隧道工程課程教學改革實踐探討

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摘要：文章以華東交通大學土木工程專業(yè)為例，結合學校的辦學宗旨、培養(yǎng)目標和實際需要，在江西省高等學校教學改革研究重點項目的支持下，展開隧道工程課程教學改革與實踐研究，通過工程實例分析、施工現(xiàn)場學習、國內外專家講座、建筑模型比賽等教學手段，在增強學生的學習興趣的基礎上，有效提升學生的綜合實力。

關鍵詞：隧道工程；土木工程；課程改革

“隧道工程”是華東交通大學土木工程專業(yè)巖土及地下方向的一門專業(yè)課程，也是核心和代表性的必修課程之一，其課程教學目的和任務是使學生掌握隧道的基本概念與構造、基本力學原理、施工作業(yè)方法、最新設計理念及行業(yè)規(guī)范等專業(yè)知識，并具備與隧道工程相關的技術和研究工作的能力，為從事各類隧道工程建設的設計、施工及維護管理工作奠定基礎[1-3]。

一、“隧道工程”課程教學過程中存在的問題

“隧道工程”課程在本科教學中占有重要地位，其教學內容涉及到隧道設計計算方法，包括線路及平縱斷面設計、橫斷面設計、襯砌結構設計、洞門設計及穩(wěn)定性驗算等鐵路、公路隧道設計與施工的理論、方法及相關知識[4-5]。課程學習過程中，不僅要掌握大量的基礎理論知識，又包含相當多的工程實踐性內容，使得教師在實際教學過程中存在許多問題，主要概括為以下幾個方面。首先，目前的教學方式主要采用板書并輔助以PPT的形式，而對于一些復雜的施工工藝流程，僅僅依靠一些簡單的圖片和流程圖很難使學生對知識進行有效掌握，更談不上將知識熟練地運用到工程實踐當中。其次，隧道工程的課程特點是與實際聯(lián)系緊密，工程實踐性強，并且其中的各個知識點看起來相互獨立，其實聯(lián)系緊密。因此，僅僅通過課堂講授的形式已經(jīng)不能滿足教學需要。最后，大學的教學內容繁多，但畢竟課堂教學時間有限，隧道工程學時經(jīng)過多次調整，已經(jīng)從原有的40學時縮減至24學時，并且取消了原有課程設計的安排。因此，在教學過程中，會加快教學進度，導致學生難以消化，難以掌握現(xiàn)代化隧道設計和施工過程中亟待解決的問題，以及最新的技術、方案、科研進展等。針對上述實際教學過程中存在的問題，迫切需要教師結合“隧道工程”這門專業(yè)課程的特點及培養(yǎng)要求，從教學內容、實踐性教學方法等方面進行探索與改革，引導學生在掌握理論知識的基礎上提高動手能力，使其成為一名合格的專業(yè)型人才。

二、“隧道工程”課程教學改革與實踐方法

隧道圍巖壓力計算、支護設計理論等基礎性知識在“隧道工程”課程教學過程中非常重要，起到承上啟下的作用。因此，在教學計劃安排時應適當增加學時。在此基礎上，華東交通大學土木工程專業(yè)根據(jù)“隧道工程”課程要求及特點，建立了一套完善且行之有效的實踐性教學體系，使學生能夠更加牢固地理解與掌握隧道工程的專業(yè)知識，了解隧道工程最前沿的技術、工藝和發(fā)展方向。

（一）課堂教學方式的改革，增加教學的生動性

根據(jù)不同類型隧道，包括鐵路隧洞、公路隧洞、水工隧洞、礦山隧洞等的特點及典型工程實例，以Flash動畫的形式建立多媒體課件，并輔以隧道超前支護、工程爆破、出渣作業(yè)等現(xiàn)場照片及視頻，在此基礎上，以課堂授課的形式針對具體工程實例進行剖析與講解；組織學生針對假設的工程案例，如對富水破碎圍巖、高地溫、高地應力等典型隧道施工過程中遇到的問題進行分析與討論，提出施工建議，增加學生互動，調動學生積極性的同時，也可以培養(yǎng)他們的學習能力，使學生在“隧道工程”課程的課堂學習過程中具備一定的分析和解決實際工程問題的能力。

（二）結合課程特點，加強實踐性教學環(huán)節(jié)

充分利用教師手中的資源與科研課題，讓本科生參與到在建的隧道工程項目中去。例如，南昌地鐵項目、上饒至萬年段高速公路隧洞段、黔張常鐵路張家界段等，從工程實踐的角度使學生對“隧道工程”這門課程的理解與認識得到更進一步的提升。另外，華東交通大學土木建筑學院目前已與中國中鐵股份有限公司、中車株洲電力機車有限公司、北京太格時代自動化設備有限公司正式簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，充分利用上述資源，每年定期組織學生前往合作單位進行實踐交流學習，在保證安全的基礎上，使學生理解與掌握隧道設計、施工及運營的整個過程，并且每年至少會選送50名以上的學生去合作企業(yè)和研究機構進行“隧道工程”的畢業(yè)設計及課程設計工作，在校外完成實踐環(huán)節(jié)。

（三）增加學術交流，充分掌握學科前沿動態(tài)

定期舉行學術講座，邀請校內相關專業(yè)的知名教授講授學習心得及研究體會。在此基礎上，結合華東交通大學“孔目湖講壇”邀請國內外“隧道工程”領域相關專業(yè)的知名專家、學者，講解最新的隧道施工技術、方案、方法，最新出現(xiàn)的亟待解決的問題，以及最新科研進展、工作經(jīng)驗、體會等。

（四）組織教學競賽，充分激發(fā)學生的熱情

組織隧道建筑結構模型比賽，使學生能夠更加深刻地理解與掌握隧道工程中每一部分的作用與意義。根據(jù)“隧道工程”的課程大綱，將4～5名學生分為一組，以自選題目的形式組織隧道設計比賽。題目可以是運用CAD及數(shù)值分析軟件對隧道的選線及結構荷載進行設計與分析，也可以以建造模型的形式對隧道洞門、洞身及明洞等結構進行創(chuàng)新性設計，并且將設計比賽的評審結果加入到學生的最終成績考核之中。

三、“隧道工程”課程教學改革與實踐的初步成果

華東交通大學土木工程專業(yè)“隧道工程”課程教學改革在城市軌道工程、道路與鐵道工程、軟件+道路與鐵道工程、中鐵國際班等多個專業(yè)領域的本科教學過程中全面展開，每學年受益學生達300人以上，其合理地利用校內外資源，通過工程實例分析、施工現(xiàn)場學習、國內外專家講座、建筑模型比賽等教學手段，在增強學生的學習興趣的基礎上，有效提高學生的綜合能力，并已達到以下幾點成效：第一，大幅度地提高了“隧道工程”課程教學質量，充分調動了學生課上學習、課下討論的積極性和主動性；第二，培養(yǎng)了大量具有專業(yè)技術知識的復合型人才。近年來，華東交通大學土木工程畢業(yè)生在中國鐵建集團、中建集團等隧道類相關單位的各個崗位中均發(fā)揮著重要作用；第三，使學生充分掌握了學科的最新發(fā)展動態(tài)，在此基礎上有效提高了學生的工程實踐能力；第四，提高了學生的動手能力及團隊協(xié)作水平。近年來，華東交通大學在土木工程相關專業(yè)在全國范圍內的結構設計大賽中多次取得優(yōu)異成績?？傊?，針對教學過程中存在的問題，在充分考慮土木工程相關專業(yè)本科生所具有的知識背景及需要的基礎上，結合學校所具有的教育與工程資源，進行了隧道工程課程的教學改革與實踐，對傳統(tǒng)教學內容與教學模式進行了調整，鍛煉了學生利用知識解決實際問題的能力；組織學生參加到教師的工程及科研實踐中，并通過校企合作，大大加強了實踐性教學環(huán)節(jié)；增加學術交流，使學生充分掌握學科發(fā)展的前沿動態(tài)；組織學生參加各種類型的教學競賽，充分激發(fā)學生的熱情，同時增加了學生的團隊協(xié)作能力。上述方法和成果對同行業(yè)的課程建設及教學改革具有借鑒意義及應用價值。

參考文獻：

[1]潘建平,汪小平,朱洪威.隧道工程課程教學改革探索[J].山西建筑,2011,37(30):240-241.

[2]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.

[3]孫明磊,劉志春,朱桃杏.高等工科院校成人函授教育課程教學改革淺析:以土木工程專業(yè)“隧道工程”課程為例[J].中國電力教育,2011(13):105-107.

[4]汪玉生.提高本科土木工程專業(yè)“隧道工程”課程教學質量的思考與對策[J].煤炭高等建筑教,2012,30(4):116-117.

[5]李明華.交通特設土木工程專業(yè)課程體系構建探討[J].高等建筑教育,2011(5):41-44.

作者:于洋 刁心宏 單位:華東交通大學土木建筑學院