新工科背景下保障隧道工程毕业设计质量的五步递进模式

2022-03-26岳健朱铁环陈秋南安永林

高教学刊 2022年5期

岳健　朱铁环　陈秋南　安永林

摘要：为了适应新工科建设对隧道工程本科人才的需求，采用五步递进模式保障隧道工程本科毕业设计的质量，不仅关注隧道工程毕业设计这一最终步，还关注跨越近两年的一系列教学环节，强调过程控制。把与隧道工程毕业设计密切相关的教学过程分为逐步递进的五步：隧道工程认识实习、隧道工程理论课程、隧道工程综合实践、隧道工程课程设计、隧道工程毕业设计。阐明五步递进模式的具体内容，建议采取加强跟踪调查、加强团队教学、加强校企合作与加强各步联系等措施，使五步递进模式取得良好的应用效果。

关键词：隧道工程;毕业设计;质量保障;五步递进模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2022）05-0014-04

Abstract： In order to meet the demand of the construction of new engineering， the five-step progressive model is adopted to guarantee the quality of the graduation design. This study not only pays attention to the final step of the graduation design of tunnel engineering， but also pays attention to a series of teaching links spanning nearly two years and emphasizes the process control. The teaching process， which is closely related to the graduation project of tunnel engineering， is divided into five steps： the cognitive practice of tunnel engineering， the theoretical course of tunnel engineering， the comprehensive practice of tunnel engineering， the course design of tunnel engineering， and the graduation design of tunnel engineering. This paper expounds the specific content of the five-step progressive mode， and suggests that measures such as strengthening follow-up investigation， strengthening team teaching， strengthening school-enterprise cooperation and strengthening each step connection should be taken to make the five-step progressive mode obtain good application effect.

Keywords： tunnel engineering; graduation project; quality assurance; five-step progressive mode

新工科建设需要探索创新型人才的培养模式，提升本科毕业人才对行业发展的适应能力。为了保障本科人才的培养质量，教育部要求各高校自2021年1月1日起执行《本科毕业论文（设计）抽检办法（试行）》。目前中国运营隧道数量和隧道建设速度处于世界前列，并且中国已有多个隧道工程建设项目的设计、施工及科研水平达到了世界领先水平。在国家大力发展新工科的背景下，同时在隧道专业人才需求日趋旺盛的环境下，學校与社会都对即将参加工作或继续研究深造的本科生的隧道工程毕业设计质量提出了更高的要求，因此提升本科生的隧道工程毕业设计质量是非常必要的[1-3]。作者所在的隧道工程毕业设计指导教师团队经过多年的教学实践发现，不少学生在大四下半年都已经开始隧道工程毕业设计了，但还不熟悉隧道工地的实际情况，不知道怎么利用已经学过的隧道工程教材，也不明白怎么利用已经完成的隧道工程课程设计，导致最终的隧道工程毕业设计质量不高甚至低劣，从而严重影响了学生个人的发展，不利于新工科的建设[4-10]。因此，我们采用五步递进模式，注重长效的过程控制，以保障本科生的隧道工程毕业设计质量。

一、五步递进模式的具体内容

为了保障隧道工程本科毕业设计的质量，我们不仅关注3个月左右的隧道工程毕业设计这一最终步，还关注与隧道工程毕业设计密切相关的跨越近两年的一系列教学环节，强调过程控制。

保障隧道工程毕业设计质量的五步递进模式的架构图如图1所示。我们把与本科隧道工程毕业设计密切相关的教学过程分为五步，按照时间顺序依次为：隧道工程认识实习（初步实践）、隧道工程理论课程（基本理论）、隧道工程综合实践（深入实践）、隧道工程课程设计（基本的理论与实践相结合）、隧道工程毕业设计（深入的理论与实践相结合）。这五步是逐步递进的关系，其中某一步出现问题，都会影响最终的隧道工程毕业设计的质量。因此，学生在某一步发现问题或存在错误，就要立即解决处理掉，而不要遗留到下一步。只有夯实前一步的知识与成果，才能进入下一步，以免最后没有足够的时间来进行毕业设计的质量提升。

五步递进模式的具体内容如下：

1. 在第4学期的期末，进行约1周的隧道工程认识实习。由老师组织学生去实际的隧道施工工地，观看隧道结构以及隧道的施工过程，老师给学生进行现场讲解，使学生认识隧道这个实物。这一步属于“初步实践”，目的在于使学生对隧道的结构与施工概况有个大体印象，便于更好地理解之后要学习的隧道工程这一门课程的理论知识。

2. 在第6学期的上半段，学习隧道工程的理论课程知识。每周上4個学时，分8～10周上完，共32～40学时。相比以前，现在为了培养“宽口径”的大土木人才，学生的专业课程门数增加了，平均到包括隧道工程在内的每门专业课上的理论课时就减少了，老师不会讲很难很深入的隧道知识。因此，这一步只能属于“基本理论”，目的在于使学生掌握隧道工程基本的概念与原理，便于学生在接下来的隧道工程综合实践中，结合实践对理论知识进行进一步的理解与掌握。

3. 从第6学期的期末到第7学期的期初（7～9月），学生进行约3个月的隧道工程综合实践。这一期间学生要一直待在隧道施工工地，要与隧道施工技术人员同吃同住。首先，要求学生能胜任某项隧道施工技术工作;然后，还要求学生全面理解其他岗位的隧道实践知识，深入理解隧道的整套施工工艺，这正是这一步“综合”二字的由来。与之前的隧道工程认识实习相比，隧道工程综合实践这一步属于“深入实践”，目的在于使学生掌握隧道工程的相关实践知识，一方面能加深对已经学过的理论课程知识的理解，另一方面也为之后能独立完成隧道工程的相关设计打下基础。

4. 在第7学期的下半段，进行1～2周的隧道工程课程设计。学生在老师的指导下，针对某一种工况，将前几步学到的理论知识与实践知识相结合，设计出一种满足要求的隧道结构。这一步可以看作是“基本的理论与实践相结合”，这一步虽然时间较短，但作用重要，可以看做是毕业设计的前期演练。目的在于巩固前几步学到的理论与实践知识，锻炼理论与实践相结合的能力，及时发现问题并解决问题，为顺利完成之后的隧道工程毕业设计打下基础。

5. 在第8学期，进行约3个月的隧道工程毕业设计。相比隧道工程课程设计，隧道工程毕业设计的工作量要大得多，而且难度与深度显著增加。隧道工程毕业设计要求学生针对多种工况，设计多种不同的隧道结构。要想顺利完成隧道工程毕业设计，不仅需要综合应用前面几步的隧道工程领域的理论与实践知识，还要熟悉大学四年其他领域的理论与实践知识。隧道工程毕业设计这一步可以看做是“深入的理论与实践相结合”，通过隧道工程毕业设计锻炼学生从学校进入企业的各方面能力，使学生能够满足用人企业的要求。

二、五步递进模式应用效果的保障措施

在实践中应用五步递进模式对隧道工程毕业设计的质量进行过程控制，建议采取加强跟踪调查、加强团队教学、加强校企合作与加强各步联系等措施，以保障五步递进模式的应用效果。

（一）加强跟踪调查

五步递进模式的应用对象是学生，建议在每一步的进行过程中，都要对学生的学习状态加强跟踪调查，询问学生没兴趣、跟不上、搞不懂的原因是什么，及时采取相应的策略，才能确保五步递进模式具有良好的应用效果。老师不仅要统计分析隧道工程毕业设计这一最终步的资料（包括开题报告、中期检查文档、最终答辩材料等），而且还要尽可能地追根溯源统计分析隧道工程课程设计、隧道工程综合实践、隧道工程理论课程与隧道工程认识实习这前面四步的各种过程资料（包括平时作业、实习报告与考试成绩等），尽可能地统计每一个学生在每一步的学习状态等细节反映，从而统计分析得出隧道工程毕业设计质量的五步过程控制中所遇到问题的根源。例如，作者曾经对50名本科毕业生进行过调查，询问学生哪一步没有学好最容易导致完成毕业设计存在困难，得到如图2所示的结果，其中隧道工程理论课程没有学好最容易导致完成毕业设计存在困难，因此建议隧道工程这一门理论课的授课教师今后开展线上线下混合式教学，多让学生线上观看施工工艺动画，以方便学生线下理解那些抽象的理论知识。

（二）加强团队教学

隧道工程毕业设计五步递进模式涉及多门课程，显然不可能由一两名教师完成整个教学过程，建议采取“团队教学”的方式，充分发挥团队中每一位老师的优势。例如，作者所在的隧道工程毕业设计五步递进模式教学团队由2名教授、3名副教授、4名讲师组成，团队成员互相之间取长补短，充分发挥团队的融合效应，以更好地保障五步递进模式的应用效果。具体措施如下：

1. 年长的教授或副教授发挥人脉广、经验丰富的优势，负责给学生联系合适的实习企业;而年轻的副教授或讲师发挥精力充沛、干劲十足的优势，负责和学生打成一片以便更好地调查了解学生的学习状况。

2. 组建的教学团队中有的老师精通解析计算，有的老师精通软件模拟，还有的老师具有丰富的现场施工经验。学生在毕业设计中遇到问题，不仅可以咨询自己的指导老师，还可以随时随地请教团队中的任何一位老师，因此学生可以听取不同老师的意见，这样不仅有利于及时解决问题，还能拓展学生对问题理解的广度与深度，从而可以大大提高毕业设计的质量。

（三）加强校企合作

五步递进模式中的隧道工程认识实习与隧道工程综合实践这两步主要在企业完成，而且其他步与实习企业也存在不可分割的关系，因此加强校企合作能更好地保障五步递进模式的应用效果。

1. 加强指导教师与企业工程师的合作。我国的隧道工程技术更新非常快，各种新方法、新技术、新工艺层出不穷，因此隧道工程毕业设计的内容也应与时俱进，也应紧跟企业的发展方向和国家社会的需求而不断更新。如果隧道工程毕业设计的指导教师长期只待在学校里而与企业联系甚少，指导的毕业设计既容易过时，也容易与社会脱节，质量堪忧。因此，指导教师应虚心向企业的工程师学习，加强与企业的联系与合作，一方面可提高教师自身的实践技能，另一方面可为学生创造更多更好的实习机会，从而可提高毕业设计的质量。例如，作者所在学校制定了“企业访问学者项目”实施计划，学校选派部分青年教师，深入企业中服务至少半年时间，教师在企业中会学习到一些隧道新技术，有利于把隧道新技术应用到本科毕业设计的指导中。

2. 加强学生与企业工程师的交流。在校企合作中，应尽量多给学生创造与企业工程师直接交流的机会，多邀请企业工程师给学生做线上或线下报告，对学生遇到的与工程实践相关的问题进行答疑解惑。学生在企业实习时，应该把自己看做是企业的一名员工，听从企业工程师的指导，认真完成工程师安排的任务。学生在学校时，应积极成为校企合作的志愿者，志愿为企业到校招聘进行宣传与帮忙;一些隧道企业的工程师会到学校进行项目试验，学生可志愿協助工程师完成相关的试验工作。学生积极协助企业工程师，企业工程师自然也会热心帮助学生解决在五步递进模式中遇到的实践难题。

3. 在校企合作背景下更要加强师生交流。指导教师应经常询问学生在实习单位的生活工作状况，给予学生更多的关心与鼓励，而学生应及时将实习感受与信息反馈给指导教师。例如，作者针对进行隧道工程综合实践的某一届学生，统计了学生反馈的信息，得到了学生所从事的隧道具体实习工作占比如图3所示，从中可以看出：在学生综合实践中，从事隧道监控量测这一具体工作的人数最多，占到了总人数的55%。针对这样的信息，指导教师及时询问企业，得知企业下一年需要更多的实习学生从事隧道监控量测工作，因此教师给下一届学生讲解隧道工程理论课程时，调整授课计划，适当增加监控量测这一部分的授课时长，从而为下一届学生创造更多的隧道实习机会，这有利于学生顺利完成隧道工程毕业设计。

（四）加强各步联系

隧道工程毕业设计五步递进模式跨越近两年，具有耗时较长的特点，因此要加强各步之间的联系，才能确保良好的应用效果。具体措施如下：

1. 教师尽量做到在给学生讲授每一步的每一个知识点时，要联系其他步的内容，告诉学生这个知识点在其他步中的注意事项。例如，老师带学生到隧道工地进行认识实习时，就会指着已经打在洞壁上的呈梅花形布置的隧道锚杆，告诉学生们在今后做毕业设计时，在设计图纸上要记着把梅花形布置的锚杆线画成虚实相间的线（图4），而不要都画成实线;学生们同时也都亲眼看见了这种情况，印象深刻，今后的毕业设计在这个知识点上就不容易出错了。

2. 某些学生信奉“60分即可，多1分浪费”，这种态度在我们的五步递进模式中是不行的。以前有的学生在大三学习隧道工程理论课程时，以为混个60分正好及格就行，压根不知道一年之后还要用学到的隧道工程理论课程的知识做隧道工程毕业设计。因此我们老师会在每一步的教学过程中，反复告诫学生当前所学的知识在将来做毕业设计时要用到，而且最终的毕业设计难度较大，如果在这一步仅仅学够60分，不仅在学习其他步的知识时存在较大难度，而且也很难顺利完成最终的毕业设计，所以当前学生们应该抓住机会尽量多学知识，夯实每一步的各个知识点，在今后做毕业设计时就会事半功倍。对于某一步成绩在60分左右的学生，我们会重点关注，采取相应的帮扶措施。

3. 建议由老师建立相应的长效的QQ学习群，群成员有专业指导教师、心理辅导老师、学生、企业工程师等，群里共享五步递进模式每一步的学习照片、视频以及其他资料，方便学生自己把每一步的知识点都联系起来。例如某个学生在做毕业设计中的爆破设计时，印象中在综合实践中见过工地实际使用的炮眼布置图，就能很快从QQ群共享中找到当时的现场照片进行参考设计，从而提高毕业设计的完成效率。五步递进模式的各步之间有一定的时间空档期，建立QQ学习群也方便学生在这些空余时间里继续学习隧道工程毕业设计的相关知识，不懂的也可以继续在QQ群里询问老师与企业工程师，从而提高五步递进模式的应用效果。

三、结束语

为了适应新工科建设对隧道工程本科人才的需求，我们采用了五步递进模式，注重长效的过程控制，以保障隧道工程本科毕业设计的质量。把与隧道工程毕业设计密切相关的教学过程分为逐步递进的五步：隧道工程认识实习、隧道工程理论课程、隧道工程综合实践、隧道工程课程设计、隧道工程毕业设计。阐明了五步递进模式的具体内容，建议采取加强跟踪调查、加强团队教学、加强校企合作与加强各步联系等措施，以保障五步递进模式的应用效果。通过应用五步递进模式，明显提高了学生的隧道工程毕业设计质量，这对学生的个人发展与学校的新工科建设都大有裨益。

参考文献：

[1]刘剑平，夏换，唐小凤.我国新工科教育研究热点、主题与前沿[J].湘南学院学报，2020，41（5）：90-95.

[2]翁国庆，张有兵.“新工科”背景下PLC课程虚实结合多层次实践平台构建[J].高教学刊，2021（23）：11-13.

[3]曾德荣.基于卓越工程师计划的隧道工程课程设计教学改革及实践[J].教育现代化，2020，7（3）：43-45.

[4]赵新，张锐，郭晓琴，等.材料类本科生“毕业论文（设计）四年一贯制”过程管理体系的探索与实践[J].高教学刊，2021（23）：97-100.

[5]邓宗伟，陈伯望，孟新田，等.对隧道工程毕业设计指导的几点思考——以湖南城市学院土木工程学院为例[J].职业时空，2012，8（12）：108-111.

[6]晏莉，吴从师.培养应用型人才的隧道工程毕业设计教学改革研究[J].课程教育研究，2014（31）：16-17.

[7]韦良文.土木工程本科毕业设计质量控制研究——以“隧道工程”为例[J].教育教学论坛，2015（5）：87-88.

[8]聂忆华，钟新谷.土木工程专业综合实践模式实施情况调查与效果分析[J].教育教学论坛，2015（40）：74-75.

[9]许胜才，邱秀丽，苏莹，等.基于装配式建筑深化设计能力的土木工程专业人才培养路径探索[J].贺州学院学报，2020，36（1）：157-162.

[10]李永贵，严佳慧，戴益民，等.对提高土木工程专业（建筑工程方向）本科毕业设计质量的思考[J].教育教学论坛，2020（16）：304-305.

基金项目：2020年湖南省普通高等学校教学改革研究项目“基于高素质应用型人才培养的隧道工程课程案例信息系统研发与教学融合研究”（HNJG-2020-0482）;2019年湖南科技大学潇湘学院教学研究与改革项目“基于五步递进模式的隧道工程毕业设计质量过程控制研