隧道工程课程教学改革实践探讨

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摘要：文章以华东交通大学土木工程专业为例，结合学校的办学宗旨、培养目标和实际需要，在江西省高等学校教学改革研究重点项目的支持下，展开隧道工程课程教学改革与实践研究，通过工程实例分析、施工现场学习、国内外专家讲座、建筑模型比赛等教学手段，在增强学生的学习兴趣的基础上，有效提升学生的综合实力。

关键词：隧道工程；土木工程；课程改革

“隧道工程”是华东交通大学土木工程专业岩土及地下方向的一门专业课程，也是核心和代表性的必修课程之一，其课程教学目的和任务是使学生掌握隧道的基本概念与构造、基本力学原理、施工作业方法、最新设计理念及行业规范等专业知识，并具备与隧道工程相关的技术和研究工作的能力，为从事各类隧道工程建设的设计、施工及维护管理工作奠定基础[1-3]。

一、“隧道工程”课程教学过程中存在的问题

“隧道工程”课程在本科教学中占有重要地位，其教学内容涉及到隧道设计计算方法，包括线路及平纵断面设计、横断面设计、衬砌结构设计、洞门设计及稳定性验算等铁路、公路隧道设计与施工的理论、方法及相关知识[4-5]。课程学习过程中，不仅要掌握大量的基础理论知识，又包含相当多的工程实践性内容，使得教师在实际教学过程中存在许多问题，主要概括为以下几个方面。首先，目前的教学方式主要采用板书并辅助以PPT的形式，而对于一些复杂的施工工艺流程，仅仅依靠一些简单的图片和流程图很难使学生对知识进行有效掌握，更谈不上将知识熟练地运用到工程实践当中。其次，隧道工程的课程特点是与实际联系紧密，工程实践性强，并且其中的各个知识点看起来相互独立，其实联系紧密。因此，仅仅通过课堂讲授的形式已经不能满足教学需要。最后，大学的教学内容繁多，但毕竟课堂教学时间有限，隧道工程学时经过多次调整，已经从原有的40学时缩减至24学时，并且取消了原有课程设计的安排。因此，在教学过程中，会加快教学进度，导致学生难以消化，难以掌握现代化隧道设计和施工过程中亟待解决的问题，以及最新的技术、方案、科研进展等。针对上述实际教学过程中存在的问题，迫切需要教师结合“隧道工程”这门专业课程的特点及培养要求，从教学内容、实践性教学方法等方面进行探索与改革，引导学生在掌握理论知识的基础上提高动手能力，使其成为一名合格的专业型人才。

二、“隧道工程”课程教学改革与实践方法

隧道围岩压力计算、支护设计理论等基础性知识在“隧道工程”课程教学过程中非常重要，起到承上启下的作用。因此，在教学计划安排时应适当增加学时。在此基础上，华东交通大学土木工程专业根据“隧道工程”课程要求及特点，建立了一套完善且行之有效的实践性教学体系，使学生能够更加牢固地理解与掌握隧道工程的专业知识，了解隧道工程最前沿的技术、工艺和发展方向。

（一）课堂教学方式的改革，增加教学的生动性

根据不同类型隧道，包括铁路隧洞、公路隧洞、水工隧洞、矿山隧洞等的特点及典型工程实例，以Flash动画的形式建立多媒体课件，并辅以隧道超前支护、工程爆破、出渣作业等现场照片及视频，在此基础上，以课堂授课的形式针对具体工程实例进行剖析与讲解；组织学生针对假设的工程案例，如对富水破碎围岩、高地温、高地应力等典型隧道施工过程中遇到的问题进行分析与讨论，提出施工建议，增加学生互动，调动学生积极性的同时，也可以培养他们的学习能力，使学生在“隧道工程”课程的课堂学习过程中具备一定的分析和解决实际工程问题的能力。

（二）结合课程特点，加强实践性教学环节

充分利用教师手中的资源与科研课题，让本科生参与到在建的隧道工程项目中去。例如，南昌地铁项目、上饶至万年段高速公路隧洞段、黔张常铁路张家界段等，从工程实践的角度使学生对“隧道工程”这门课程的理解与认识得到更进一步的提升。另外，华东交通大学土木建筑学院目前已与中国中铁股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、北京太格时代自动化设备有限公司正式签署战略合作协议，充分利用上述资源，每年定期组织学生前往合作单位进行实践交流学习，在保证安全的基础上，使学生理解与掌握隧道设计、施工及运营的整个过程，并且每年至少会选送50名以上的学生去合作企业和研究机构进行“隧道工程”的毕业设计及课程设计工作，在校外完成实践环节。

（三）增加学术交流，充分掌握学科前沿动态

定期举行学术讲座，邀请校内相关专业的知名教授讲授学习心得及研究体会。在此基础上，结合华东交通大学“孔目湖讲坛”邀请国内外“隧道工程”领域相关专业的知名专家、学者，讲解最新的隧道施工技术、方案、方法，最新出现的亟待解决的问题，以及最新科研进展、工作经验、体会等。

（四）组织教学竞赛，充分激发学生的热情

组织隧道建筑结构模型比赛，使学生能够更加深刻地理解与掌握隧道工程中每一部分的作用与意义。根据“隧道工程”的课程大纲，将4～5名学生分为一组，以自选题目的形式组织隧道设计比赛。题目可以是运用CAD及数值分析软件对隧道的选线及结构荷载进行设计与分析，也可以以建造模型的形式对隧道洞门、洞身及明洞等结构进行创新性设计，并且将设计比赛的评审结果加入到学生的最终成绩考核之中。

三、“隧道工程”课程教学改革与实践的初步成果

华东交通大学土木工程专业“隧道工程”课程教学改革在城市轨道工程、道路与铁道工程、软件+道路与铁道工程、中铁国际班等多个专业领域的本科教学过程中全面展开，每学年受益学生达300人以上，其合理地利用校内外资源，通过工程实例分析、施工现场学习、国内外专家讲座、建筑模型比赛等教学手段，在增强学生的学习兴趣的基础上，有效提高学生的综合能力，并已达到以下几点成效：第一，大幅度地提高了“隧道工程”课程教学质量，充分调动了学生课上学习、课下讨论的积极性和主动性；第二，培养了大量具有专业技术知识的复合型人才。近年来，华东交通大学土木工程毕业生在中国铁建集团、中建集团等隧道类相关单位的各个岗位中均发挥着重要作用；第三，使学生充分掌握了学科的最新发展动态，在此基础上有效提高了学生的工程实践能力；第四，提高了学生的动手能力及团队协作水平。近年来，华东交通大学在土木工程相关专业在全国范围内的结构设计大赛中多次取得优异成绩。总之，针对教学过程中存在的问题，在充分考虑土木工程相关专业本科生所具有的知识背景及需要的基础上，结合学校所具有的教育与工程资源，进行了隧道工程课程的教学改革与实践，对传统教学内容与教学模式进行了调整，锻炼了学生利用知识解决实际问题的能力；组织学生参加到教师的工程及科研实践中，并通过校企合作，大大加强了实践性教学环节；增加学术交流，使学生充分掌握学科发展的前沿动态；组织学生参加各种类型的教学竞赛，充分激发学生的热情，同时增加了学生的团队协作能力。上述方法和成果对同行业的课程建设及教学改革具有借鉴意义及应用价值。

参考文献：

[1]潘建平,汪小平,朱洪威.隧道工程课程教学改革探索[J].山西建筑,2011,37(30):240-241.

[2]王迎超,靖洪文,耿凡.“隧道工程”课程教学改革思路探讨[J].煤炭高等教育,2013(6):116-118.

[3]孙明磊,刘志春,朱桃杏.高等工科院校成人函授教育课程教学改革浅析:以土木工程专业“隧道工程”课程为例[J].中国电力教育,2011(13):105-107.

[4]汪玉生.提高本科土木工程专业“隧道工程”课程教学质量的思考与对策[J].煤炭高等建筑教,2012,30(4):116-117.

[5]李明华.交通特设土木工程专业课程体系构建探讨[J].高等建筑教育,2011(5):41-44.

作者:于洋 刁心宏 单位:华东交通大学土木建筑学院