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[摘要]當前,我國隧道工程領域的技術(shù)得到了迅速發(fā)展,這給高校隧道工程課程教學帶來了極大的挑戰(zhàn)。該課程教學不僅要讓學生打好理論基礎,同時對于學生的應用實踐能力也有更高要求。所以,隧道工程課程教學改革要以培養(yǎng)學生實踐能力為方向,探索新的教學理念與教學模式,這對于培養(yǎng)應用型工程人才具有重要意義。
[關(guān)鍵詞]應用型;人才培養(yǎng);隧道工程;教學改革
在世界范圍內(nèi),新一輪的產(chǎn)業(yè)變革與科技革命快速發(fā)展,具有新模式、新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)特點的新經(jīng)濟得到蓬勃發(fā)展,因此培養(yǎng)大量優(yōu)秀的應用型、新型工程技術(shù)人才勢在必行隧道工程課程作為一門工程類課程,旨在培養(yǎng)創(chuàng)新、實踐能力強的優(yōu)秀人才,為國家基礎設施建設輸送大量人才。尤其是在“一帶一路”倡議下,我國大量參與或投資了許多“一帶一路”沿線國家的基礎設施建設。由于國外地質(zhì)條件、地理環(huán)境、法律法規(guī)等方面與國內(nèi)的差異,使得參與設計施工的人員需要更強的靈活應對的能力以及更好的創(chuàng)新性思維,以解決在具體設計施工中的各種問題。所以,高校隧道工程課程教學要以培養(yǎng)應用型人才為目標,對現(xiàn)有的教學內(nèi)容、教學方法、教學模式等進行改革,以期滿足社會對工程人才的需求。
一、隧道工程課程的特點與改革的必要性
(一)隧道工程課程的特點。隧道工程課程涉及結(jié)構(gòu)力學、巖石力學、工程地質(zhì)、高等數(shù)學、混凝土結(jié)構(gòu)等多學科知識,其內(nèi)容廣泛,具有很強的學科交叉性,同時注重理論與實踐的高度結(jié)合。在隧道工程教學中,教師會對隧道工程的勘察、設計、施工、運營等方面的知識進行系統(tǒng)講授。所以該課程涉及的內(nèi)容較為廣泛龐雜,結(jié)構(gòu)體系較為松散。不僅如此,該課程內(nèi)容涉及大量復雜難懂的公式,僅靠理論學習遠遠不夠,需要理論與應用密切集合。其中,理論學習的內(nèi)容主要包括隧道勘察、圍巖分級、圍巖壓力、襯砌結(jié)構(gòu)等,其中在設計襯砌結(jié)構(gòu)時需要運用力法方程計算公式,過程比較復雜難懂。在學習理論知識的同時,還要加強實踐教學。比如,在學習隧道實用技術(shù)時,會涉及礦山法、盾構(gòu)法、TBM法等,這些施工方法的學習如果僅依靠課上的理論教學,而不組織學生進工地參觀實習,則很難讓學生真正理解并掌握。
(二)隧道工程課程改革的必要性。基于隧道工程課程的特點,以及當前高校隧道工程課程的教學現(xiàn)狀,可以發(fā)現(xiàn)隧道工程課程教學存在諸多問題,亟須進行教學改革。其中主要問題集中在以下四個方面。第一,隧道工程課程現(xiàn)使用的教材主線不明,存在結(jié)構(gòu)體系混亂的問題。目前,該課程存在幾十種不同的教材,每種教材各有側(cè)重點。現(xiàn)有的教材種類較為繁雜,教學內(nèi)容錯綜復雜,往往導致教學缺乏主線,結(jié)構(gòu)體系混亂,不易于學生抓住重點。第二,當前隧道工程課程教學模式較為單一,板書與多媒體相結(jié)合是主要的授課模式,加之教師的知識灌輸,使得學生始終處于被動接受知識的地位。長此以往,學生的獨立思考能力、主觀能動性會逐漸喪失,難以取得良好的學習效果。第三,隧道工程課程教學存在理論與實踐嚴重脫節(jié)的問題,對學生理解并掌握所學知識造成了一定影響。隧道工程具有很強的應用性與實踐性,對于很多的施工工藝與技術(shù),學生只有親臨施工現(xiàn)場才能真正了解。但在實際教學中,由于缺乏實習場地,學生只能憑借想象去理解隧道工程中涉及的工藝與方法。第四,隧道工程課程的學時難以滿足教學需求。教學內(nèi)容多與教學學時少是高校教育中普遍存在的一個矛盾,尤其是對于內(nèi)容繁雜且難懂的隧道工程課程來說,在有限的課時內(nèi)很難把所有的知識點講透徹,學生對知識的掌握、應用也就很難得到保障。
二、基于應用型人才培養(yǎng)的隧道工程課程教學改革思考
(一)將科研融入教學,充實教學內(nèi)容。隧道工程是一門工程學科,它對學生的實踐能力、應用能力、理論基礎都有一定的要求。隧道工程專業(yè)的老師如果只是把教材內(nèi)容簡單的傳達給學生,那學生必然感覺不到專業(yè)內(nèi)容的豐富性和趣味性,會逐漸地對學習感到枯燥乏味,進而降低他們的學習意愿,最終會影響他們對相關(guān)工作的理解和熱愛。我國的隧道工程科學在實踐和理論的雙重作用下不斷發(fā)展和完善,涌現(xiàn)了一大批具備良好實用性的新的設計理念和工程成果。當教師在進行專業(yè)內(nèi)容教學時,可以適當?shù)卦谡n堂教學內(nèi)容中引入新鮮的和廣受關(guān)注的隧道設計施工理念、方法、工藝,尤其是我國近幾年建成的具有標志性的重大隧道工程,比如港珠澳沉管隧道、膠州灣海底隧道等,這些項目所涉及的科研計劃以及成果都適合給學生進行講解。這一方面能夠讓學生更好地了解學科發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展方向,另一方面也可以提高學生的學習興趣、創(chuàng)新動力以及工程思維,還能夠增強學生對基礎知識的理解和掌握。這不僅對學生有很大的益處,教師也可以在此過程中加強對國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展前沿的了解,更加清楚地掌握學科應用與發(fā)展方向,不斷地進行自我研究能力的提升與眼界的拓寬,增強自身能力,提高教學水平,使自己的教學能夠與最新的科研成果相結(jié)合,豐富教學內(nèi)容,讓學生學習內(nèi)容與科技發(fā)展保持聯(lián)系,促進教師教學能力與研發(fā)能力的雙重提升。
(二)改革課堂教學模式,豐富教學手段。隧道工程專業(yè)知識的教學需要與工程實際建設進行結(jié)合,工程建設中各式各樣的結(jié)構(gòu)設計和施工方法均有一定的變化,這些具有各自特點的技術(shù)很難通過課堂講授來進行表現(xiàn),學生對實際工程施工缺乏了解,對施工現(xiàn)場缺乏認知,因此教師需要在授課過程中來培養(yǎng)學生對課程和工程的認知。教師需要利用更多豐富多彩的教學展示手段,使用多媒體教學平臺向?qū)W生展現(xiàn)與工程相關(guān)的視頻、動畫、圖表等內(nèi)容,學生接收到圖文并茂、虛實互補的生動內(nèi)容,可以實現(xiàn)對課程內(nèi)容更好的理解與掌握。在介紹一些具備典型性的工程實例時,可以借助于影像、施工照片以及實物等讓學生更加直觀的了解工程建設的全過程,讓課堂內(nèi)容豐富起來,學生也能夠有更加有趣和生動的課堂體驗,教師借助豐富的內(nèi)容和形式讓學生對專業(yè)知識獲得更好的理解,激發(fā)他們學習專業(yè)知識的興趣,同時將豐富的教學內(nèi)容融合起來進行教學,最終達到良好的教學效果。
(三)加強建設虛擬仿真實驗室,為實踐教學提供平臺。在隧道工程領域,很多新工藝、新技術(shù)層出不窮,在當前工程建設中很多新技術(shù)如盾構(gòu)法、TBM法、沉管法等被廣泛應用,但高校使用的教材中仍然以傳統(tǒng)的技術(shù)方法如礦山法為主,在講授新技術(shù)、新工藝時高校的實驗室配置已遠遠不能滿足教學需求。面對這一現(xiàn)狀,高校應依托信息技術(shù)優(yōu)勢,加強虛擬仿真實驗室建設,積極與企業(yè)合作,共同開展實踐基地建設的項目,推進虛擬仿真實驗室的建設與運行。通過虛擬仿真實驗室,隧道工程課程中涉及的地鐵施工、海底隧道施工等的全過程都可以實現(xiàn)3D可視化,有助于學生對隧道工程工藝及技術(shù)的深刻理解,對于培養(yǎng)學生的應用實踐能力具有很大幫助。
(四)聘請一線專家、技術(shù)骨干授課,提高課堂效率。為了在有限的學時內(nèi)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的隧道工程應用型人才,可以將在工程施工現(xiàn)場進行工作的技術(shù)、生產(chǎn)、施工等方面的專業(yè)負責人邀請到學校給學生授課或者舉辦相關(guān)的講座,向?qū)W生介紹當下隧道施工領域遇到的難題和解決方案,向?qū)W生傳授工作經(jīng)驗與專業(yè)熱點、難點,給學生傳授最新的隧道工程技術(shù)研究發(fā)展成果,幫助學生解決專業(yè)知識方面的困惑,讓學生了解最新的學科動態(tài),使他們具備更好的視野和思路。具備實踐能力的專家和技術(shù)骨干能夠結(jié)合自身經(jīng)驗和經(jīng)歷來向?qū)W生講解實際工程案例,開展實際案例教學,使學生學習到與工程設計施工相關(guān)的各類具備實踐價值的知識,加深學生對隧道工程不同知識特點的理解,使其逐漸具備解決實際問題的能力。
三、結(jié)語
基于應用型人才培養(yǎng),隧道工程課程在教學實踐中還存在諸多問題,如教材結(jié)構(gòu)體系混亂、教學模式單理論與實踐教學脫節(jié)、教學課時偏少等。針對這些問題,文中從四個方面進行了教學改革的思考,如將科研融入教學、改革教學模式與手段、加強虛擬仿真實驗室建設、聘請工程一線技術(shù)專家授課等,以期提高學生的應用實踐能力與創(chuàng)新能力,為社會培養(yǎng)能解決實際工程問題、適應社會需要的應用型隧道技術(shù)人才。
參考文獻
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作者:李化云 王璐 張鑫 單位:西華大學土木建筑與環(huán)境學院