面。

第一，隧道工程课程现使用的教材主线不明，存在结构体系混乱的问题。目前，该课程存在几十种不同的教材，每种教材各有侧重点。现有的教材种类较为繁杂，教学内容错综复杂，往往导致教学缺乏主线，结构体系混乱，不易于学生抓住重点。第二，当前隧道工程课程教学模式较为单一，板书与多媒体相结合是主要的授课模式，加之教师的知识灌输，使得学生始终处于被动接受知识的地位。长此以往，学生的独立思考能力、主观能动性会逐渐丧失，难以取得良好的学习效果。第三，隧道工程课程教学存在理论与实践严重脱节的问题，对学生理解并掌握所学知识造成了一定影响。隧道工程具有很强的应用性与实践性，对于很多的施工工艺与技术，学生只有亲临施工现场才能真正了解。但在实际教学中，由于缺乏实习场地，学生只能凭借想象去理解隧道工程中涉及的工艺与方法。第四，隧道工程课程的学时难以满足教学需求。教学内容多与教学学时少是高校教育中普遍存在的一个矛盾，尤其是对于内容繁杂且难懂的隧道工程课程来说，在有限的课时内很难把所有的知识点讲透彻，学生对知识的掌握、应用也就很难得到保障。

二、基于应用型人才培养的隧道工程课程教学改革思考

（一）将科研融入教学，充实教学内容

隧道工程是一门工程学科，它对学生的实践能力、应用能力、理论基础都有一定的要求。隧道工程专业的老师如果只是把教材内容简单的传达给学生，那学生必然感觉不到专业内容的丰富性和趣味性，会逐渐地对学习感到枯燥乏味，进而降低他们的学习意愿，最终会影响他们对相关工作的理解和热爱。我国的隧道工程科学在实践和理论的双重作用下不断发展和完善，涌现了一大批具备良好实用性的新的设计理念和工程成果。当教师在进行专业内容教学时，可以适当地在课堂教学内容中引入新鲜的和广受关注的隧道设计施工理念、方法、工艺，尤其是我国近几年建成的具有标志性的重大隧道工程，比如港珠澳沉管隧道、胶州湾海底隧道等，这些项目所涉及的科研计划以及成果都适合给学生进行讲解。这一方面能够让学生更好地了解学科发展现状以及未来的发展方向，另一方面也可以提高学生的学习兴趣、创新动力以及工程思维，还能够增强学生对基础知识的理解和掌握。这不仅对学生有很大的益处，教师也可以在此过程中加强对国内外行业发展前沿的了解，更加清楚地掌握学科应用与发展方向，不断地进行自我研究能力的提升与眼界的拓宽，增强自身能力，提高教学水平，使自己的教学能够与最新的科研成果相结合，丰富教学内容，让学生学习内容与科技发展保持联系，促进教师教学能力与研发能力的双重提升。

（二）改革课堂教学模式，丰富教学手段

隧道工程专业知识的教学需要与工程实际建设进行结合，工程建设中各式各样的结构设计和施工方法均有一定的变化，这些具有各自特点的技术很难通过课堂讲授来进行表现，学生对实际工程施工缺乏了解，对施工现场缺乏认知，因此教师需要在授课过程中来培养学生对课程和工程的认知。教师需要利用更多丰富多彩的教学展示手段，使用多媒体教学平台向学生展现与工程相关的视频、动画、图表等内容，学生接收到图文并茂、虚实互补的生动内容，可以实现对课程内容更好的理解与掌握。在介绍一些具备典型性的工程实例时，可以借助于影像、施工照片以及实物等让学生更加直观的了解工程建设的全过程，让课堂内容丰富起来，学生也能够有更加有趣和生动的课堂体验，教师借助丰富的内容和形式让学生对专业知识获得更好的理解，激发他们学习专业知识的兴趣，同时将丰富的教学内容融合起来进行教学，最终达到良好的教学效果。

（三）加强建设虚拟仿真实验室，为实践教学提供平臺

在隧道工程领域，很多新工艺、新技术层出不穷，在当前工程建设中很多新技术如盾构法、TBM法、沉管法等被广泛应用，但高校使用的教材中仍然以传统的技术方法如矿山法为主，在讲授新技术、新工艺时高校的实验室配置已远远不能满足教学需求。面对这一现状，高校应依托信息技术优势，加强虚拟仿真实验室建设，积极与企业合作，共同开展实践基地建设的项目，推进虚拟仿真实验室的建设与运行。通过虚拟仿真实验室，隧道工程课程中涉及的地铁施工、海底隧道施工等的全过程都可以实现3D可视化，有助于学生对隧道工程工艺及技术的深刻理解，对于培养学生的应用实践能力具有很大帮助。

（四）聘请一线专家、技术骨干授课，提高课堂效率

为了在有限的学时内培养更多优秀的隧道工程应用型人才，可以将在工程施工现场进行工作的技术、生产、施工等方面的专业负责人邀请到学校给学生授课或者举办相关的讲座，向学生介绍当下隧道施工领域遇到的难题和解决方案，向学生传授工作经验与专业热点、难点，给学生传授最新的隧道工程技术研究发展成果，帮助学生解决专业知识方面的困惑，让学生了解最新的学科动态，使他们具备更好的视野和思路。具备实践能力的专家和技术骨干能够结合自身经验和经历来向学生讲解实际工程案例，开展实际案例教学，使学生学习到与工程设计施工相关的各类具备实践价值的知识，加深学生对隧道工程不同知识特点的理解，使其逐渐具备解决实际问题的能力。

三、结语

基于应用型人才培养，隧道工程课程在教学实践中还存在诸多问题，如教材结构体系混乱、教学模式单理论与实践教学脱节、教学课时偏少等。针对这些问题，文中从四个方面进行了教学改革的思考，如将科研融入教学、改革教学模式与手段、加强虚拟仿真实验室建设、聘请工程一线技术专家授课等，以期提高学生的应用实践能力与创新能力，为社会培养能解决实际工程问题、适应社会需要的应用型隧道技术人才。

参考文献

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