［摘 要］ “隧道工程”是土木工程一級學(xué)科大類的一個重要分支，課程理論知識廣而深，應(yīng)用性及實踐性較強，涉及交叉專業(yè)多且更新較快。在新時代，當(dāng)前“隧道工程”專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)須要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，開創(chuàng)新的教學(xué)思路和教學(xué)方法。針對目前我國高等教育建設(shè)發(fā)展新形勢，結(jié)合新時代背景下的技術(shù)革新、“隧道工程”課程特點、當(dāng)下交通隧道領(lǐng)域的發(fā)展需求及多年的教學(xué)與授課經(jīng)驗，對“隧道工程”教學(xué)方法及教學(xué)改革等方面進(jìn)行了探討，提出了一系列推動“隧道工程”教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步改善的建議。

［關(guān)鍵詞］ 隧道工程；教學(xué)模式；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)

［基金項目］ 2020年度西南交通大學(xué)教改項目“依托軌道交通優(yōu)勢學(xué)科，探索學(xué)科交叉、跨界融合的研究生培養(yǎng)新模式”（YJG4-2020-Z001）

［作者簡介］ 方 勇（1981—），男，四川達(dá)州人，工學(xué)博士，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事隧道工程研究；楊 宇（1979—），女，四川成都人，法學(xué)碩士，成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院馬克思主義學(xué)院講師，主要從事思想政治理論課程研究；王士民（1978—），男，河北涿州人，工學(xué)博士，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事隧道工程研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）28-0072-04 ［收稿日期］ 2023-03-01

在交通強國戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)又迎來了新的快速發(fā)展期，大量的公路、鐵路及地鐵等交通隧道工程建成并投入運營，對我國高等教育中隧道工程專業(yè)的教學(xué)方法與教學(xué)模式提出了新的要求。關(guān)于“隧道工程”課程教學(xué)方式的探索，國內(nèi)眾多高校學(xué)者做了大量有益的嘗試與分析［1-5］。施成華［6］總結(jié)了傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的弊端與不足，探討了互動式教學(xué)方式的實施過程及策略。李曉龍等［7］從提高“隧道工程”課程教學(xué)效果的角度出發(fā)，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷，分析并提出了提高“隧道工程”教學(xué)質(zhì)量的方法和途徑。王迎超等［8］針對“隧道工程”課程講授過程中存在的典型問題，給出了相應(yīng)的改革思路和改進(jìn)方案。徐前衛(wèi)等［9］從不同角度提出了提高教學(xué)質(zhì)量與效果的教學(xué)模式和教學(xué)方法?？缀Ａ甑龋?0］以鹽城工學(xué)院城市地下空間專業(yè)“隧道工程”課程為研究背景，總結(jié)了教學(xué)過程中存在的不足，提出了分模塊的教學(xué)模式以及高校與企業(yè)合作教學(xué)的實踐探索方向。本文以“隧道工程”的課程特點、現(xiàn)狀與存在的問題為出發(fā)點，結(jié)合筆者自身多年的教學(xué)經(jīng)驗及學(xué)科領(lǐng)悟，為推動“隧道工程”教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步改善提出了一些更為適用的教學(xué)與教育改革建議。

一、“隧道工程”課程特點分析

筆者根據(jù)多年“隧道工程”科研及教學(xué)經(jīng)驗，將“隧道工程”課程的特點總結(jié)如下。

第一，“隧道工程”課程涵蓋理論知識廣而深，涉及“巖土（石）力學(xué)”“工程地質(zhì)學(xué)”“建筑結(jié)構(gòu)”“建筑材料”等多門專業(yè)基礎(chǔ)課；學(xué)科綜合性較強，既包含工程勘察、斷面設(shè)計、隧道施工，又包含圍巖、地質(zhì)、爆破、材料、機械、智能、運營管理和維護(hù)等；課程知識點繁多，既有基本概念和理論，又有施工工藝和方法。學(xué)生須要將這些專業(yè)基礎(chǔ)課融會貫通、綜合應(yīng)用，才能真正掌握“隧道工程”這門課程。

第二，“隧道工程”課程涉及諸多行業(yè)規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)規(guī)范一直是本科生學(xué)習(xí)和掌握的難點，這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)晦澀難懂，理解起來難度較大。如果授課教師沒有較高的知識儲備和傳授能力，很難將這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容與教科書上的內(nèi)容有機結(jié)合，難以達(dá)到滿意的“隧道工程”人才培養(yǎng)目標(biāo)。

第三，“隧道工程”課程涉及多個應(yīng)用領(lǐng)域，包括公路、鐵路、地鐵、水工、市政等，各種類型的隧道之間具有一定的獨立性，須用聯(lián)系和系統(tǒng)的觀點去總結(jié)歸納與學(xué)習(xí)分析。加上“隧道工程”多修建在地下或崇山峻嶺中，其可視化程度嚴(yán)重不足，這給學(xué)生的學(xué)習(xí)和深入理解帶來了諸多挑戰(zhàn)，一些學(xué)生只是在抽象地被動接受知識與經(jīng)驗，缺乏直觀感受與認(rèn)知。

第四，“隧道工程”課程教學(xué)與授課教師專業(yè)知識和工程經(jīng)驗的積累密不可分?！八淼拦こ獭笔且婚T工程實踐性非常強的課程，這就要求授課教師熟悉大量的“隧道工程”實踐，做到理論與實際相結(jié)合，把課堂上的知識與實際工程中存在的特點及問題相對應(yīng)，增強“隧道工程”專業(yè)技術(shù)學(xué)生對本行業(yè)的認(rèn)知能力；授課教師的涉獵范圍不僅有深度還要有廣度，專業(yè)知識和工程經(jīng)驗要達(dá)到一定的積累水平，方能完成“隧道工程”教學(xué)任務(wù)。

第五，“隧道工程”施工方法和技術(shù)更新較快，而課程教材相關(guān)內(nèi)容更新滯后?！八淼拦こ獭笔且婚T以施工為主體的學(xué)問，施工技術(shù)的更新尤為重要，這就要求授課教師與時俱進(jìn)，積極獲取最新的施工進(jìn)展和施工動態(tài)，針對教材上沒有的新技術(shù)、新方法、新工藝、新理念進(jìn)行介紹與講解。

二、“隧道工程”課程現(xiàn)狀及問題分析

對“隧道工程”課程現(xiàn)狀及問題進(jìn)行總結(jié)和分析，主要包括如下四個方面。

第一，由于隧道埋置在巖土體中，學(xué)生對隧道工程本身缺乏直觀的認(rèn)識和感受，對隧道工程方面的基礎(chǔ)知識背景和概念難以理解。目前，很多“隧道工程”課程只是局限在課堂上，容易造成學(xué)生對“隧道工程”理論和實踐學(xué)習(xí)缺乏濃厚的興趣、積極性不高，對“隧道工程”的理解浮于表面，在一定程度上依靠自己的想象，理解不透徹，學(xué)習(xí)效果不理想。

第二，當(dāng)前“隧道工程”教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)場實際情況結(jié)合較少，然而，伴隨國內(nèi)外隧道工程的大范圍施工建設(shè)，施工技術(shù)、方法、工藝等也都在不斷更新，而新技術(shù)必然會帶動產(chǎn)生新的施工理念，如果沒有到現(xiàn)場實習(xí)的機會是很難把握最新的施工動態(tài)的，必然會與工程實際相脫節(jié)。因此，須要針對當(dāng)前的實踐教學(xué)進(jìn)行改革，從而實現(xiàn)隧道工程專業(yè)技術(shù)知識與工程實際產(chǎn)學(xué)研的真正融合和發(fā)展。

第三，部分教師的授課采用傳統(tǒng)固化的“PPT+板書”機械式教學(xué)模式，授課內(nèi)容局限于課本和PPT，對于實際工程案例的分析較少，課程枯燥乏味，難以激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，在課堂教學(xué)中對學(xué)生的啟發(fā)不夠，學(xué)生能夠參與其中的機會不多，課堂上易失去智慧和活力，不契合新工科建設(shè)理念。智能多樣化和立體化的教學(xué)模式是新時代教學(xué)方法改革值得采納的方向，能夠更好地激發(fā)學(xué)生內(nèi)心對于“隧道工程”知識的渴望。

第四，傳統(tǒng)授課方式的一個主要特點是教師講、學(xué)生聽與記，師生之間、生生之間缺少互動交流，同樣會導(dǎo)致教學(xué)相對枯燥乏味，學(xué)生靠死記硬背消化知識，難以做到學(xué)思并用，教學(xué)效果相對較差。一些學(xué)生過度依賴網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，忽視了真實學(xué)習(xí)課堂中的師生互動，學(xué)生對于知識的理解和接受仍處于一種淺層的被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，缺乏主觀能動性。這就需要教師充分利用當(dāng)下新型的教學(xué)理念和教學(xué)技術(shù)為學(xué)生展現(xiàn)一門生動活潑、富有活力、與時俱進(jìn)的“隧道工程”課程。

三、教學(xué)改革探索與實踐

基于“隧道工程”課程特點及問題，結(jié)合新時代發(fā)展背景下的技術(shù)革新以及筆者教學(xué)經(jīng)驗，從課程設(shè)置、教學(xué)方式、信息化手段應(yīng)用和思政教育等方面給出“隧道工程”教學(xué)改革探索與實踐建議。

（一）優(yōu)化課程設(shè)置

隧道工程涉及內(nèi)容較廣，根據(jù)所屬領(lǐng)域的不同，可以分為（高速）公路隧道、（高速）鐵路隧道、地鐵隧道、水工隧道等。盡管不同隧道在基礎(chǔ)理論和設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)具有一定的相似性，但不同領(lǐng)域的隧道工程之間存在明顯的差異。例如，通風(fēng)防災(zāi)等是公路隧道運營環(huán)節(jié)的關(guān)鍵問題，而開挖過程對地層的擾動則是盾構(gòu)隧道的主要關(guān)注點，因此，“隧道工程”課程內(nèi)容應(yīng)該在共性理論知識的基礎(chǔ)上針對不同特點的隧道進(jìn)一步分解成不同的模塊，如根據(jù)所屬領(lǐng)域不同在隧道工程中設(shè)置鐵路隧道工程、公路隧道工程、地鐵隧道工程、水工隧道工程等不同模塊，在不同模塊中突出不同隧道的特點，不僅能提高課程內(nèi)容的條理化、便于學(xué)生理解，還有助于豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。

（二）改進(jìn)教學(xué)方式

傳統(tǒng)的“隧道工程”課程主要采用填鴨式教學(xué)，側(cè)重對知識的講解和“灌輸”，但作為一門工程屬性較強的課程，現(xiàn)有授課方法不利于學(xué)生全面、直觀地掌握該課程的主要內(nèi)容，難以達(dá)到課程設(shè)置的目標(biāo)。因此，可以在教學(xué)環(huán)節(jié)引入案例式教學(xué)、實踐式教學(xué)、研討式教學(xué)等促進(jìn)課程內(nèi)容的具象化，提升教學(xué)效果。

1.案例式教學(xué)。根據(jù)隧道的工程屬性，在授課過程中，針對國內(nèi)外典型的隧道工程案例進(jìn)行深入剖析，通過分析典型隧道工程的特點、建設(shè)難點以及解決措施，揭示不同環(huán)節(jié)涉及的基礎(chǔ)理論知識，促進(jìn)學(xué)生對隧道工程基礎(chǔ)理論知識的掌握。此外，可以邀請隧道工程領(lǐng)域的專家學(xué)者，特別是一線的工程技術(shù)專家舉辦學(xué)術(shù)講座，結(jié)合具體工程項目為學(xué)生介紹隧道建設(shè)現(xiàn)狀及最新的工程技術(shù)，這不僅有助于學(xué)生掌握隧道工程專業(yè)知識，還能拓寬學(xué)生的視野，有利于其未來職業(yè)規(guī)劃。

2.實踐式教學(xué)。隧道工程的學(xué)科屬性決定了該課程將課堂授課與工程實踐相結(jié)合才能更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，因此，在該課程教學(xué)過程中可以根據(jù)課程內(nèi)容安排，特別是在講解一些較為晦澀復(fù)雜的內(nèi)容時可適時加入現(xiàn)場或?qū)嶒炇覍嵺`環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解和直觀認(rèn)識。例如，在講授盾構(gòu)隧道時可依托實驗室向?qū)W生展示泥水平衡盾構(gòu)隧道掘進(jìn)模型試驗，通過實驗室再現(xiàn)盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過程，讓學(xué)生對所學(xué)知識有更直觀、更深刻的理解。

3.研討式教學(xué)。在教學(xué)過程中，可以根據(jù)課程總體安排，設(shè)置隧道施工方法、隧道施工災(zāi)害、隧道運營風(fēng)險等研討專題，讓學(xué)生通過自主調(diào)研資料完成課堂討論、調(diào)研報告、撰寫論文等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生對相應(yīng)的主題形成深入而系統(tǒng)的認(rèn)識并達(dá)到融會貫通的目的。在這個過程中，教師應(yīng)發(fā)揮領(lǐng)路者的角色，明確任務(wù)目標(biāo)并把控進(jìn)度，對研討的過程進(jìn)行引導(dǎo)，并對研討中的優(yōu)點和不足進(jìn)行點評分析。在研討式教學(xué)中，應(yīng)遵循教師啟發(fā)和學(xué)生主體的原則，即在研討式教學(xué)中，教師應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r機采取合理的方式發(fā)揮啟發(fā)和輔助的作用，而學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，在研討過程中應(yīng)積極思考并形成主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

（三）融合信息化方法

近年來，信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展，因此，有條件的高校在“隧道工程”教學(xué)中可以充分利用信息化手段，促進(jìn)專業(yè)課程與信息技術(shù)的深度融合，例如采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）進(jìn)行3D可視化輔助教學(xué)，使學(xué)生在校內(nèi)即可身臨其境般感受不同的隧道施工過程和步驟。此外，對于“隧道工程”教學(xué)中較難理解的施工過程與力學(xué)分析，可以通過展示數(shù)值仿真結(jié)果的方式，讓學(xué)生更加直觀地理解其中的力學(xué)問題。例如，在隧道開挖、支護(hù)和運營等階段，隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)是在不斷調(diào)整變化的，該過程涉及彈性力學(xué)、巖土力學(xué)等諸多專業(yè)知識，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以清楚地展示全過程，而巖土仿真軟件可以清晰展示上述力學(xué)演化過程，有效彌補隧道力學(xué)相關(guān)知識難理解、難消化、難吸收的短板，達(dá)到增強教學(xué)效果的目的，進(jìn)而實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的有效提升。

（四）融入思政教育

隧道工程建設(shè)屬于大工程建設(shè)范疇，在教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和工匠精神，為學(xué)生樹立大工程觀理念。將工程理論、工程意識和工匠精神有機結(jié)合，將思政教育貫穿整個“隧道工程”教學(xué)，形成大國工匠教育理念和教育體系。在培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神時，注重培養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)墓こ叹?、一絲不茍的工程意識、精益求精的工程觀念。將工程意識和工匠精神的培養(yǎng)滲入具體教學(xué)環(huán)節(jié)中，例如采用模擬工程教學(xué)法，讓學(xué)生扮演工程中的重要角色，并設(shè)置相應(yīng)的工程技術(shù)問題和工程誠信問題，讓學(xué)生通過體驗工程案例，學(xué)會自主思考、理解工程，將工程實際植入課堂，提高對工程實際的認(rèn)識，讓學(xué)生真正體會到工程實際中工匠精神的重要性。

結(jié)語

在新時代發(fā)展要求背景下，“隧道工程”課程的教學(xué)改革與實踐迫在眉睫，是當(dāng)下隧道與地下工程專業(yè)課程教學(xué)中亟須進(jìn)行的探索。筆者結(jié)合多年在西南交通大學(xué)為本科生講授“隧道工程”相關(guān)課程的教學(xué)經(jīng)歷，介紹了當(dāng)前“隧道工程”課程的教學(xué)特點，分析了該課程的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題，基于當(dāng)前新時代背景下科學(xué)技術(shù)的革新，從“隧道工程”課程設(shè)置、教學(xué)方式、信息化手段應(yīng)用和思政教育等多個方面出發(fā)，有針對性地提出了“隧道工程”教學(xué)模式和教學(xué)方法改革的探索方式與實踐途徑，為推動“隧道工程”教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步改善提出了一些更為適用的教學(xué)改革建議，進(jìn)而契合新時代發(fā)展要求下對復(fù)合型人才能力和技能培養(yǎng)的需要。

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Exploration of Tunnel Engineering Course Teaching Reform Adapting to the Requirements of the

New Era

FANG Yong1， YANG Yu2， WANG Shi-min1， JIANG Ya-jun1

（1. School of Civil Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu， Sichuan 610031， China;

2. School of Marxism， Chengdu Aeronautic Polytechnic， Chengdu， Sichuan 610100， China）

Abstract： Tunnel Engineering is an important branch of the first-level discipline of civil engineering. It has wide and deep theoretical knowledge， strong applicability， and is related to many cross-specialties and it is rapid updating. Under the guidance of the current guiding ideology of the new era， the cultivation of innovative talents in tunnel engineering specialty needs to break the traditional teaching mode and create new teaching ideas and methods. In view of the new situation of the construction and development of higher education in China， combined with the technical innovation under the background of the new era， the curriculum characteristics of tunnel engineering， the development needs of the current traffic tunnel field and the author’s years of teaching experience， the teaching methods and teaching reform of Tunnel Engineering is discussed， a series of beneficial suggestions to promote the further improvement of the teaching quality of Tunnel Engineering are put forward.

Key words： Tunnel Engineering; teaching mode; reform in education; personnel training