以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化

摘要：隧道工程是土木工程专业的重要组成部分，随着智能建造技术的发展，传统的隧道工程教学体系需要进行革新和优化。本文以智能建造为导向，探讨隧道工程教学体系的构建与优化策略。通过分析智能建造技术在隧道工程中的应用现状，总结当前隧道工程教学存在的问题，提出以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化的具体举措，包括课程体系优化、教学方法创新、实践教学强化等方面。本文的研究对推动隧道工程教育的发展，培养适应智能建造时代需求的高素质隧道工程人才具有重要意义。

关键词：智能建造；隧道工程；教学体系；构建；优化

中图分类号：TB"""""""文献标识码：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.03.082

0"引言

随着科技的进步和社会的发展，智能建造技术在隧道工程领域得到广泛应用。为了适应智能建造时代的需求，培养高素质的隧道工程人才，传统的隧道工程教学体系亟须进行改革和优化。本文以智能建造为导向，探讨隧道工程教学体系的构建与优化策略，旨在推动隧道工程教育的发展。

1"智能建造技术在隧道工程中的应用现状

1.1"智能建造技术概述

智能建造技术是指在建筑工程领域中，利用先进的信息技术、自动化技术和人工智能技术，实现工程项目全生命周期的数字化、网络化和智能化管理。智能建造技术包括建筑信息模型（BIM）、物联网（IoT）、大数据分析、云计算、虚拟现实/增强现实（VR/AR）、无人机、机器人等多种技术的综合应用。这些技术的融合与创新，旨在提高工程项目的设计效率、施工质量、运营管理水平和可持续性，同时降低成本、缩短工期和减少人力资源的投入。智能建造技术的发展为建筑业的转型升级提供了新的机遇和挑战，是实现建筑工程现代化、智能化和绿色化的重要途径。

1.2"智能建造技术在隧道工程中的应用领域

隧道工程作为土木工程的重要组成部分，涉及勘察、设计、施工、运营维护等多个阶段，每个阶段都对安全性、效率和质量提出了较高要求。智能建造技术在隧道工程中得到广泛应用，主要体现在以下几个方面：1."勘察设计阶段，利用BIM技术进行隧道三维设计和可视化分析，优化线型和结构方案；2."施工阶段，应用物联网、传感器等技术实现隧道施工过程的实时监测和智能控制，保障施工安全和质量；3."运营维护阶段，结合大数据分析和人工智能技术，实现隧道运营状态的智能诊断和预警，提高隧道运营效率和安全性。智能建造技术的应用，有助于提升隧道工程全生命周期的管理水平，促进隧道工程的可持续发展[1]。

1.3"智能建造技术在隧道工程中的应用案例

国内外已有多个隧道工程项目成功应用智能建造技术，取得了显著成效。例如，在国内的某长大隧道工程中，应用BIM技术进行隧道全线三维设计和碰撞检查，提高了设计效率和准确性；在施工阶段，采用智能化掘进机和泥水平衡盾构机进行隧道掘进，实现了掘进参数的实时监控和优化控制，提高了施工效率和安全性；在运营阶段，建立了隧道智能监测系统，对隧道结构状态、环境参数等进行实时监测和分析，实现了隧道的智能化运维管理。类似地，在国外的某海底隧道工程中，全面应用了智能建造技术，从勘察设计到运营维护全过程实现了数字化和智能化管理，大大提高了工程效率和质量，降低了成本和风险。这些应用案例充分证明了智能建造技术在隧道工程中的可行性和有效性，为后续工程提供了宝贵经验和借鉴。

2"当前隧道工程教学存在的问题

2.1"课程体系与智能建造技术发展脱节

当前许多高校的隧道工程教学课程体系仍沿袭传统模式，以理论知识讲授为主，课程内容与智能建造技术的最新发展脱节。现有课程体系缺乏对智能建造技术的系统介绍和深入探讨，学生难以全面了解其在隧道工程中的应用现状和发展趋势。课程设置与行业实际需求不够紧密，学生所学知识与工程实践存在差距。隧道工程与计算机科学、信息技术等相关学科的交叉融合不足，学生缺乏综合运用多学科知识解决实际问题的能力。这导致学生毕业后难以快速适应智能建造环境下的隧道工程实践需求，影响人才培养质量和就业竞争力。亟须根据智能建造技术的发展趋势优化隧道工程教学课程体系，加强课程内容与行业实践的联系，促进多学科知识的交叉融合，培养学生的综合应用能力和创新能力[2]。

2.2"教学方法传统，缺乏创新

目前隧道工程教学方法以传统课堂讲授为主，教师通过PPT演示、板书等方式传授理论知识，学生被动接受，缺乏主动学习和探索的机会。这种单一教学模式难以激发学生学习兴趣和积极性，不利于培养创新思维和实践能力。传统教学方法缺乏与智能建造技术相适应的教学手段和工具，如虚拟现实、增强现实、BIM等技术在教学中应用不足，教学内容难以直观、生动呈现，学生对复杂工程问题的理解和掌握存在困难。教学过程缺乏与行业专家、企业工程师等的互动交流，学生难以及时了解行业发展动态和实际工程需求，影响学习效果和就业竞争力。为提高教学质量，必须创新教学方法，采用多元化教学模式，如案例教学、项目驱动教学、翻转课堂等，利用智能建造技术提供的新型教学工具和手段，增强教学互动性和实践性，提高学生学习主动性和参与度。

2.3"实践教学环节薄弱，与工程实际联系不紧密

隧道工程是一门实践性很强的学科，需要学生具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。然而，当前许多高校的隧道工程实践教学环节薄弱，与工程实际联系不紧密。实践教学学时比例偏低，学生缺乏足够的动手实践机会；实践教学内容与工程实际存在脱节，缺乏对智能建造技术在实际工程中应用的体现。实践教学场地和设施建设滞后，缺乏与智能建造技术相适应的实训平台和设备，学生难以获得全面、系统的实践训练。校企合作不够深入，产学研协同育人机制有待完善，学生参与工程实践项目的机会有限，难以及时将所学知识应用到实际工程中。这导致学生实践能力和工程素养难以有效提升，影响人才培养质量和就业竞争力。必须加强实践教学环节建设，增加实践教学学时比例，优化实践教学内容，建设智能建造技术实训平台，深化校企合作，推进产学研协同育人，提高学生实践能力和创新能力，培养适应智能建造时代需求的高素质隧道工程人才[3]。

3"以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化策略

3.1"优化课程体系，紧跟智能建造技术发展步伐

以智能建造为导向优化隧道工程教学课程体系，需要紧跟智能建造技术的发展步伐，及时更新和完善课程内容。应将智能建造技术纳入隧道工程专业课程体系，开设专门的智能建造技术基础课程，如BIM技术、物联网技术、大数据分析等，帮助学生全面了解智能建造技术的基本原理和应用前景。在传统隧道工程课程中，应适当增加智能建造技术相关内容，如在隧道设计课程中介绍BIM技术在隧道设计中的应用，在隧道施工课程中讲解智能化施工设备和监测技术的使用。

加强课程之间的衔接和整合，促进理论与实践、传统技术与智能技术的融合，形成以智能建造为导向的系统化课程体系。还应根据行业发展动态和技术进步，定期调整和更新课程内容，邀请行业专家和企业工程师参与课程建设，确保课程体系与工程实际紧密联系，满足智能建造时代对隧道工程人才的要求。通过优化课程体系，学生可以系统掌握隧道工程领域的专业知识和智能建造技术，提高综合应用能力和创新能力，为将来从事智能建造相关工作奠定坚实基础。

3.2"创新教学方法，采用多元化教学模式

传统的隧道工程教学方法以课堂讲授为主，难以满足智能建造时代对人才培养的要求。为了提高教学质量和效果，必须创新教学方法，采用多元化的教学模式。应广泛应用信息化教学手段，如多媒体演示、在线课程、虚拟仿真等，利用数字化技术提高教学的直观性和互动性，增强学生的学习兴趣和主动性。应采用案例教学、项目驱动教学等方法，将理论知识与实际工程案例相结合，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高分析和解决问题的能力[4]。

应推行翻转课堂教学模式，鼓励学生在课前自主学习，课堂上进行讨论和实践，促进师生、生生之间的交流互动，培养学生的自主学习能力和团队合作精神。同时，还应邀请行业专家和企业工程师举办讲座或指导实践项目，拓宽学生视野，了解行业发展前沿和实际工程需求。通过创新教学方法，采用多元化教学模式，可以调动学生学习的积极性和主动性，提高教学效果和人才培养质量，使学生更好地适应智能建造时代的发展需求。

3.3"强化实践教学，加强产学研协同育人

隧道工程是一门实践性很强的学科，实践教学在人才培养中占有重要地位。以智能建造为导向，必须强化实践教学环节，加强产学研协同育人。应增加实践教学学时比例，合理设置实验、实习、实训等实践教学环节，为学生提供充足的动手实践机会。应建设智能建造技术实训平台，引进先进的仿真软件、智能化设备等，创建虚实结合的实践教学环境，使学生在实践中掌握智能建造技术的应用。应深化校企合作，与行业企业联合开展实践教学项目，邀请企业工程师指导学生实习实训，让学生参与实际工程项目，提高实践能力和工程素养。

应推进产学研协同育人，鼓励教师与企业、科研机构合作，将最新的研究成果和技术应用于教学实践，提高实践教学的前沿性和针对性。通过强化实践教学，加强产学研协同育人，可以有效提高学生的实践能力和创新能力，缩短学生从学校到职场的过渡时间，培养适应智能建造时代需求的高素质隧道工程人才。

3.4"加强师资队伍建设，提升教师智能建造素养

教师是教学质量的决定因素，以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化，离不开高素质师资队伍的支撑。应加大教师培养和引进力度，特别是引进具有隧道智能建造实践经验的工程师和技术人员，充实教学队伍。要加强对现有教师的培训，鼓励教师参加智能建造技术培训、学术会议和科研项目，不断提高他们在智能建造领域的专业水平和教学能力。

要建立教师定期到企业实训实践的机制，让教师充分了解智能建造技术的实际应用和行业实际需求，并将其融入教学过程中。同时，要完善教师评价和激励机制，鼓励教师围绕智能建造开展教学研究和改革，积极推动新技术、新方法在教学实践中的应用。通过建设高素质师资队伍，提升教师智能建造素养，可以为以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化提供有力保障，培养适应智能建造时代要求的高质量隧道工程人才。

4"以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化的意义

4.1"提高隧道工程教育质量

以智能建造为导向构建和优化隧道工程教学体系，可以有效提高隧道工程教育质量。通过优化课程体系、创新教学方法、强化实践教学等措施，学生可以系统掌握隧道工程领域的专业知识和智能建造技术，提高综合应用能力和创新能力。同时，加强师资队伍建设，提升教师智能建造素养，保障教学质量。这种与时俱进、面向未来的教学体系，能够满足智能建造时代对隧道工程人才的要求，提高人才培养质量，为隧道工程行业输送高素质人才。

4.2"培养适应智能建造时代需求的高素质隧道工程人才

智能建造是隧道工程发展的必然趋势，对隧道工程人才提出了新的要求。以智能建造为导向构建和优化隧道工程教学体系，旨在培养适应智能建造时代需求的高素质隧道工程人才。通过在教学中融入智能建造技术，学生可以掌握BIM、物联网、大数据等先进技术在隧道工程中的应用，提高数字化、信息化素养。同时，强化实践教学，加强产学研协同育人，使学生具备扎实的工程实践能力和创新能力。这样培养的隧道工程人才，能够胜任智能建造环境下的工作需求，推动隧道工程行业的智能化发展[5]。

4.3"推动隧道工程教育的可持续发展

以智能建造为导向构建和优化隧道工程教学体系，是推动隧道工程教育可持续发展的必然要求。传统的隧道工程教学模式难以适应智能建造时代的发展需求，亟须改革创新。通过优化课程体系、创新教学方法、强化实践教学、加强师资队伍建设等措施，可以不断更新教学内容，改进教学方式，提高教学质量，使隧道工程教育与时俱进。同时，加强产学研协同育人，促进教育、科研与产业的深度融合，为隧道工程教育注入新的活力。这种可持续发展的教学体系，能够培养出满足社会需求的高素质隧道工程人才，为隧道工程行业的可持续发展提供人才支撑。

5"结语

以智能建造为导向的隧道工程教学体系构建与优化是适应时代发展、提高隧道工程教育质量的必然要求。通过优化课程体系、创新教学方法、强化实践教学等举措，可以有效提升隧道工程教学水平，培养适应智能建造时代需求的高素质隧道工程人才。本文的研究对推动隧道工程教育的发展具有重要意义，同时也为其他工程专业教学体系的构建与优化提供了有益参考。

参考文献

［1］田四明，王伟，杨昌宇，等.中国铁路隧道40年发展与展望[J].隧道建设（中英文），2021，41（11）：19031930.

[2]占玉林，许江辉，何畏，等.智能建造虚拟仿真实验教学平台建设与探索[J].实验技术与管理，2022，39（06）：227232.

[3]章颖.智能建造背景下高校土建类专业智慧工地仿真教学实践项目建设探索[D].中国矿业大学，2022.

[4]张迪，王琦.产教融合科研成果转化体制机制研究——以智能建造技术专业教学体系研究为例[J].科技风，2022，（27）：149151.

[5]刘梅，董亚勋，王培军，等.面向智能建造的1+X（BIM）专创融合教育模式研究[J].高教学刊，2022，8（S1）：1417.