安全工程专业本科必修课程《城市地铁施工与安全》建设

孔祥国 成连华 李超 蔡雨初

摘  要：我国城市地铁的快速发展，地铁车站、区间隧道等施工过程中事故频频发生，培养一批在地铁施工领域从事安全技术和管理的专业型人才势在必行，在安全工程专业本科生教育中开设《城市地铁施工与安全》显得尤为必要。将城市地铁施工技术与安全学原理结合形成了以“地铁施工方法为基础，以风险辨识和防控为目标”的教学内容，尝试了“传统授课+翻转课堂+互联网学习+实践教学”的教学方法。《城市地铁施工与安全》的开设将进一步拓展安全工程专业学生就业渠道，丰富安全科学与工程一级学科的内涵。

关键词：城市地铁;施工技术;安全学原理;教学内容;教学方法

中图分类号：G642 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）06-0132-04

Abstract： With the rapid development of urban subway in China， accidents occur frequently in the construction process of subway stations and tunnels. It is imperative to cultivate a group of professional talents engaged in safety technology and management in the field of subway construction. It is particularly necessary to set up "urban subway construction and safety" in the undergraduate education of safety engineering major. Combining the construction technology of urban subway with the principle of safety， the teaching content of "subway construction method as the basis， risk identification and prevention as the goal" is formed， and the teaching method of "traditional teaching + flipped classroom + Internet Learning + practical teaching" is tried. The opening of "urban subway construction and safety" will further expand the employment channels of safety engineering students and enrich the connotation of safety science and engineering as first level discipline.

Keywords： urban subway; construction technology; safety principle; teaching content; teaching method

引言

西安科技大學“安全工程”专业起源于矿井通风与安全专业，该专业历经西北工学院、西安交通大学、西安矿业学院、西安科技大学不同时期70多年的发展，成为陕西省名牌专业、陕西省特色专业、教育部“卓越工程师教育培养计划”实施专业、国家级特色专业。“安全工程”专业依托国家一级学科“安全科学与工程”，该学科是“国家重点学科”，在2017年教育部第四轮学科评估中获评A-（全国并列第三）。在2019年，西安科技大学“安全工程”专业获批首批国家级一流本科专业建设点，迎来了新的发展契机，同时也明确了更高的要求。

根据《西安科技大学安全工程本科专业培养方案2020版》的要求，安全工程专业的培养目标是：培养知识、能力、素质全面发展，理论基础扎实、知识面宽、实践能力强，掌握安全科学、安全管理、安全技术和职业健康等方面的专业知识和技能，具有创新意识和国际视野，能够在政府或矿山、建筑、工贸等行业领域的企事业单位从事安全管理、安全技术研究、安全产品开发、安全工程设计、安全评价、安全咨询与培训等工作的复合型人才。

《城市地铁施工与安全》是新开设的建筑安全方向的必修课程，其设置的出发点是适应我国城市地铁发展的趋势，培养一批能够在地铁施工领域从事安全技术和管理的人才，为我国城市地铁施工保驾护航。

一、课程建设背景

随着我国城镇化率逐步提高，城市人口日渐增多，城市交通压力越来越大[1]。而人民生活质量的提升，对出行速度性和便利性要求也逐渐提高。城市轨道交通以其独特的优势而受到众多城市的欢迎，不仅方便快捷，而且绿色环保。而地铁作为城市轨道交通方式之一，2018年末在我国运营线路占城市轨道交通的比例达到78.23%。

地铁交通极大地提高了人民的出行效率，我国各大城市均在规划地铁线路。在地铁车站、区间、车辆段的施工建设过程中，像诸如基坑倒塌、盾构巷道涌水涌砂、开挖面失稳、地下管道破坏等事故频发，严重的影响了施工进度、造成作业人员生命和国家财产损失[1-3]。那么，如何保障地铁工程施工的安全性？培养一批地铁工程领域的专业人才势在必行。

将“安全工程”专业的安全学原理、安全系统工程和安全管理学的知识应用于地铁施工领域，辨识危险源、分析事故发生机理、提出防控对策和措施等;结合地铁施工技术、工艺流程、作业原理等，形成系统的地铁施工领域安全技术和管理。因此，《城市地铁施工与安全》课程被提出，拓展“安全工程”专业学生的就业领域，丰富安全工程的内涵。

二、课程教学内容

《城市地铁施工与安全》最早开设于2019年3月，总学时为32课时，为“安全工程”专业建筑安全方向的必修课。已给安全工程2016级、2017级进行了授课，受到同学们的一致好评。为了更好地给学生传播系统的地铁施工技术和安全知识的应用，授课教师和团队认真编写了教学大纲、反复修改撰写教案、精心设计课程多媒体课件，将教学内容生动呈现。

本课程为综合性的、前沿性的“安全工程”专业必修课，其涉及岩土工程、地下工程和安全科学与工程等多个学科，如何将知识融汇贯通，使学生掌握安全工程理论知识在地铁施工领域的应用。课程教学内容将从地铁施工的全过程来细致讲授《城市地铁施工与安全》，包括城市轨道交通概述、地铁施工前期准备工作、地铁施工采用的不同工法（明挖法、暗挖法、盖挖法和盾构法）、地铁轨道铺设和地铁施工现场安全管理。每种工法将从基本概念，施工原理，施工过程的风险辨识和事故案例等，课程主要内容见表1。

三、课程教学方法

（一）丰富传统教学方法

多媒体教学演示与教师讲授已成为大部分课程的常规教学方法，如何丰富传统教学方法，是吸引同学们认真听课，提高授课效果的重要思想[4-5]。授课前，教师认真用心设计多媒体课件，从学生角度去思考课程内容。在PPT设计中，将授课内容系统化、便于学生掌握体系框架，如地铁施工前期准备工作、明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法和轨道施工采用统一知识框架，均从基本概念、施工工艺、风险及措施、事故案例等基本结构来设计，然后再在每个大课题下细化子课题，进一步分解;为了便于学生将多媒体知识和学生教学用书内容有机联系，在多媒体PPT上标出每个知识点在课本的出处;另外，避免课程内容枯燥程度，力求图多于文字，将晦涩难懂的文字用图像、视频来生动地呈现，如关于地铁施工盖挖逆作法、盖挖半逆作法和盖挖顺作法可通过动画演示来清晰表达其施工过程及区别。授课过程中，教师要反复引导同学们掌握基本概念，增强学生记忆;同时，细致讲解课程主要内容，并结合最新科研成果、教学模型（如盾构机实物模型）、学生互动等多角度、多层次、全方位把知识点讲透彻、说明白。授课过程中，教师要以得体的穿着、优美的声音、优雅的姿态、幸福的笑容，给学生以学习享受，激发学生的求知欲望。

（二）设置翻转课堂

翻转课堂将学习的决定权从教师转移给学生，通过“提出问题-查找资料-资料筛选-表达陈述-研究讨论-总结反思-学得知识”教学模式，有助于学生进一步掌握课程知识，并学以致用[6]。《城市地铁施工与安全》课程结合西安科技大学在西安的地域设置了2课时的“完全式”翻转课堂，以“西安地铁施工中存在的三大难题及对策”为题进行教学，在课程第一次节课布置作业并进行分组，学生课后通过图书馆资料和网络资源查阅和分析问题，以小组完成PPT设计、选派代表在翻转课堂上进行讲解，培养学生团队作业能力、发现问题和解决问题的能力。翻转课堂应用在2017及安全工程专业授课中取得了良好的应用效果，学生从西安地铁施工“文物、湿陷性黄土、地裂缝”三大难题入手，分析了施工难题出现的由来、施工中应该注意的风险以及应对安全技术措施，达到了知识了解认识、消化吸收、掌握应用的递进学习成效。

（三）“互联网+”应用

“互联网”时代的到来，知识汲取和交流更加便捷，国家和学校都非常重视“互联网+”的应用[7-8]。学校建立了“超星”学习网络平台（图1（a）），通过此学习平台可以上传课件，电子书材料、学习视频等，学生统一客户端登陆进入课程可以自主学习;另外，通过QQ群（图1（c））、微信讨论组等以图片、文字、表情等实时交流学习遇到的问题，实现问题随时交流，加速知识传播。新型冠状病毒的到来进一步推进了“互联网”在线教学的变革，QQ群课堂、腾讯课堂（图1（b））、腾讯会议等软件的开发，进一步促进了在线教学功能的实现，实现任意地点自由组织时间进行网络答疑。

通过建立“线上+线下”教学模式，不断提升安全工程本科专业教学质量。

（四）实践教学环节设计

实践是检验真理的唯一标准，实践教学是提高教学质量、培养创新人才的重要环节[9]。针对《城市地铁施工与安全》的课程特点，在地铁施工方法等基础知识理论学习之后，组织学生到西安地铁施工现场学习，请现场施工负责人和安全负责人分别讲解现场施工概况和安全风险防控，学生参观现场施工各环节并与工人师傅进行互动交流，实践教学结束后学生撰写实践报告，阐明地铁施工现场概况，辨识现场安全隐患，提出整改措施。《城市地铁施工与安全》实践教学在2016级安全工程教学中取得较好评价，学生参观了西安地铁9号线华清池车站明挖法施工，加深了理论知识学习，提高学生工程实践分析问题和解决问题的创新能力。

四、学生成绩评价体系

学生成绩评价体系由平时成绩、期中翻转课堂和期末考试成绩三部分组成，所占比例分别为20%、20%和60%。平时成绩由考勤、课堂回答、作业等多个部分组成，采用积分制;翻转课堂综合考察学生查阅资料的丰富性、准确性，PPT设计和课堂汇报。本课程的平时成绩和翻转课堂分值占40%，提高了学生自主学习比例、有助于学生发散思维和提升创新能力，符合“以学生为主”的教学模式。期末考试仍是检验学生学习效果的重要环节，主要是培养学生掌握地铁施工方法和原理，辨识施工过程的危险源，排查事故隐患并掌握应急处置方法。综合学生学习能力、创新能力和业务素质，形成适合于工程学科的学生成绩评价体系。

五、结束语

目前《城市地铁施工与安全》已基本形成较为系统和完善的专业课程，授课教师及团队积极完善教学内容，将城市地铁施工方法技术体系和安全学原理危险源辨识与风险防控紧密结合，形成适用于安全工程专业的本科教学课程。充分利用现代化在线学习平台和交流软件，探索新的教学方法，打造随时随地互动学习的新理念，不断提升安全工程本科生教学质量。在国家级一流专业建设背景下，授课教师及团队将不断优化教学内容、创新教学方法、改革评价体系，向省级、国家级精品课程的目标不懈努力。

参考文献：

[1]方汉琼.城市地铁施工的安全管理现状与建议[J].建筑安全，2015（07）：34-36.

[2]卢栋.地铁隧道施工安全管理与风险预警措施[J].智能城市，2020（08）：114-115.

[3]王軍武，陈旭婷，吴寒.基于SD模型的地铁盾构施工人员安全能力仿真[J].中国安全生产科学技术，2020（05）：108-114.

[4]刘晓斐，王恩元，李忠辉，等.安全工程专业本科选修课程《煤岩动力灾害防治》建设研究[J].高教学刊，2017（21）：85-97.

[5]赵恩来，李忠辉，沈荣喜，等.基于工程教育专业认证的《安全人机工程》教学内容设置研究[J].高教学刊，2017（22）：133-134，137.

[6]李忠辉，刘晓斐，送晓艳，等.卓越工程师“安全管理”课程翻转式教学模式研究[J].高教学刊，2016（19）：62-63，65.

[7]张炜.智慧工地云平台在教学实训中的应用研究[J].居业，2019（11）：99-100.

[8]马骏.基于云平台的信息化教学方法应用要素探析[J].中国多媒体与网络教学学报，2019（11）：8-9.

[9]许瑞斌.基于“课堂派”实践教学改革与研究[J].黑龙江教师发展学院学报，2020（06）：3.