成帥 ，張晨曦，蓋偉 ，劉其方，劉洪亮，焦靜

（1.山東大學(xué) 齊魯交通學(xué)院，山東濟(jì)南 250002；2.山東大學(xué) 巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心，山東濟(jì)南 250012；3.山東大學(xué) 軟件學(xué)院，山東濟(jì)南 250101；4.山東大學(xué) 土建與水利學(xué)院，山東濟(jì)南 250061）

《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》指出，川藏鐵路、雅魯藏布江下游水電開(kāi)發(fā)、西部陸海新通道等重大工程[1]的實(shí)施將極大增加隧道工程領(lǐng)域的人才需求，因此，培養(yǎng)新基建時(shí)代的隧道工程領(lǐng)域創(chuàng)新人才，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然需求，同時(shí)，建立科學(xué)合理的隧道工程教學(xué)教育體系，是推動(dòng)實(shí)踐型學(xué)科教育服務(wù)智能建造需求、培養(yǎng)滿足社會(huì)需要的應(yīng)用型人才的重要方法。目前，隧道工程學(xué)科存在知識(shí)理論繁雜瑣碎、教學(xué)內(nèi)容抽象難懂等問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解產(chǎn)生偏差、理論知識(shí)儲(chǔ)備與實(shí)踐脫節(jié)。

實(shí)踐場(chǎng)景視頻融入課堂[2]是教學(xué)模式的創(chuàng)新探索，視頻教學(xué)具有音、像兼具的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能夠以形象直觀的形式向?qū)W生傳遞較大體量的專業(yè)知識(shí)，在日常教學(xué)中有著不可忽視的作用。

然而，實(shí)踐場(chǎng)景教學(xué)在隧道工程課程中鮮有應(yīng)用，將隧道實(shí)踐場(chǎng)景視頻納入課堂，深化學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，形成直觀形象的專業(yè)知識(shí)體系，激發(fā)學(xué)生的求知積極性，是從根本上解決隧道工程教學(xué)難題的有力措施。將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，基于工程培養(yǎng)人才，是提高學(xué)生畢業(yè)后競(jìng)爭(zhēng)力、培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型人才的核心方法。糾正學(xué)生的專業(yè)理解偏差[3]，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)緊跟工程發(fā)展，是樹(shù)立專業(yè)自信心、減少學(xué)科領(lǐng)域人才流失、增強(qiáng)專業(yè)凝聚力的重要環(huán)節(jié)。引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)知尖端工程技術(shù)、探索未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，是隧道工程學(xué)科形成良性教學(xué)模式、學(xué)科領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

1 隧道工程教學(xué)與應(yīng)用的難點(diǎn)分析

隧道工程作為一門理論與實(shí)踐相融合的學(xué)科，其知識(shí)體系的發(fā)展與工程實(shí)際緊密結(jié)合，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以高效教授龐大的知識(shí)體量與繁雜的理論體系，學(xué)科知識(shí)碎片化、理論與實(shí)踐脫節(jié)、專業(yè)知識(shí)更新滯后的教學(xué)問(wèn)題隨著工程的發(fā)展日益凸顯。

1.1 學(xué)科知識(shí)繁雜瑣碎

隧道工程是集工程勘察、設(shè)計(jì)、施工和管理于一體的理論研究與施工實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，學(xué)科涉及土木、信息、測(cè)繪、軟件、機(jī)械等多領(lǐng)域知識(shí)，其知識(shí)體系呈現(xiàn)出瑣碎繁雜、體量大的特征。傳統(tǒng)課堂常采用教師講課、學(xué)生聽(tīng)講的被動(dòng)教學(xué)模式[4]，該種模式難以將隧道工程課程中的瑣碎知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，學(xué)生難以將各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，難以對(duì)知識(shí)進(jìn)行透徹理解，最終導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高、知識(shí)掌握效果差。

1.2 知識(shí)描述抽象，學(xué)生對(duì)工程實(shí)際情況了解不足

隧道工程多采用文字性描述、配以工程圖片的方式進(jìn)行教授，隧道工程知識(shí)的闡述過(guò)程抽象難懂。隧道工程設(shè)備及結(jié)構(gòu)構(gòu)件種類繁多，學(xué)生從書(shū)本所學(xué)知識(shí)難免與工程實(shí)際情況不符，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)工程實(shí)際情況了解不足。

1.3 理論知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)

隧道工程學(xué)科教學(xué)的實(shí)踐課時(shí)安排較少，這與其強(qiáng)實(shí)踐性的課程特點(diǎn)背道而馳。一方面，傳統(tǒng)教學(xué)模式缺少工程現(xiàn)場(chǎng)的“直擊式”教學(xué)理念[5]，忽視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐對(duì)學(xué)生的啟發(fā)，如：講授隧道施工方法章節(jié)，沒(méi)有動(dòng)態(tài)性、程序性的展示方式，難以全面掌握隧道工程繁雜的知識(shí)體系。另一方面，多數(shù)高校難以為學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)，無(wú)法將學(xué)生派至工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐，導(dǎo)致學(xué)生分析與處理問(wèn)題的能力欠缺，不易發(fā)揮主觀能動(dòng)性，實(shí)踐與創(chuàng)新性思維滯后。此外，學(xué)生從工程現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力較差，從書(shū)本中所學(xué)的理論知識(shí)無(wú)法在工程實(shí)踐中得以驗(yàn)證。

1.4 課程教學(xué)滯后于學(xué)科前沿知識(shí)

工程現(xiàn)場(chǎng)的新技術(shù)、新裝備、新方法未及時(shí)納入教學(xué)內(nèi)容，造成學(xué)生產(chǎn)生學(xué)科偏見(jiàn)，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)自信心。例如，部分學(xué)生認(rèn)為當(dāng)今的隧道工程施工是依賴于人工的隧道修建技術(shù)，認(rèn)為其技術(shù)水平低、人才需求量不高。然而，實(shí)際的隧道施工方法是掘進(jìn)機(jī)械以及智能機(jī)器人等各類設(shè)備共同配合工作的智能建造技術(shù)，且未來(lái)的隧道工程將是集聚少人化、無(wú)人化特征，是集衛(wèi)星平臺(tái)、航空平臺(tái)、地面平臺(tái)、鉆孔和洞內(nèi)相融合的空天地隧多視域立體化的建造技術(shù)，是一門具有廣泛應(yīng)用及發(fā)展前景的重要學(xué)科。

2 實(shí)踐場(chǎng)景視頻教學(xué)在隧道工程課程中的應(yīng)用模式

針對(duì)隧道工程教學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn)問(wèn)題，開(kāi)展實(shí)踐場(chǎng)景視頻教學(xué)模式在隧道工程學(xué)科教學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)用探索，形成瑣碎知識(shí)的有機(jī)串聯(lián)、糾正學(xué)生的認(rèn)知偏差、加大學(xué)科實(shí)踐力度、形成前沿知識(shí)認(rèn)知，其技術(shù)路線如圖1所示：

圖1 實(shí)踐場(chǎng)景視頻教學(xué)在隧道工程課程應(yīng)用技術(shù)路線圖

（1）將隧道實(shí)踐場(chǎng)景視頻靈活穿插至課堂教學(xué)，瑣碎知識(shí)模塊化，建立各模塊間的關(guān)聯(lián)脈絡(luò)，并進(jìn)一步加強(qiáng)各知識(shí)模塊間的關(guān)聯(lián)，做到學(xué)科交叉式教學(xué)。由實(shí)際工程視頻引領(lǐng)學(xué)生“發(fā)散式”學(xué)習(xí)，設(shè)立多學(xué)科領(lǐng)域的課程小組，并根據(jù)學(xué)生的興趣與專長(zhǎng)為其建立專研課題[6-8]，結(jié)合課題內(nèi)容，組織學(xué)生分工網(wǎng)絡(luò)搜集并分類梳理隧道施工視頻，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與有關(guān)隧道工程知識(shí)的學(xué)術(shù)沙龍，真正激發(fā)學(xué)生的求知欲望，推動(dòng)教學(xué)模式由“被動(dòng)灌輸”向“主動(dòng)求知”方向轉(zhuǎn)變。

（2）充分發(fā)揮實(shí)踐場(chǎng)景視頻的可視化優(yōu)勢(shì)[9]，直觀還原隧道勘察設(shè)計(jì)、施工、搶險(xiǎn)救災(zāi)、監(jiān)測(cè)巡檢工序，聯(lián)動(dòng)工程現(xiàn)場(chǎng)采集補(bǔ)充課程相關(guān)視頻素材[10]。為學(xué)生提供隧道構(gòu)件、設(shè)備等的直觀展示平臺(tái)[11]，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)認(rèn)知途徑，培養(yǎng)學(xué)生“書(shū)本”與“視頻”融合的對(duì)照式學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生能夠深刻、精準(zhǔn)地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，減少學(xué)生的認(rèn)知偏差，為其畢業(yè)后順利融入現(xiàn)場(chǎng)工作打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)力度[12]，以工地現(xiàn)場(chǎng)為課堂、以工程經(jīng)驗(yàn)為教案，打造沉浸式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手技能，引導(dǎo)學(xué)生深度思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、促進(jìn)知識(shí)成果轉(zhuǎn)化。例如，鼓勵(lì)學(xué)生小組討論，頭腦風(fēng)暴提出隧道工程新理念[13]、新方法，教師引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等成果。學(xué)科方面應(yīng)為學(xué)生提供更多實(shí)踐機(jī)會(huì)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀學(xué)習(xí)工程現(xiàn)場(chǎng)，形成基本的工程認(rèn)知。

（4）及時(shí)跟進(jìn)隧道工地實(shí)踐教學(xué)，通過(guò)一線工程踏勘、遠(yuǎn)程視頻、現(xiàn)場(chǎng)錄像反饋工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，同時(shí)建立豐富的視頻數(shù)據(jù)庫(kù)，積累視頻教學(xué)素材；充分利用教學(xué)實(shí)踐基地平臺(tái)[14-15]，邀請(qǐng)一線參建人員分享隧道工程經(jīng)驗(yàn)；為學(xué)生播放高精尖工程設(shè)備的科普類視頻，讓學(xué)生了解學(xué)科前沿，樹(shù)立學(xué)生的專業(yè)自信心，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)情懷，引領(lǐng)學(xué)生展望學(xué)科發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生正確的擇業(yè)觀。

3 結(jié)語(yǔ)

將實(shí)踐場(chǎng)景視頻融入隧道工程教學(xué)，充分發(fā)揮了實(shí)踐場(chǎng)景視頻優(yōu)勢(shì)，使課程理論與工程實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，構(gòu)建科學(xué)有效的培養(yǎng)體系和教學(xué)方法，形成教-學(xué)-做一體化的教學(xué)模式，樹(shù)立學(xué)生的專業(yè)自信心，引領(lǐng)學(xué)生展望學(xué)科發(fā)展，培養(yǎng)更多隧道工程領(lǐng)域的高素質(zhì)人才。