以创新驱动带动下城市地下工程方向实践教学体系的构建

唐东旗 李栋栋 张焕芳 杨真真

摘 要：以实践创新能力培养为目的，构建城市地下工程方向实践教学体系是当前社会对人才需求的定位。通过工程素养、实验能力、综合实践、创新思维等模块化方式对该专业方向实践教学体系进行了重新构建，为创新型人才培养奠定基础。

关键词：创新；城市地下工程方向；实践教学体系；构建

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）13-0036-03

Abstract： On the purpose of cultivating practical innovation ability， the construction of the practical teaching system for the direction of urban underground engineering is the demand of talents for the current society. Through the modular way of Engineering literacy， experimental ability， comprehensive practice and innovative thinking， the practice teaching system of this major is reconstructed， which lays the foundation for the cultivation of innovative talents.

Keywords： innovation； direction of urban underground engineering； practice teaching system； construction

前言

当前社会中，发展与创新是永恒的主题，学生创新思维的培养是大学教育的重点，如何来构建合理的实践课程体系培养学生就业竞争力则是作为目前专业发展中需要着重解决的关键问题。城市地下空间工程专业2002年在中南大学开始举办，到2010年时开办学校为10所，但到2017年，全国开设该专业的学校已达到39所，该专业被誉为物以稀为贵的十大专业之一，认为是开向春天的地铁。然而，由于高校背景不一，涉及地矿、核能、交通、建筑、水利、铁道等不同行业，办学特色鲜明，虽然课程理论教学基本都可以满足要求，但作为培养和提高学生综合素质能力的实践教学环节却给高校带来了难题，同时该专业尚未成立教学指导委员会，专业建设缺乏统一指导[1]，使得城市地下空间工程专业建设与发展难度较大，这点在实践教学环节尤为明显。由于实践教学体系尚未构建，对所开设的实践课程的要求也各不相同。目前，城市地下空间工程专业大多是依托岩土工程专业，但该专业已经超出岩土工程专业的范畴，要建设好城市地下空间工程专业尚需城市规划、结构工程等专业的支撑。

构建科学合理的实践课程体系是提升学生实践能力、就业竞争能力的重要途径。当前，向应用技术类型转型发展是地方本科院校克服与化解发展中的问题，是继续生存与发展的必然选择[2]。地方本科院校在转型发展过程中，学生实践能力的培养是一个关键问题，而科学合理的实踐课程体系是培养学生实践能力的重要保障。

一、该专业的现状

许昌学院土木工程学院成立于2011年，城市地下工程作为土木工程专业的一个方向于2015年开始独立招生，每年计划招生35人，目前该方向拥有学生108人。该方向目前拥有专职教师9人，教授1人，副教授2人，博士3人，硕士5人，多为40岁以下。为了确保该专业方向培养计划的顺利实施，土木工程学院制定了相关的保障措施，新建流体力学实验室，扩建土工实验室和岩石力学实验室，并和地方企业签订了实习实训基地。构建科学合理的实践课程体系，努力提高实践教学和人才培养的水平，不断提升学生实践的能力和人才培养的质量，融入地方经济社会发展，更好地服务城市地下空间工程行业。

二、专业实践课程教学体系构成

作为工科专业，在培养方案制定过程中把各类实践课程分模块进行了划分（表1），既有工程素养的培育模块，也开设了大量的专业实验课程的操作模块，同时也开设了为培养学生创新思维能力的课程设计和毕业设计课程，还开设了大量的实习和软件培训课程。学分构成中，各类模块学分分别为12学分、6.5学分、14学分和18学分，每16学时为1个学分，实习为每周1 个学分。

三、实践教学体系构建

（一）创新实践教学体系构建的原则

城市地下空间工程专业实践教学体系上与土木工程专业的要求不尽相同，强调以地下岩土建筑结构为研究对象，研究对象的结构更为复杂，因而其实践教学体系在构建上应充分体现城市规划、结构工程和岩土工程等专业内容。该专业的实践教学体系构建要表现为综合性、科学性、合理性，同时还要易于操作，在该专业体系构建过程中，要坚持以模块化为基础，丰富和发展模块化的内容。

（二）实践教学体系构建方案

该专业实践教学体系构建时要充分考虑专业方向的要求，满足社会的需求，还要满足创新型、复合型人才的培育要求。这要求整个方案既要能够体现专业所培养人才基本工程素养的需要，还要具有较高的创新性素质。为此，我们在培养方案的制定上首先要求培养的学生具有良好的创新素养；其次，要求掌握基本的专业实验操作技能；第三，通过各类课程设计、毕业设计和学科竞赛来培养学生的创新思维；第四，在一定理论基础上，通过一定量的现场实习、实训来达到对所学知识的理解和应用。

四、实践教学体系构建途径

（一）创新素养培育

为了培养学生良好的工程素养和创新实践能力（图1），我们专业开设了军事理论与军训，工程实训、社会实践和创新创业实践等课程。通过军事理论和军训，培养学生专业吃苦耐劳的精神；让大一和大二的通过工程实训的操作，对将来工程施工过程中所遇到的各类机械问题有了初步了解；通过不同类型的社会实践，让学生了解社会发展过程中存在的各类问题，同时依靠团队研讨找到解决方案和合理措施。通过这些课程的学习，培育学生一定的创新理论和观察能力。

为了培养学生良好的思想道德和打下良好的专业基础实践能力，在培养方案制定时设置了通识课的实践教学和学科基础课（大学物理和大学化学实验课程）的实践教学。

（二）基本实验操作能力培养

专业操作技能是工科专业必备的一项能力，现在土木工程学院拥有工程材料实验室、材料力学实验室、岩土与工程监测实验室和流体力学实验室，完全能够满足学生开展相关实验。实验室制定了严格的开放制度，加强实验室开放管理，建立网上预约平台和基于手机app的预约平台建设。鼓励学生开展创新性、综合性实验的设计，建立一定的研讨小组。

作为一名工科学生，拥有一定的实验操作和数据分析能力是必须的，为此开设了土木工程材料、材料力学、岩石力学、土力学、流体力学等课程实验（图2），这些课程实验项目中既有基本的验证实验，也有综合性和设计性实验。针对实验考核，强调过程监控，严格考核，在设计分组时，要求每三人一组，每个人都要进行操作一次，如若请假，则必须销假和补做实验，如不补做则该实验项目记零分。考核采用现场抽签，抽完签立即开始进行实验操作，现场打分。这种方式的实行，也激发了同学们实验的积极性和主动性，同学们反馈信息也较好。

（三）综合实践能力培养

实习是实践教学的重要环节，实习不同于课堂教学，它是把课堂教学活动搬到了社会实际工作中，学生接触实际工程问题获得工程技术的操作实践经验。

为了提高学生的实践经验和培养学生的综合技能提升（图3），我们先后采用了课程实习和综合实习相结合；课程实习主要包括了工程地质实习和工程测量实习，工程地质实习是将学生带到嵩山地区来开展，主要包括了各类岩性的识别、边坡工程、基坑工程、道路工程、工程地质等方面的内容；综合技能实习包括了大一新生的专业认知实习，主要是带领同学在学校周边针对将来要学习的专业内容进行初步的了解；综合实习采用到各个企业进行现场观摩学习的方式进行；生产实习和毕业实习采用学生分散与集中相结合、校内导师和企业导师相结合的方式来进行，在实习中通过视频、电话等形式加强校企沟通和对学生管理；岩土工程应用软件培训主要是让学生练习操作岩土相关软件，目前主要包括midas gts、理正岩土软件和理正深基坑软件。

（四）创新思维能力培养

知识是人们在改造世界实践中，所获得的对客观事物的认识和经验，是对已知世界的了解，创新是对未知领域的探索。知识是创新的必要条件，创新成果应该是知识树上开出来的鲜花。古人云，“知愈博则思愈远”，创造需要知识原料，创新的前提是继承，创新才能的培育离不开广博扎实的基础知识[3]，创新成果应该是知识树上开出来的鲜花。

为了培养学生的创新思维能力（图4），开设了在一定理论知识引领下的课程设计，主要包括了基础工程课程设计、地下空间规划课程设计、地下建筑结构课程设计、地下工程施工课程设计、深基坑支护课程设计，以及综合性的毕业设计，在此基础上鼓励大学生积极参加“城市地下空间工程大学生模型设计竞赛”、“土木工程结构模型大赛”、“挑战杯”等全国性的大学生创新大赛，以及土木工程类专业的“手工制图大赛”等校级专业大赛。学生先后获得全国大学生结构模型大赛、省级结构模型大赛的二等奖2项，三等奖3项，通过这些活动培养了学生的创新思维。

（五）科学创新素养培育

为了进一步加强学生科学研究基本技能的培育，采用了以下几点做法：

1. 组建兴趣小组，每个组3-5人，每组有一名小组长和一名指导教师，小组长每周的周末组织大家在一起找一个热点问题进行研讨，针对大家的研讨结果由指导老师进行点评；

2. 积极鼓励学生参与申请大学生科研项目和创青春大学生创新创业项目的申请，通过写申请书，让学生知道如何查阅文献，内容如何组织，如何提出问题和解决问题的途径。截止目前，先后有8名同学成功申请到校级大学生科研项目。

3. 积极参与到教师的科研队伍中来，了解所参与项目和方向的科学前沿，学习文献检索技能、实验设计和操作技能，真正达到学生毕业时拥有丰富的专业知识和实践技能，能够快速融入到为企业和社会服务中去。

五、存在的问题

1. 实习地点选择难，学校处在地级市，地下空间开发刚刚起步，同时也没有地铁等重大工程，给实习地点的选择造成困难。

2. 实践经费问题，由于该专业实习时间较长，实习地点较为分散，并且多不在本地，这也造成所需要经费较多，给专业实习带来了很大困难。

3.教师工程实践能力有待提升，教师多为从高校到高校，生產实践能力不足。

六、结束语

针对城市地下工程专业方向而言，以创新驱动下的模块化实践教学体系构建，使得培养方案更为清晰，操作更为简便，通过模块化方案的构建，细化实践内容，强化实践动手能力培养，提高学生的创新能力。

参考文献：

[1]闫长斌.城市地下空间工程专业创新型人才培养机制探析[J].高等建筑教育，2015，24（4）：29-34.

[2]杨慧，江学良，孙广臣，等.基于实践与创新能力培养的城市地下空间工程专业实践教学体系的改革与实践[J].高校实验室工作研究，2016（2）：3-5.

[3]李存金.大学生创新思维能力培养的实践途径与机制[J].创新与创业教育，2013（1）：1-5.