地下工程施工技术课程教学探讨

邓代强

(湘潭大学 土木工程学院，湖南 湘潭 411105)

近年来，教育界不断提倡和加强对学生素质的培养，在小学、初中、高中、大学及研究生等各个阶段均体现出了对素质教育的大力推进。高等教育之中的素质培养具体呈现为，学生动手能力得到加强，具有较好的解决实际问题和与人交流沟通的能力，能够学以致用，积极探索科学技术及事物的发展规律。对于土木工程专业的高等院校学生来说，提升自身素质主要在于能够应用所学的基础知识与专业知识，当面对所遇到的土木工程问题时，可以具体问题具体分析，借助丰富的理论知识对客观事物展开探索，为处理工程实际问题提出相对合理的方案，并最终使问题得以较好地解决。在各类专业学科发展的不同阶段，课程教学体系通常也会随着培养目标和教学要求的变化而做一定调整，以便为适应社会对人才需求转变而提供所需的教学模式和教学方法保障。当前的社会发展较为快捷，这也对高等院校向社会输出的人才提出了一些新要求，为适应社会经济建设发展，针对性强的人才培养模式随之应运而生，也有的专业根据实际需求而量体打造培养体系，从而为培养出适应人才市场需求的技术、经济与管理类人员创造了对应的学习条件。现阶段不同工程专业都在着力于工程教育认证准备、申请、自评、复评等一系列的相关工作，此项工作对于各个学校的相关专业提升实力大有裨益，因此有关的课程体系也随工程教育专业认证需求而变得更加灵活实用，相关的教学规划、研究与改革也逐渐活跃起来。

在不同的行业里对于能力和素质培养的体现有所不同，由于专业方向的差异，其所处环境与面对的事物也有所不同，因此面对出现问题所需采取的策略也有所不同，需要结合专业特点、具体问题采用不同的方法加以处置，如在工科专业的学习与工作中，其所面临的事物通常为工程现场、施工设备、工艺器具和工程材料物资等，因而所需采用的策略为如何将材料、人力、财力等优化配置，使工程进度、工艺设施等达到较好地工程状态，在保障安全的前提下提高工作效率，同时将生产成本控制在合理的范围之内。在国内、外近年来的一些研究中，着力于学生能力素质、创新实践培养课程体系建设的报道越来越多，这些分析研究中通常结合重要的目标需求，在逐步延展的过程中深入探讨人才培养思路，通过具体实施后得到的经验体会为后继研究提供了良好的借鉴作用，同时也为培养合格人才创造了必要的理论与实践指导。对于一些高校安全工程专业在工程教育认证阶段的发展，相关文献讨论了专业课程结构优化，并在实践应用的过程中体现出了较好效果。结合工程教育专业认证背景要求，一些研究对软件工程专业、电气工程专业课程体系及能力培养方式进行了探索与分析，为相关教学提供了良好的参考作用。在实践教学模式的实施与新工科背景下的课程体系构建方面，相关探讨与实践对学科发展具有一定程度的促进作用。

由于土木工程专业面对的是性质迥异的工程结构、岩土材料、工程地质等，各类情况所需的施工设计、施工技术、工艺流程、工程材料、实施进度和工程性能要求也有所不同，需要针对具体情况具体对待，土木工程具有较强的实践性要求，有关的专业课对于学生们的重要性不言而喻，因此许多相关的教育工作者在传递书本理论知识的同时，也在想方设法地构思应用与实践内容，如在各类实践环节中，积极开展、试验设计、试验操作、观摩演示、交流探讨、体会反馈和持续改进等。对于地下工程施工技术课程体系建设，文献[8-9]进行了四维实践教学模式探索和将BIM 技术应用于教学环节，在课程教学中收效较好。文献[10]在产学研协同培养机制建设中，通过卓越计划目标，在地下工程施工技术教学过程中加强了学生的能力提升。本研究立足于能力培养需求，结合地下工程施工技术课程内容，开展基于工程教育专业认证背景下的课程教学改革，探索该门课程教学内容的选择、工程案例的收集、教学内容的组织、教学效果的反馈、教学方法的完善等相关的规律与联系，以期为课程教学体系的改善与优化创造条件，最终起到促进学生学习效率提高的目的。

一、地下工程施工技术课程教学相关问题

(一)工程案例引导作用

在土木工程领域，工程经验的积累对于工程结构的设计、优化选取、工程造价、工序流程、应用效果、结构维护等极其重要。工程施工伊始，具有丰富工程经验和实践能力是工程顺利实施的必然要求，以便为做出合理的评估、计算、推理、判断、指挥等提供坚实的人员智力保障。对于土木工程的一些相关问题，除具有自身特有的性质外，有时还需要采用工程类比法，了解别人如何构思、如何实施，同时结合自身的特点进行引申与思索，以最终达到预定的功能为目标。在此教学阶段需要尽可能多地引入生动的实例，将动态的教学内容融入到相对枯燥的现场施工环节中。精细化构建教学内容体系，使之具有层次感与时空逻辑性，以便创造适宜的学习场景，最大限度地发挥学生们的主观能动性，使学生能够真正地参与进来，深度融入课堂氛围当中，开拓思维、展开联想与比较。在此教学环节实施过程中，需要提前按照培养法、教学大纲、教学日历、课程教案等选定的一些内容开展素材调研与收集，并做相应地归类与整合，使之精炼且丰富，便于引人入胜，促进独立思考和交流探讨。将生动的工程案例引入到课堂教学之中，构建精细化的教学内容，其体系结构如图1 所示。

图1 将生动的工程案例引入课堂教学

(二)内容有机组织协调

在实际各类工作中，均涉及到相关工作内容的组织与实施、协调与改进，其最终的目的在于提高工作效率，降低各类生产与运营成本。对于高等教育的教学工作而言，其教学内容的收集整理、组织模式、实施方式也关乎着学生们的学习效率，因而需要对学习内容进行有机的组织与协调，使学生们在有限的教学课时内吸收和掌握规定的学习内容，并最终实现学习效率最大化的目标。在不同阶段的课程教学实施中，需要根据事物发展的客观规律，循序渐进地组织相关的教学内容，以由浅入深、有张有弛、宽严并进的方式逐步推进教学的准备与实施工作。如对一些系统性的知识进行讲解，需要把所涉及到的准确概念展现给学生们，同时可使用类似较为常见的知识点辅助其理解记忆，并以此为基础对系统进行逐项发掘拓展，使学生能够针对复杂工程问题具备独立思考的潜能。此阶段的教学工作要求较为细腻，教师能够结合学生们的感观视角，将自己视为学习者，感受不同教学内容组织方式所产生的效果，总结其中的可能存在的差别与联系，将效果较好的模式应用于课堂教学，并在实施的过程中及时总结心得体会，并随时记录下来，用于今后教学内容构建与组织方面的优化改进。教学内容构建与组织的基本模式如图2 所示。

图2 教学内容构建与组织

(三)适时激励自我展示

适时激励的方法在各行各业均有较为广泛的应用，该种方法能够为提升工作效率起到较好的促进作用。激励法在各类教学过程也有较多的应用，并在各类教学的环节中起到了很好的提升学习效率、增进师生了解、改善学习氛围的作用。在国外的高等院校教学过程中，往往会穿插一些相关的实践案例，在观察、操作、思考、反馈等各个流程中，教师也会适时与学生探讨交流，并适时表达对学生的赞赏与认可之意。一个整体的教学体系是由不同阶段组合而成，不同的学科根据自己的课程教学体系将各项内容做合理安排，从而得到适应于特定专业的教学体系。在完成各阶段教学内容的过程中，学生们通常会有一定的收获与提升。在此环节往往需要一定激励，以便促进后继工作的开展，教师增加对学生鼓励与肯定的频次，从而为其树立信心、再接再厉创造和谐条件。在不同的教学阶段，教师可以邀请学生进行相关知识的讲解与阐述，教师以通过点评和分组讨论的形式对学生讲解效果进行评述，指出其中的相关问题，使学生扬长避短，加深学生对知识点的理解记忆。适时激励学生勇于展示自我，锻炼分析问题和解决问题的能力，其具体实施的基本模式如图3 所示。

图3 激励学生勇于展示自我

二、地下工程施工技术课程教学优化成效

在教学环节中的期初、期中、期末，可以有针对性地进行所教班级课程教学模式、内容、方法等的相关调研与考察，以便在相应的环节改进教学方法、完善教学内容、成效总结和突出重点。通过有针对性地瞄准地下工程施工技术课程教学中的一些问题，积极应对处理和思考，发掘其中的内在规律，使学生掌握其中的联系与特征，为今后的工作打下基础。如在进行地下岩石硐室工程的开掘与支护过程的教学内容讲解中，教师需要使学生了解岩石工程的具体作用，同时激发学生们的主动探究和研判兴趣，对其功能有比较深入的知悉；如果教学素材更为丰富，还可以将工程所处地质岩层特性、围岩风化程度及稳定性、岩石硐室工程的可行性分析、技术经济比较、工艺设计、施工图设计、凿岩爆破与支护等一些列相关的内容进行适度简介，将其中的一些细节初步“点、画”出来，学生通过实际案例而获得较多的工程知识，由此使学生们对工程实际地掌握更为全面，出现偏差的可能性也可大大减少。教学成效由此而得到明显体现，在建构培养目标具体化的活动中，以往单调乏味的教学过程也将会更加具有趣味性。

湘潭大学土木工程专业的地下工程施工技术课程为本校土木工程专业重要的专业课，选课主体为城市地下工程方向的本科生，该课程为土木工程的专业选修课，总共32 学时，2 学分，无课带实验内容。该课程具体涉及到各类常见的地下工程施工技术问题、工艺流程、施工装备、人员调配、事故处理、应急预案及效果分析等内容，旨在为进行地铁车站、水底设施、地铁隧道、地下仓储、地下商业与民用设施的顺利施工、安全管理、加固维护等提供技术支持。在该课程教学的各个环节中，做了许多案例采集与选别工作，通过引入一些典型的工程案例，结合书本理论知识进行教学内容的协调与组织，课堂教学的实施过程中增强了师生互动，并通过课堂提问或场景创设的方式适时激励学生，通过与以往教学方式比较，总体上在教学过程中获得了良好的效果，为相关的专业课程教学积累了一定的经验。通过对课程实施过程的分析与总结、精简与改进，地下工程施工技术课程所采用的教学体系架构如图4 所示。

图4 地下工程施工技术课程教学架构

三、结束语

作为土木工程等相关工科专业的学习内容，地下工程施工技术课程相关的知识点非常重要，地下工程施工技术往往面对的是复杂多变的工程实况，即使是同一区域的类似工程，其施工环节也会因为现场的情况不同而呈现出较大的差异，施工过程中往往需要根据地质情况和工程结构、设施功能等做灵活处理。由于该课程相关的知识点较多，且较为分散，因此需学生们要有较好的归纳和总结能力；该课程具有一定的难度，从其教学内容来看，地下工程施工技术课程往往偏重于施工技术的过程体现，而施工过程通常是按照安全规程、行业规范等进行，此阶段也是工程安全的保障环节，因此必须要在保证安全的前提下提高质量和加快施工进度。通过对地下工程施工技术课程教学影响因素的探究，掌握该课程中一些明显的和隐含的问题，分析其中的规律与缘由，对于类似专业课程教学改进具有一定的促进作用。

土木工程专业内容涉及面较广，不同的方向所面临的工程问题也不尽相同，对于土木工程之中的地下工程，由于其深埋于地下，许多感官现象与判断需要作较为深入的决策，根据自身的情况作合理的分析与处理。作为土木工程施工的传统模式，通常根据类似工程的施工情况，加以分析与总结，将在施工过程中所遇到的问题与自己所具有的经验相比较，结合案例，举一反三，最后作出合理的判断。在构思地下工程施工技术课程的教学内容过程中，需要紧密联系工程教育专业认证要求，加强学生利用基础知识、掌握相关专业知识，对复杂土木工程所遇到的问题进行分析与判断，在符合各项要求的前提下按照规定完成学习与工作任务。通过将生动灵活的工程案例引入到课程教学，可以引导学生们发散思维，积极联想与思考，在将文字性的课程教学内容穿插于声、像教学材料的过程中，辅以清晰地讲解与勾画，使所有的内容有机协调，从而为增进教学效率提供帮助。在教学各环节，教师以欣赏的眼光去发现一些学生较好的学习策略，对其进行适当鼓励，使之具有一定的收获感，进而推动地下工程施工技术课程体系建设。