隧道工程课程教学改革探索★

潘建平 汪小平 朱洪威

1 概述

隧道是以某种用途按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2 m2的洞室，是一种埋置于地层中的工程建筑物，隧道周围地层(围岩)既对隧道结构产生作用，又是隧道承受荷载的体系之一[1]。隧道工程作为土木工程、交通工程类的一门主要专业技术基础课程，涉及的教学内容较多、知识结构复杂，要求学生在学习材料力学、结构力学、弹性力学和工程地质学等课程的基础上，进一步掌握埋置于地层中结构物的受力特点、荷载特征、计算原理和方法以及施工方法和工艺，使学生具有坚实的隧道工程学科领域内的专业理论与工程应用基础知识，成为高素质的隧道工程技术人才，使学生能胜任各类隧道工程的设计、施工、管理、养护维修以及科学研究等方面的工作，同时也为相关专业课程学习、进行工程结构设计与施工以及科学研究打好基础，培养工程综合分析与解决问题的能力。

2 教学中的困惑

在以往的教学中，遇到了一些困惑，比如:课堂教学往往采用一本教材授课，尽管能保证知识具有一定的系统性，但由于教材出版的滞后性，而且书本内容也枯燥无味，无法调动学生的积极性，因此，教师有必要及时获取学科最新研究进展，运用最新的教学手段，与时俱进，把新知识带入课堂、工程实践中。又如传统教学方法采用的是以教师为中心、学生为附属的单向注入式教学模式。该模式中学生被动接受知识，在听课时只忙于作笔记，自己不主动思考为什么，老师也不关注教学过程中学生接受知识的情况。由于在教学过程中学生缺乏主动思考、主动参与的机会，学习热情不高，创新思维和创新能力得不到培养，久而久之，导致学生的自学能力、发现问题、解决问题的能力下降，这在崇尚素质教育的今天，显然是不合时宜的，严重制约了素质教育目标的实现[2]。

因此，只有对传统教学从观念、教师角色、教学目标、教学内容、教学过程、教学模式、课程考核模式等多方面进行整体改革，才有利于学生素质的综合全面发展。

3 教学改革思路与举措

3.1 改革思路

以培养工程技术型人才为目标，注重学生能力的培养和创新意识的树立;以学生为主体，教师为主导，采用师生互动的启发式、讨论式教学模式，将理论、试验与工程实践进行有机结合，遵循以提高隧道工程教学质量为准则，以节约成本、提高教学效率为前提，学有所用为目的的基本思路进行教学改革。

3.2 改革举措

3.2.1 授课内容的选择

在授课过程中，以选定适合课程教学大纲要求的教材为主，辅以其他教学资料，以充实讲课、实验和工程实践，协调好三方关系作为构建授课内容的主导思想。

1)充实课堂内容。在不打乱课程整体结构的基础上，重新组织授课内容，在课堂上，始终坚持以启发式、讨论式教学模式为主，配以多媒体演示，使学生对授课内容产生兴趣，思维能紧随课堂进程，通过学习做到既掌握隧道工程基础理论知识，又了解实际工程设计方法与施工技术。

2)在室内实验中，以激发学生的好奇心，顺应学生的认知过程为主线，以使学生掌握隧道工程监测的基本理论知识和试验手段为原则，为分析和解决实际工程测试问题，打下一定的基础。试验前，由学生自己去查阅相关文献、手册，学习并思考如何进行试验。试验中，学生按设计好的试验步骤进行，老师只进行适当的启发性指导。试验后，学生要对试验数据进行处理与分析，并对试验过程中遇到的问题进行反思。如在岩石单轴抗压强度试验中，除了要学会操作材料试验机，还要思考如何提高测试精度、分析试件尺寸对测试结果的影响等。

3)工程实践是学生将所学理论知识与实际工程联系，将理论知识运用于实践的重要环节。在理论课未讲授的情况下进行认识实习，学生只能在施工现场观摩。经过课程理论知识的传授与实验室试验环节，加深了学生对隧道工程理论知识的理解与认识。首先，在课堂讲授中将实习工程资料融入讲授内容，让学生通过课堂学习对实际工程情况有所了解;其次，教师充分利用一切机会，寻找新的实习地点，并将其纳入课堂，以求尽可能降低学生的实践难度;最后，在实习过程中尽可能引导学生自己动手、动脑认识实际隧道工程，而不是见到现象就问老师。

3.2.2 构建新型教学模式

1)改变传统单一的教学模式。

长期以来，我国大学教学多采用注入式教学模式，在教学目标上重知识传授而忽视创新能力培养，在教与学的关系上将教师的权威绝对化，而将学生视为接受知识的存贮器。《国家中长期教育改革和发展规划纲要》把培养创新型人才、着力培养青少年的社会责任感、创新精神和实践能力放在突出的位置上。因此，转变注入式单一教学模式，积极探索并实施培养学生创新意识、创新精神和创新能力的启发式、讨论式教学模式势在必行。

在讲授过程中适当提问，鼓励学生主动回答，充分发挥学生的能动性，让学生积极思考，引导其得出正确的结论。这样既有利于培养学生独立思考的能力和自信心，也有利于学生掌握知识，增强教学的效果，更有利于保证正常的课堂秩序[3]。可适当适时地讲一些工程实例来帮助和加深对基本概念与基本理论的理解，在引用工程实例时还可先让学生自己思考解决问题的办法，培养学生在遇到问题时积极地分析问题和解决问题的能力，同时学生也能参与到课堂教学中，变成课堂的主体。也可让学生自由讨论，调动学生学习的积极性和对知识的理解和应用能力的提高，学生从启发和讨论中自学能力也得到一定程度的提高。如讲新奥法施工的基本原则时，可先提出问题让学生自己去思考，然后结合“少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”的施工原则举一个工程实例，如2008年11月杭州地铁湘湖站在开挖施工中，发生坍塌事故，直接经济损失4961万元。事故调查组认为主要存在违规施工、冒险作业、基坑严重超挖;支撑体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时;垫层未及时浇筑;施工监测失效，没有采取有效补救措施[6]。

2)将理论、实验与工程实践有机结合。

课堂讲授、室内实验和工程实践是完成隧道工程教学内容的三大必要环节，都是以让学生掌握隧道工程理论知识、理解隧道工程设计程序和熟悉隧道工程施工过程为主要目的。在明确上述联系主线的基础上，确立了以课程内容确定实验和实践内容，以课程学习中的重点确定实验、实习内容重点的方针。具体做法是:在讲课中，对属于基础性的内容要讲清楚、讲完整;而对有些应用性和延伸性内容则留下一些悬疑，将其交由实验和实习来补充。比如，在讲到隧道围岩压力的时候，讲解隧道围岩压力基本概念及其分类，而对具体围岩压力的量化及由此引起的隧道变形量测如何进行，辨识过程、使用的方法和所用工具则留到实验课去学习。

3)部分章节采用双语教学。

目前，前沿的专业技术资料大多是英文。对专业技术学生而言，熟练阅读并准确理解这些英文资料的内容就成为其必不可少的职业技能之一。在院校的专业课程中采用双语教学，可以使所讲授的对象与其英语语言形式直接联系起来，完成二者的直接关联。在完成专业课程知识点学习的同时，也掌握了大量英文词汇，尤其是专业术语词汇[4]。考虑到学生外语水平，课程完全采用双语教学很难进行，可以采用部分章节，比如绪论，可以结合国内外的进展情况介绍，工程实例部分也可以用英语结合视频动画等介绍一些国外的工程实例。在实际的教学实践中，采用了诸如案例教学、互动教学等课堂教学方法，促使学生用外语来思考、陈述、解决问题。

3.2.3 发挥团队协作作用

由于教师年龄、知识、学历和职称结构、教学经验的不同，导致实际教学效果也不尽一致。只靠单兵作战很难提高整体教学质量，需要发扬团队合作精神，搞好教师之间的相互协作[5]。必须依靠教学团队的集体智慧，充分发扬团队精神，既要坚持分工又要重视合作，才能提升整体教学水平。

1)要建立集体备课制度。个人分散备课往往会受到教师的知识面、思维的局限性、教学经验不足、教学思路不够清晰等的影响，造成备课质量不高、效果不好。实行教师集体备课制度，则可以克服以上局限和不足，通过集思广益、博采众长，教学信息共享，教学经验互补，从而依靠集体的智慧和力量，提高备课的质量，为上课做好应有的积极准备。

2)要坚持以老带新、以强带弱。为了让青年教师尽快站稳讲台，提高教学的效果，熟悉科研之路，学校要发挥老教师的“传、帮、带”作用，为青年教师选择和配备指导教师。老教师要像师傅带徒弟、教练带运动员那样，手把手地对青年教师的备课、教学进行指导，让他们打牢教学的基本功，切实过好教学质量这一关。

3.2.4 构建合理的课程考核模式

教学改革的目的在于提高教学质量，增强教学效果。改革成功与否要以事实为依据，教学质量是否真正提高，课程考核模式构建是否合理至关重要。

改变单纯的试卷考试方法，构建“以理论知识解决工程实际问题能力为核心，知识学习过程与考试相结合”的考核模式，推行平时学习情况、考试成绩、作业完成情况、试验情况、工程实践表现相结合的综合评价方法，体现成绩组成的多元化，充分调动学生的学习积极性和自觉性。

4 结语

随着交通隧道、地下空间利用的突飞猛进，相应的工程设计理论与施工技术也有了很大的变化，因此，隧道工程课程的教学改革也需要与时俱进。针对传统课程教学中普遍存在重成绩、轻实践的问题，分析教学中存在的一些困惑，提出对传统教学从教学目标、教学内容、教学模式、课程考核等多方面进行整体改革，增强学生对隧道工程课程的兴趣，激发其学习的积极性、主动性和创造性，从而提高教学质量。

[1]朱永全，宋玉香.隧道工程[M].北京:中国铁道出版社，2007.

[2]施成华.隧道课程互动式教学方法的探索与实践[J].长沙铁道学院学报(社会科学版)，2009，10(3):87-88.

[3]胡世丽，王观石.提高土力学课程课堂教学效果研究[J].山西建筑，2009，35(34):208-209.

[4]刘海波，曹学友，魏月侠.关于专业课双语教学的探讨[J].山东文学，2009(S4):111-113.

[5]李元卿.大学教学要发扬集体协作精神[N].科学时报，2009-02-24(B4).

[6]http://news.sina.com.cn/c/2010-12-28/153721721219.shtml.