视频教学模式在“隧道工程”课程教学中的应用

左清军，谈云志，刘艺梁

三峡大学 土木与建筑学院，湖北 宜昌 443002

视频教学模式在“隧道工程”课程教学中的应用

左清军，谈云志，刘艺梁

三峡大学 土木与建筑学院，湖北 宜昌 443002

“隧道工程”作为土木工程和地质工程专业本科生的必修课或选修课，具有较强的实践性和应用性，传统的教学模式已不能满足隧道工程教学的需求。视频教学模式具有直观性、动态性、生动性和灵活性等优点，可以弥补传统教学模式的不足。鉴于此，将视频教学模式引入“隧道工程”课程教学之中，激发了学生的学习兴趣，达到了良好的教学效果。

隧道工程；视频教学；教学效果

隧道工程是从事研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支。“隧道工程”作为土木工程专业本科生的必修课和地质工程专业本科生的选修课，其综合性较强，需要用到的基础理论和技术理论知识包括：数学、工程力学（理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学）、岩石（土）力学、工程地质、测量、建筑材料和计算机应用等[1-2]。目前，对于“隧道工程”这门应用性和综合性较强的课程，其教学方法还比较单一，主要停留在多媒体教学和板书等方面。由于受到诸多条件的限制，大部分学生在学习该课程之前基本未接触过隧道工程的实践，头脑中几乎未建构隧道工程的相关概念。因此，在隧道的教学过程中简单地运用单一的教学方法显然无法满足学生的需求，会出现“老师讲得天花乱坠、学生听得不知所云”的现象。视频教学具有直观、生动和感性等特点，若将视频教学引入至“隧道工程”的课程教学之中，将会获得传统的多媒体教学和板书所不能达到的效果。

笔者结合“隧道工程”课程的教学特点及教学体会，将视频教学模式穿插至课程中，激发了学生的学习兴趣，增强了学生对隧道工程的感性认识，实现了教学相长的目的，取得了较好的教学效果。

一、传统教学模式的局限性

目前，在讲授隧道工程的相关内容时，主要采用幻灯片加板书的传统教学模式。此模式是“教师主动授课+学生被动接受知识”的教学形式[3]，具有一定的局限性，具体表现在以下几个方面。

1.以静态方法讲授动态内容，缺乏动态性

幻灯片加板书的教学方法是一种静态的教学方法，不能呈现动态的模拟。如果采用此方法对隧道工程的某些章节进行讲解，达不到很好的效果。例如，在讲授隧道施工方法这一章时，由于隧道的施工是一个动态的过程，程序性较强，学生在该课之前未进行过任何与隧道工程相关的实习，若仅仅采用传统的教学模式，学生在课堂上无法建立隧道工程施工的相关概念。

2.采用单一性教学方法，缺乏生动性

传统的教学方法是教师先定教材，再依据教材编写教案、制订教学计划和教学大纲，然后进行教学活动，即单一的以教定学的教学方式[4]。此教法忽略了学生的需求，将教师的意愿强加于学生，而学生不一定适应教师的备课内容和授课方式。教学方法应该向多样化的方向发展[5]，例如，在隧道工程围岩压力这一章中，围岩压力根据其形成机理，可将其划分为形变围岩压力、松动围岩压力、膨胀围岩压力和冲击围岩压力。若简单地按照教案讲授围岩压力的分类，会从这几种围岩压力形成机理的角度来阐述，但是这种讲授方法很难达到良好的教学效果。

3.以单一的课堂当做唯一的教学场所，缺乏灵活性

传统的教学方法是要求在固定场所和固定时间从事教学活动，课堂教学的比重较大（图1）。当然，可以通过现场实习的方式弥补课堂教学的不足。但是，对于隧道工程的教学，一般情况下，在讲授课程之前，学生未进行任何相关的实习，感性认识处于起步阶段。

图1 笔者在进行“隧道工程”课程教学

二、视频教学模式的优势

视频教学模式与传统教学模式相比，具有直观性、动态性、生动性和灵活性等优点。具体表现在以下几个方面。

1.复杂问题简单化

在课堂上，若采用文字或简单的图示来阐述复杂的问题，会使问题变得越来越复杂。此时，若将视频教学方法引入课堂，会使学生从复杂的问题解脱出来，达到“柳暗花明又一村”的效果。例如，在讲授复合式衬砌这一知识点时，学生很难理解这一知识点。笔者将复合式衬砌做成Flash动画，将外衬、土工布、防水层、内衬分不同的施作时间先后展示在动画之中，然后结合现场拍摄的视频，使学生轻松地掌握了复合式衬砌的概念（图2）。

图2 “复合式衬砌”Flash动画展示

2.枯燥问题生动化

专业课的讲授容易陷入枯燥无味的境地，如何激发学生对专业课的学习兴趣呢？对于专业课教师来讲，改变教学方法是一个不错的选择。单一的教学方法已不能适应专业课教学的发展，教学方法的多样化已成为一种趋势。视频教学模式作为多媒体教学的一种延伸，可以把专业课的课程打造得生动有趣。例如，在讲授隧道盾构法施工技术这一章节时，若简单地参照教案，难免会显得枯燥。笔者在讲授这个知识点的时候，利用课间十分钟播放了武汉过江隧道和南京过江隧道盾构施工关键技术的视频，学生通过视频了解了盾构机的基本构造和盾构机的工作原理，既学到了知识，又活跃了课堂气氛（图3）。

图3 盾构机管片安装视频演示

3.晦涩问题直观化

“隧道工程”这门专业课程中有很多晦涩难懂的理论，而且某些知识点具有动态性的特点，若不借助视频手段将知识点直观化，很难将问题讲述清楚。例如，根据不同的地质条件和断面面积，钻爆法隧道开挖方法可分为分部开挖法和全断面开挖法，分部开挖法又分为导洞开挖法和台阶开挖法[6]。笔者将每种施工方法做成Flash动画，然后经过加工将语音讲解添加至视频之中，通过动画展示，将复杂晦涩的理论转变为通俗易懂的知识（图4）。

图4 三台阶七步开挖法视频展示

需要说明的是，两种方法互不冲突，视频教学模式是传统教学模式的补充和延续，在实际的教学活动中，两种方法要灵活运用，才能取得良好的教学效果（图5）。

图5 视频教学模式取得的教学效果

三、视频教学模式在隧道工程课堂中的实践

视频教学模式现已成为我校隧道工程教学的一个有力手段，形成了以“电子幻灯片+板书+视频”为手段的教学体系。

1.隧道工程教学模式的演化过程

隧道工程教学模式从构思到成熟大致经历了如图6所示的演化过程。

图6 “隧道工程”课程视频教学模式的演化过程

2.教学内容和视频结合点的获取

不是所有的教学内容都可以结合视频教学方法，部分教学内容无法通过视频来展示，因此，教师在熟练教学内容的基础之上，需找到教学内容和视频的结合点（图7）。然后将结合点通过视频或Flash动画的形式展示出来。

图7 “环形开挖预留核心土法”视频结合点

3.视频和动画的制作与加工

视频和动画的制作与加工是耗费人力、物力最多的一个环节，制作和加工的效果直接影响教学视频的质量。视频的来源主要包括两个方面：网络下载和现场拍摄。例如，本门课程的“三台阶七步开挖法”视频来自于网络，隧道施工方法来自于现场拍摄（图8）。Flash动画的制作需要教师精心策划和精通Flash软件，将隧道相关理论和方法转化为动画的形式。例如，该课程通过Flash动画展示了复合式衬砌的概念。后期的加工主要包括画面剪辑、字幕和配音的匹配。

图8 “三台阶七步开挖法”现场拍摄

4.视频和动画的展示

将制作和加工完成了的视频和Flash动画在课堂上展示出来，值得注意的是，视频和Flash动画的展示需结合电子幻灯片和板书，不能盲目地实施，视频教学模式只是一种辅助教学手段。视频和动画展示的同时，教师对其中的难点和重点内容进行讲解。

5.视频和动画的共享

课堂教学结束之后，为了使视频教学得以延续，将视频和Flash动画上传至我校的“求索学堂”，学生可以在课外下载视频资源进行反复地学习，实现教学资源的共享。

四、结束语及建议

尽管视频教学模式对于改善教学效果具有重要的作用，但是，在实际运用时需注意以下几个问题。

1.视频教学时间不宜过长

课堂教学还是应以传统的教学方式为主，视频教学模式只是作为一种辅助教学手段使用，是传统教学方式的有益补充。视频教学不宜占用课堂教学太多时间，应控制在10分钟以内。视频教学时间过长会分散学生的注意力，使学生产生厌倦情绪，达不到理想的效果。

2.视频教学应与课堂讲解结合起来

在课堂中简单地播放视频是视频教学的原始模式，这种做法会使学生误认为视频仅是娱乐课堂的手段，教师应将视频教学与课堂讲解结合起来，并与教学内容同步展开，把学生的焦点放在讲授内容上来，真正发挥视频教学的优势。

3.不是所有教学内容都适合视频教学模式

值得强调的是，视频教学模式仅适用于某些教学内容，部分教学内容还要依赖传统的教学方法。因此，教师在运用视频教学方法时，要把握好“度”，一旦越过界限，会适得其反。

[1] 彭立敏， 刘小兵.隧道工程[M].长沙：中南大学出版社，2009.

[2] 朱永全，宋玉香.隧道工程(第二版)[M].北京：中国铁道出版社， 2007.

[3] 高景峰，王淑莹，彭永臻.《水质工程学》视频教学系统的制作和初步应用[J].中国现代教育装备， 2007， (3)：35-37.

[4] 杨曙光.从课堂教学到网络视频教学—计算机辅助设计教学模式新探索[J].美与时代， 2013， (8)：135-136.

[5] 张伏丽.浅谈视频教学在高职院校“思想政治理论课”教学中的应用[J].中国地质大学学报(社会科学版)，2013，(S)：133-135.

[6] 周传波，陈建平，罗学东，等.地下建筑工程施工技术[M].北京：人民交通出版社， 2008.

Title: The Application of Video Teaching Mode in Tunnel Engineering Class

Author(s): ZUO Qing-jun, TAN Yun-zhi, LIU Yi-liang

tunnel engineering; video teaching; teaching effect

G642

A

1006-9372（2014）04-0092-04

2014-07-16；

2014-10-10。

湖北省高等学校省级教学研究项目（2013243）；三峡大学教学研究重点项目（J2014006）。

左清军，男，讲师，主要从事地质工程的教学和研究工作。

谈云志，男，副教授，主要从事岩土工程的教学和研究工作。