王炳軍 黨 彥
(1.山東科技大學(xué)<土木工程與建筑學(xué)院>,山東 青島 266590;2.青島濱海學(xué)院<建筑工程學(xué)院>,山東 青島 266555)
工程教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分,高質(zhì)量的工程教育是提升工程建設(shè)水平的重要基礎(chǔ)。 為進(jìn)一步提升高等工程教育質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)全球化背景下工程技術(shù)人才國(guó)際間的流動(dòng)和互認(rèn),構(gòu)建我國(guó)工程教育質(zhì)量監(jiān)控標(biāo)體系,2006 年教育部啟動(dòng)了以 《華盛頓協(xié)議》要求為基礎(chǔ)的工程教育專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)工作。 《華盛頓協(xié)議》是目前公認(rèn)的最權(quán)威的工程本科學(xué)位國(guó)際互認(rèn)協(xié)議,2016 年9 月我國(guó)成為該協(xié)議的正式簽約成員,標(biāo)志著我國(guó)的工程教育真正融入世界,我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的序幕正式拉開[1-2]。
21 世紀(jì)是開發(fā)利用地下空間資源的世紀(jì),地下工程的領(lǐng)域愈加廣泛,涵蓋城市地下空間開發(fā)、交通、能源開發(fā)與儲(chǔ)存、水利水電建設(shè)、廢棄物處置等眾多領(lǐng)域,地下工程規(guī)模和埋深越來越大,對(duì)地下工程設(shè)計(jì)施工技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求和更大的挑戰(zhàn)[3]。 地下工程施工技術(shù)是城市地下空間工程的專業(yè)主干課程, 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證背景和基本要求,本文擬對(duì)地下工程施工技術(shù)課程教學(xué)改革措施進(jìn)行分析和探索。
地下工程施工技術(shù)是我校城市地下空間工程專業(yè)的專業(yè)主干課程, 課程內(nèi)容包括地下工程施工方法、施工工藝與施工機(jī)械、輔助工法及施工組織與管理等。 其課程特點(diǎn)為。
地下工程施工工作面狹窄,通風(fēng)條件差,易發(fā)生坍塌安全事故。 其施工過程涉及開挖、出渣、支護(hù)與襯砌、通風(fēng)散煙、輔助工法等方面。 其施工過程涉及巖石力學(xué)、土力學(xué)、工程爆破、工程地質(zhì)、混凝土結(jié)構(gòu)、地基處理、施工機(jī)械等多學(xué)科的理論知識(shí),施工方法的選擇往往要考慮地形、地質(zhì)、斷面形狀與尺寸、施工進(jìn)度、成本、施工機(jī)械等多方面的因素。
地下工程施工涉及開挖、出渣、支護(hù)、通風(fēng)、輔助工法等工序,每一工序相應(yīng)的有很多種施工方法。 就開挖工序而言,有用于山嶺隧道的礦山法(又叫鉆爆法)或掘進(jìn)機(jī)法,用于軟土地層的盾構(gòu)法,用于海底隧道的沉管法,用于暗埋管道施工的頂管法;對(duì)于地下車站等地下結(jié)構(gòu)物,有明挖法、蓋挖順作或逆作法等;對(duì)于地下或半地下水池或泵站、 工作井等結(jié)構(gòu)物,有沉井或沉箱法。 每一施工方法又可根據(jù)地質(zhì)條件、斷面形狀及尺寸、施工機(jī)械、施工進(jìn)度等進(jìn)一步細(xì)分為很多方法。 例如鉆爆法,根據(jù)施工順序的不同又分為全斷面法、臺(tái)階法、導(dǎo)坑法等。 導(dǎo)坑法又可進(jìn)一步分為上導(dǎo)坑法、下導(dǎo)坑法、上下導(dǎo)坑法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法等。
地下工程施工屬于理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)課程,是圍繞施工機(jī)械、施工技術(shù)、施工組織與管理三個(gè)方面研究多快好省地進(jìn)行工程建設(shè)規(guī)律的學(xué)科。 其學(xué)科理論知識(shí)本身是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),是源于實(shí)踐,又應(yīng)用到新的實(shí)踐,在實(shí)踐中不斷更新和發(fā)展[4-5]。
針對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為本、堅(jiān)持全體學(xué)生共同達(dá)標(biāo)、能力導(dǎo)向、注重實(shí)際成效和持續(xù)改進(jìn)等基本要求,結(jié)合地下工程施工技術(shù)課程特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀,特提出以下教學(xué)改革措施。
(1)基于以學(xué)生為本的理念,以興趣和主動(dòng)性培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn),教學(xué)模式、教學(xué)手段多樣化,探索案例教學(xué)模式以及線上線下混合式等教師主導(dǎo)、 學(xué)生主體的教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生興趣和積極性,提升學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度與投入度,從而為實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生共同達(dá)標(biāo)創(chuàng)造條件。
教學(xué)實(shí)踐表明,以教師為主體的課堂理論教學(xué)屬于知識(shí)灌輸型被動(dòng)學(xué)習(xí)模式,不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,很容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的兩極分化,這與工程教育專業(yè)認(rèn)證堅(jiān)持全體學(xué)生共同達(dá)標(biāo)的理念不相吻合。 鑒于此,教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)以激發(fā)學(xué)生興趣為目標(biāo),使教學(xué)手段多樣化, 每一堂課的教學(xué)都應(yīng)加入啟發(fā)式、小組討論式教學(xué)環(huán)節(jié),使每一位學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。教學(xué)手段應(yīng)做到每一堂課板書、PPT、圖片、動(dòng)畫交叉并用。
例如,在講解平洞基本施工方法時(shí),施工方法有很多, 可以挑選幾種有代表性的相對(duì)復(fù)雜的施工方法,如上導(dǎo)坑法,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,交叉中隔壁法,洞樁法等。 根據(jù)聽課學(xué)生人數(shù)將學(xué)生分成若干個(gè)小組,每小組負(fù)責(zé)搜集某一施工方法的已建或在建工程案例,并在課堂上進(jìn)行討論。
(2)基于實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo),教學(xué)設(shè)計(jì)從知識(shí)傳授型向能力培養(yǎng)型轉(zhuǎn)變, 在做好課堂理論教學(xué)前提下,探索通過案例教學(xué)、虛擬實(shí)踐教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力,逐步提升學(xué)生分析解決實(shí)際問題能力。
為達(dá)成實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo),課堂教學(xué)時(shí)應(yīng)重視運(yùn)用圖片、動(dòng)畫等資源講解施工工藝、施工過程和施工機(jī)械等知識(shí)點(diǎn);構(gòu)建不同情景不同施工方法的工程案例在線資源, 采取線上線下混合式工程案例教學(xué),學(xué)生可以隨時(shí)通過線上方式瀏覽教學(xué)案例資源,從而實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí), 再加上課堂討論和課后總結(jié)教學(xué)環(huán)節(jié),逐步實(shí)現(xiàn)知識(shí)認(rèn)知從感性到理性地升華,切實(shí)提升學(xué)生分析解決實(shí)際問題能力。通過已建工程的BIM 技術(shù)建筑全信息模型, 全方位展示整體施工工藝流程,給學(xué)生帶來身臨其境般地施工感受,豐富學(xué)生虛擬實(shí)踐經(jīng)歷以及拓寬學(xué)生眼界。
(3)基于能力培養(yǎng)是一個(gè)日積月累、循序漸進(jìn)、從量變到質(zhì)變的發(fā)展規(guī)律,人才培養(yǎng)質(zhì)量是形成于教學(xué)過程,為此,轉(zhuǎn)變以往輕過程評(píng)價(jià)重結(jié)果性考核的模式,改變以往單一的考核方式,強(qiáng)化教學(xué)過程管理和過程考核,將過程考核與結(jié)果性考核有機(jī)結(jié)合,提高學(xué)生學(xué)習(xí)性投入。
在學(xué)生層面,將課堂問答、作業(yè)測(cè)評(píng)、階段性測(cè)試等納入過程考核,在教師層面,教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)增加能體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況、能力情況的教學(xué)環(huán)節(jié)。 通過過程性評(píng)價(jià),實(shí)時(shí)掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)參與情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)參與度低的學(xué)生,并對(duì)其加強(qiáng)關(guān)注。 在實(shí)施分組案例探討時(shí),將學(xué)習(xí)參與度高、悟性好和學(xué)習(xí)參與度低、悟性差的學(xué)生分散到各組,讓優(yōu)秀的學(xué)生來帶動(dòng)和幫助表現(xiàn)較差的學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度,最終實(shí)現(xiàn)共同達(dá)標(biāo)。
(4)基于反饋-總結(jié)-改進(jìn)的思路,不斷調(diào)整教學(xué)思路,更新教學(xué)資源,探索新的教學(xué)手段。 通過過程評(píng)價(jià),及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況,然后針對(duì)性地對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容做出實(shí)時(shí)更新改進(jìn),從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的持續(xù)提高。
工程教育專業(yè)認(rèn)證是工程教育和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物, 是實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)接軌、與國(guó)際接軌和實(shí)現(xiàn)國(guó)際間工程人才培養(yǎng)實(shí)質(zhì)等效和國(guó)際本科學(xué)位互認(rèn)的重要手段。 在當(dāng)前工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下,基于工程專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為本、能力導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)等基本要求,就地下工程施工技術(shù)的課堂教學(xué)改革進(jìn)行了分析和探索,提出了一些相應(yīng)的教學(xué)改革措施。