国家精品课程“隧道工程”教学模式探讨

张学民，阳军生，彭立敏

(中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)

国家精品课程“隧道工程”教学模式探讨

张学民，阳军生，彭立敏

(中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)

隧道工程作为土木工程专业的必修课程，应用性和实践性强，涵盖的专业知识丰富而庞杂，缺乏系统的理论体系。为了适应创新型技术人才培养的需要，结合中南大学隧道工程国家精品课程建设项目，通过教学实践的不断探索及总结，从教学内容的模块化、教材建设及更新、教学方法的多样化、科研促教等方面进行探讨，以期进一步提高教学效果。

隧道工程;精品课程建设;知识模块化;教材建设;科研促教

我国是一个发展中国家，同时又是一个多山地带国家。由于隧道在缩短线路长度、穿越不良地质地段、提高道路的可靠性和安全性以及在国防意义上的隐蔽性等优点，在未来的几十年内，中国在高速铁路、高速公路以及城市地下铁道的建设中必将涉及大量的隧道工程问题。因此，抓好隧道工程的课程建设和教学效果，扩大和深化隧道工程的教学层面，对于全面培养土木工程综合性人才具有积极的意义。

隧道工程课程是土木工程专业的一门专业必修课，其目的和任务是使学生掌握隧道的基本构造、技术标准、基本设计原理和施工方法以及维护管理的基本知识，初步具备一般隧道结构的设计能力，使学生经过本课程的学习之后具备从事与隧道工程有关的技术和研究工作的基本素质和能力，为从事铁路、公路隧道以及城市地铁交通的设计、施工及维护管理奠定基础［1－3］。

目前，随着我国基础建设特别是交通行业的快速发展，与隧道工程相关的理论和技术水平不断得到提高，而隧道工程课程教学与创新型技术人才的培养目标存在一定的差距。为彻底改变这种状况，适应时代进步和科技发展的需要，本文结合中南大学国家级精品课程“隧道工程”建设过程，从课堂教学内容、教学方法、实践性教学环节等方面进行探讨，以进一步提高教学质量，增强学生学习效果和实际应用能力。

一 课程教学中存在的问题和矛盾

(一)教学内容多而课时少

隧道工程课程内容庞杂，既涉及到勘察、设计、施工、管理的内容，又有铁路隧道、公路隧道、高速铁路隧道等的区分，同时还涉及到地质、围岩、材料等方面的内容。这些内容根据不同的要求可以组成不同的主线，但它们又相互交错，给学生的印象是结构体系松散、主线不明、重点不突出，甚至有一种一团乱麻、理不出头绪的感觉。因此，学生普遍反映这门课程难学［1］。而《隧道工程》的教学大纲和授课学时，经过了多次调整和压缩，学时由64逐步减至48，土木工程其它专业方向压缩为32学时。教学大纲的调整和学时的压缩无形中增加了教学的难度。

(二)教材建设滞后于工程技术的发展

现阶段国内出版的隧道工程教材数量已很多，但普遍存在教材知识陈旧、缺乏规范的编写机制，教材内容未及时更新等问题。目前，国内外隧道工程的施工工艺和技术水平发展很快，而多数教材以介绍传统的施工技术为主，一些成熟且已广泛应用的技术在教材中并未涉及［2］。同时，教学辅助材料主要靠上课老师个人准备，缺乏系统性和实用性。

(三)实践性教学环节未得到重视

由于隧道工程的特殊性和复杂性，现场安全隐患多，施工中经常使用炸药、雷管及大型机械设备，学校未与施工单位建立长久有效的实习基地，而许多施工单位出于安全顾虑而一般不愿意接受学生去实习。学生无法对施工过程进行全面了解，缺乏动手能力。

(四)课程教学方式缺少多样性

目前，多媒体在课程教学过程中已得到推广应用，并发挥了重要作用。但教学方式过于单一，教师平时不注重收集整理素材，仅限于播放一些简单的图片，缺乏与理论知识点相辅相成的经典案例。另外，在已具备教学方式多样性的条件下，由于教师缺乏责任心等原因，教学过程中落实不到位。

二 隧道工程课程教学模式探讨

(一)推行教学内容知识模块化

隧道工程是一门紧密结合工程实际的课程，涉及多个学科领域的交叉。中南大学在长期的教学实践中，通过不断优化和提炼，根据不同专业的要求及学时的不同，按照“新、宽、少、精”的原则对教学内容精心进行选取，抓住课程的主线，形成了六个主要的知识模块:隧道导论、隧道建筑构造、隧道工程地质与力学分析方法、隧道施工技术与工艺、高速铁路隧道工程、隧道施工管理与运营维护［1］。不同模块占用的学时，根据不同专业教学大纲的要求调整，有所偏重。

在探索推广模块化教学方法的过程中，发现该方法具有的另一个优点是，可变“一课一人上”为“一课多人上”的教学模式，每个教师可集中精力于自己擅长的一个或几个模块，相比一课一人上的传统教学模式，学生可领略不同教师的教学风格，互动学习的积极性高，收到了更佳的教学效果。

(二)进一步强化教材建设

中南大学隧道工程专业建立于1953年，至今已有半个多世纪的历史。经过半个多世纪的建设，其授课内容和课程体系逐步得到优化、充实和丰富，如从1998年开始，其课程内容从单一的铁路隧道扩充至公路与城市道路隧道的各个知识层面，所用教材历经多次修订。

在教材建设中，结合模块化教学方法，注重传统经典理论的讲授、设计与施工规范的贯彻及现代新技术、新方法的介绍，力求教材知识结构合理、内容丰富、案例经典，强调学生分析和解决实际工程技术问题能力的培养。2003年，由中南大学彭立敏教授牵头，组织骨干教师主编出版了教材《交通隧道工程》，先后有6届土木工程专业的本科生使用，并得到好评。该教材尽量溶入了隧道工程目前的新知识与新技术，如高速铁路隧道、新型隧道结构类型、特殊地质段的隧道施工、隧道的防灾救灾等。新的修改版也于2009年9月正式出版［1］，并被华南理工大学、湖南科技大学、长沙理工大学等数所高校采用，在省内外形成了一定的影响。

在加强教材建设的同时，为弥补教材的不足，教学过程中应加强辅助教材的建设。这里提到的辅助教材是广义的，包括新的理论、技术和方法，以及新的典型工程案例与新修订的设计和施工规范规定等。举个例子，如对于隧道围岩级别的划分，2004版《公路隧道设计规范》将原规范中的“类别”修订为“级别”，以便与国内其它规范统一标准。据调查，在2004版新规范实施初期，许多学生并不了解新规范的变化，以至于毕业工作后仍采用旧规范的说法，这与教学的失误有直接关系。因此，将上述内容，特别是与目前高速铁路隧道、城市轨道交通、海底隧道等相关的最新信息作为教材的补充，在各个教学模块中加以补充和完善是很有必要的［4］。

(三)灵活使用多种形式的教学方法和手段

1)转变观念、把握主线、突出重点

在教学过程中，明确教学目的和教学对象，坚持“学生才是学习的主体”的观念，注重听取学生的意见，改进教学方法。采取生动、直观和灵活的手段，丰富教学内容、活跃教学气氛，引导学生转变学习方法，以提高学生的学习兴趣，激发学生学习的积极性。

认真钻研教材，处理好教材与教学内容、教学内容与教学大纲、教材与工程技术新发展之间的关系，保证教学内容的先进性、时代性与实用性。在课程讲授过程中，突出重点，主次分明。该重点讲解的，要讲得透彻;只做简要介绍的，要引导学生如何去查找相关文献资料，培养学生自主地、能动地、创造性地进行学习和实践活动。

2)灵活运用多种形式的教学方法

实际教学中，我们灵活地穿插各种不同的教学方法和手段，概括起来有:启发式教学、课堂提问与讨论、随堂测验和师生换位等。

传统、经典内容的教学中，可充分发挥板书、板图的作用，加上富有启发性的讲解，给学生留有深入思考的机会;对于信息量大，又只需学生了解的内容，可采用录像、动画、图表等多媒体技术，通过图像、画面对感官的刺激，可避免单纯口头叙述所带来的枯燥、乏味感。同时，给出相关的问题，由学生回答，或放映结束后进行课堂讨论，以增进对教学内容的理解，最后教师进行简明扼要的总结。

课堂上，选取适当的内容，请学生备课与试讲，然后教师再做出点评和总结，增加学生的参与机会，激发和提高其学习的积极性和主动性。

3)采用现代化教学手段

多年以来，我们充分利用现代化教学手段，采用多媒体技术，收集制作大量录像、照片、图表、动画等资料，精心制作电子教案，给予学生图、文、声、动、实等多方位的信息，加深学生对课程内容的理解与掌握。在讲解一种典型案例时，不仅可以让学生看到工程的图片或实物投影，而且可以通过录象资料，让学生了解隧道施工的全过程信息。

4)多形式的考核方式

将整个教学过程作为学生学习成绩的评定过程，从知识掌握程度、自主学习能力、分析解决问题能力和创新能力等多方位、多层面对学生进行考核，从四个方面综合评定学生的课程学习成绩:课堂提问与讨论、作业、中期考试和期终课程综合考试［4］。

(四)坚持科研促教，提高教学水平

1)积极开展科研，以科研促教学。长期以来，一直坚持从工程应用出发，开展隧道工程理论应用技术的研究，尤其是在隧道围岩压力理论、结构分析理论、隧道防灾与减灾等方面形成了具有特色的研究方向，并积极运用所取得研究成果，服务于我国的基础设施建设，尤其是铁路建设与湖南省的高速公路建设。通过科研和工程实践工作，增强了教师的科研能力。同时，将取得的最新科研成果、工程实践中的经验和应用技术，以及国内外本学科领域研究成果和前沿问题融入课程教学，使两者有机地结合起来。同时，使课程教学内容具有先进性、时代性和实用性，提高了学生学习积极性，激发了学生的创新意识，培养了学生的创新能力。

2)以老带新，帮助青年教师提高教学水平。对新增的具有博士学位的优秀青年教师，采取以老带新的方法，指定具有丰富教学经验、教学效果好的年长教师指导，让他们跟班听课和组织全体教师听他们试讲，鼓励他们积极参与科学研究和工程实践，帮助他们迅速成长，为本课程后备教师队伍和学科发展奠定了基础。

3)通过教学方法的学习和探讨，提高教学水平。教师团队不断学习教学方法，探讨如何激发学生的学习积极性、主动性和创造性，不定期地举行教学活动，相互听课，相互学习，共同提高。

三 结 论

教学方法与手段是高等教育研究的一个重要主题，而对于理论与实践并重的隧道工程课程而言更是如此，合理有效的教学方法与手段，是培养新世纪科技人才的关键一环。通过近几年的教学实践，我们尝试进行了教学内容和方法的改革，并取得一定的效果和经验。每个学校的专业设置和教学都有自身的发展历程和特色优势，但是专业教学的目的和人才培养的目标是一致的，在具体教学实践过程中，需结合本学科专业的特点，制定相应的培养方案，灵活采取合理的教学模式，培养学生建立专业概念，提高教学效率和效果。

［1］施成华．《隧道工程》课程模块化教学方法初探［J］．长沙铁道学院学报(社会科学版)，2006，7(4)．

［2］孙明磊，朱正国．隧道工程课程教学改革与实践［J］．教师，2009(20)．

［3］李文江，韩现民．面向社会需求以研促教培养特色人才［J］．石家庄职业技术学院学报，2010，22(4)．

［4］彭立敏，余志武，周建普，等．土建类专业研究性教学体系改革的探讨［J］．长沙铁道学院学报(社会科学版)，2006，7(2)．

G642

A

1674－5884(2011)10－0082－02

2011－07－18

2008年国家精品课程建设项目(教高函［2008］22号)

张学民(1973－)，男，山东潍坊人，博士，讲师，主要从事隧道工程教学与科研工作。

(责任编校 谢宜辰)