于麗 王明年 劉大剛 郭春

[摘 要]城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工是城市軌道交通專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教為主，輔以工程實(shí)例幫助學(xué)生理解掌握專業(yè)知識(shí)。但隨著城市軌道交通建設(shè)的大量開展，如何讓學(xué)生從教學(xué)的被動(dòng)接受到在生活中主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行探索求知，是目前城市軌道交通建設(shè)時(shí)期需要解決的關(guān)鍵問題。文章從課程教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，以期提出一種結(jié)合工程實(shí)踐、以學(xué)生為主體的城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工教學(xué)新模式。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)模式；教學(xué)實(shí)踐；學(xué)生為主體；城市軌道交通專業(yè)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）01-0034-03

城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工這門課程是城市軌道交通專業(yè)的一門專業(yè)必修課，也是城市軌道交通課群體系中唯一一門和地下結(jié)構(gòu)相關(guān)的課程。該課程要求學(xué)生在已具備材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、工程地質(zhì)等知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)的組成、結(jié)構(gòu)形式、基本設(shè)計(jì)原理和施工方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及運(yùn)營維護(hù)管理等知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析與解決工程實(shí)際問題的能力，初步具備城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生經(jīng)過本課程的學(xué)習(xí)之后具備從事與軌道交通有關(guān)的技術(shù)和研究工作的基本素質(zhì)和能力 [1-2]。城市軌道交通的地下結(jié)構(gòu)有別于一般的山嶺隧道（洞），也有別于城市的其他地下空間，如停車場(chǎng)、商業(yè)街等。所以，在課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中既要保留地下結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)與施工中的傳統(tǒng)方法，同時(shí)又要結(jié)合城市軌道交通中的地下結(jié)構(gòu)展開。

在諸多城市軌道交通類型中，以地下鐵道的地下結(jié)構(gòu)占比最高，而地下鐵道的土建結(jié)構(gòu)的組成主要包括三個(gè)部分即車站結(jié)構(gòu)、區(qū)間結(jié)構(gòu)、風(fēng)道和連接通道等附屬結(jié)構(gòu)。

在地下鐵道建設(shè)之前，本課程的講授主要以傳統(tǒng)的教學(xué)模式為主，即教師講授，學(xué)生被動(dòng)接受。但自進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國地鐵建設(shè)開始駛?cè)搿翱燔嚨馈?。截?017年末，中國內(nèi)地共有62座城市獲準(zhǔn)建設(shè)城市軌道交通，規(guī)劃線路總長(zhǎng)7424公里。其中有34座城市開通運(yùn)營地鐵線路，運(yùn)營總里程達(dá)到5033公里[3]。

絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)城市軌道交通并不陌生，而隨著交通的發(fā)展，學(xué)生走出去的機(jī)會(huì)也比以前明顯增多?！吨腥A人民共和國高等教育法》明確規(guī)定本科教育的目標(biāo)是讓學(xué)生“不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要具有學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力”[4]。當(dāng)城市軌道交通的地下結(jié)構(gòu)已不再只是存在于想象時(shí)，如何結(jié)合學(xué)生身邊的工程實(shí)例，充分發(fā)揮學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)的特長(zhǎng)，積極推動(dòng)學(xué)生走到現(xiàn)實(shí)的軌道交通中去，使得學(xué)生能夠主動(dòng)地從生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并通過所學(xué)知識(shí)解決問題，不僅是成為培養(yǎng)未來工程師的一個(gè)重要抓手，也是促進(jìn)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的一個(gè)重要手段。

一、目前教學(xué)模式存在的主要問題

作為一門和工程實(shí)際結(jié)合緊密的專業(yè)課程，當(dāng)前我校的城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工課程存在著一定的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一是教材的內(nèi)容和當(dāng)前應(yīng)用的技術(shù)存在一定的脫節(jié)，教材的更新跟不上新技術(shù)的發(fā)展。本課程配備的教材以科學(xué)出版社的《城市軌道交通地下車站設(shè)計(jì)與施工》為主，輔以現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在教材的內(nèi)容上包含了大量的工程實(shí)例，引用了大量的規(guī)范和條文等。但是在授課過程中存在著規(guī)范修訂的可能，所以教材和現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等相比存在著一定的滯后性。

二是教學(xué)內(nèi)容中包含大量的設(shè)計(jì)與施工，其中大部分內(nèi)容和基礎(chǔ)工程、土力學(xué)以及土木工程施工等課程存在一定的重復(fù)，而學(xué)生在掌握既有知識(shí)方面存在差異。該課程的開課時(shí)間是大學(xué)三年級(jí)的第二學(xué)期，而在該課程之前并無相關(guān)地下工程相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)一些基本概念不明確，沒有相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)地下工程的認(rèn)識(shí)存在一定的缺失。

三是受課時(shí)影響，課內(nèi)缺乏相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容的訓(xùn)練。該課程共3個(gè)學(xué)分，每學(xué)期按1周3節(jié)設(shè)置。但學(xué)生學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)需要大量的訓(xùn)練和練習(xí)才能有更加深刻的領(lǐng)會(huì)和掌握，而且需要在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中學(xué)習(xí)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的使用。但受課時(shí)限制，課內(nèi)時(shí)間無法做到這一點(diǎn)。

四是在教學(xué)模式上，以教師授課為主，上課時(shí)主要用PPT+板書的講授方式，輔以課內(nèi)討論。但作為一門實(shí)踐性要求很高的課程，學(xué)生通過課堂展示的視頻和圖片，仍無法獲得最直觀的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致其主動(dòng)參與機(jī)會(huì)的缺乏，這對(duì)其學(xué)習(xí)興趣影響較大，且受所學(xué)知識(shí)限制，學(xué)生的主觀能動(dòng)性不足。

五是缺少現(xiàn)代的計(jì)算工具，導(dǎo)致學(xué)生只見樹木不見森林，無法獲得比較系統(tǒng)的城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟與流程的訓(xùn)練，缺乏運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)的訓(xùn)練[5]。

以上問題對(duì)教學(xué)質(zhì)量都會(huì)造成一定的影響。

二、從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)換

這門課程目前還在使用常規(guī)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，這也是學(xué)生缺乏教學(xué)參與度的重要原因[6]。作為實(shí)踐性很強(qiáng)的一門專業(yè)課程，必須要有第一手的現(xiàn)場(chǎng)資料和感受作為支撐，才有可能真正掌握好。但目前的人才培養(yǎng)方案體系大都重理論輕實(shí)踐，沒有很好地結(jié)合土木行業(yè)需求的知識(shí)體系，造成部分所學(xué)與所需脫節(jié)。學(xué)生認(rèn)為“學(xué)無所用”，即使重視實(shí)踐教學(xué)，僅體現(xiàn)在學(xué)分比例的提高和實(shí)習(xí)時(shí)間上的延長(zhǎng)，而忽略能力內(nèi)涵的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生的工程實(shí)踐能力低下[7]。要在教學(xué)中體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的教育思想，重點(diǎn)是引領(lǐng)學(xué)生從坐在教室聽變?yōu)樵谲壍澜煌ǖ叵陆Y(jié)構(gòu)中去開展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，突出學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力、解決實(shí)際問題能力及創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也就是要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)大學(xué)課堂里學(xué)生的“要我學(xué)”到“我要學(xué)”身份的轉(zhuǎn)換。但是，課程實(shí)施的難點(diǎn)在于要學(xué)生學(xué)什么、怎么學(xué)。在城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工這門課程中，除了講授結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的知識(shí)外，還包括講地下車站建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容。這部分內(nèi)容可視性強(qiáng)，容易引起學(xué)生的興趣，也容易找到教學(xué)的重點(diǎn)，因此筆者在課程教學(xué)中結(jié)合地下車站的建筑設(shè)計(jì)有針對(duì)性地嘗試了一堂“今天我來帶你坐地鐵”的課程內(nèi)容。

筆者考慮到成都目前已經(jīng)開通的6條地鐵線路可對(duì)本次教學(xué)內(nèi)容的完成提供可能，因此筆者在布置學(xué)習(xí)內(nèi)容的時(shí)候提出了以下要求：（1）選擇一條或多條線路，針對(duì)其中的一個(gè)或幾個(gè)車站特別是地下車站開展實(shí)地調(diào)查。（2）對(duì)調(diào)查內(nèi)容進(jìn)行匯總和分類，給出所調(diào)研車站的設(shè)置條件。（3）查找相關(guān)規(guī)范，和實(shí)際設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比。（4）通過文獻(xiàn)查閱的方式，給出所調(diào)研車站在建筑設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)以及不足。在調(diào)研之前，學(xué)生還需要通過課堂學(xué)習(xí)了解以下內(nèi)容：（1）城市軌道交通線路設(shè)置的一般要求。（2）城市軌道交通地下車站的用途。（3）城市軌道交通地下車站的建筑特點(diǎn)。（4）城市軌道交通地下車站的建筑布局。（5）城市軌道交通地下車站的建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)。（6）未來城市軌道交通地下車站建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

筆者在充分了解了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)背景后，在學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)之前，就有針對(duì)性地介紹了地下車站設(shè)計(jì)和施工中關(guān)注的重點(diǎn)，在課堂上通過放映視頻和展示PPT圖片的方式，介紹了世界上一些有名的地鐵車站，包括莫斯科地鐵車站、瑞典斯德哥爾摩地鐵車站、倫敦地鐵車站、北京地鐵車站、上海地鐵車站以及成都地鐵車站。這些車站的選取具有一定的代表性，從不同國家、地區(qū)、車站所在線路特征和地面環(huán)境等方面進(jìn)行了對(duì)比，以期讓學(xué)生在課堂上有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。通過粗略調(diào)查，本班學(xué)生中有近95%的學(xué)生已經(jīng)有了乘坐城市軌道交通的經(jīng)驗(yàn)，其中約60%的學(xué)生有在兩個(gè)或兩個(gè)以上城市乘坐城市軌道交通的經(jīng)驗(yàn)，但說起乘坐的感受卻各不相同，也提出了一些設(shè)計(jì)不合理或者不夠人性化的地方，但問及哪里不合理、該如何解決時(shí)，卻因?yàn)樽约旱膶I(yè)知識(shí)有限而不能給出更好的解答。在這種情況下，學(xué)生的興趣已經(jīng)被激發(fā)出來，于是筆者提出本次“以學(xué)生為主體”的課程實(shí)施的主要內(nèi)容即“今天我來帶你坐地鐵”，請(qǐng)學(xué)生以未來設(shè)計(jì)者的身份乘坐一次成都的地鐵，對(duì)其中的某一座地下車站做深入調(diào)查，包括車站所在的線路、站位布置、出入口通道布局、車站類型、斷面形式、換乘方式、建筑特色等，通過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)車站在設(shè)計(jì)和施工中存在的問題或不足，然后查閱相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)，給出問題存在的原因及解決辦法。全班學(xué)生都不同程度地參與到本次課程教學(xué)活動(dòng)中，考核則是通過學(xué)生在課堂上用PPT匯報(bào)和展示學(xué)習(xí)成果的形式來完成。

三、以學(xué)生為主體的教學(xué)實(shí)施效果

從展示的成果來看，因?yàn)槌啥家验_通了6條地鐵線路，所以選點(diǎn)比較容易；內(nèi)容設(shè)計(jì)難易程度適中，學(xué)生能相對(duì)比較容易地完成學(xué)習(xí)內(nèi)容；而課堂上深入淺出的引導(dǎo)，容易讓學(xué)生找準(zhǔn)突破點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了身份的轉(zhuǎn)換，變學(xué)為教，使得課程的設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠按原計(jì)劃實(shí)施教學(xué)。

所有學(xué)生都完成了成都市地鐵車站建筑設(shè)計(jì)的調(diào)研，部分學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等手段并結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)國內(nèi)其他地區(qū)如西安、沈陽、北京、杭州、南京和廣州等地的地鐵車站做了對(duì)比，對(duì)目前地下車站的建筑設(shè)計(jì)也提出了一些自己的看法。比如針對(duì)成都地鐵1號(hào)線在天府廣場(chǎng)車站換乘時(shí)存在的問題，特別是早晚高峰期客流量較大時(shí)站臺(tái)略顯擁擠，有學(xué)生提出了在換乘站設(shè)計(jì)按規(guī)范選取超高峰系數(shù)時(shí)應(yīng)充分考慮到車站未來的發(fā)展和規(guī)劃；有學(xué)生對(duì)地鐵2號(hào)線的車站環(huán)控，特別是一些大型換乘車站的站內(nèi)溫度較高、舒適性較差問題提出了智能環(huán)控、實(shí)時(shí)控制的方法；有學(xué)生認(rèn)為如果地鐵7號(hào)線的車站全線采用春、夏、秋、冬四季分不同顏色為主題的設(shè)計(jì)，能夠充分體現(xiàn)建筑的特色，特別是地鐵車站“一站一景”的建筑風(fēng)格，增強(qiáng)車站的易識(shí)別性。學(xué)生還在和其他城市進(jìn)行對(duì)比時(shí)提出成都軌道交通在建筑設(shè)計(jì)和運(yùn)營管理方面需要改進(jìn)的地方。比如在購票方面，應(yīng)在傳統(tǒng)人工售票、售票機(jī)售票的基礎(chǔ)上，借鑒杭州智能化購票的技術(shù)應(yīng)用；在站內(nèi)空間布置方面，應(yīng)借鑒美國等國家和地區(qū)在站臺(tái)層設(shè)置衛(wèi)生間的做法；在駕駛方面，可考慮采用廣州地下車站無人駕駛技術(shù)。學(xué)生同時(shí)對(duì)其他地區(qū)如沈陽地鐵車站的環(huán)控設(shè)計(jì)、衛(wèi)生管理等方面提出了需要完善和改進(jìn)的建議。

筆者通過課堂上的匯報(bào)可以看到，當(dāng)學(xué)生以主人翁的身份完成課程內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí)，能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，而且能夠根據(jù)自己發(fā)現(xiàn)的問題查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)現(xiàn)行的地鐵車站規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)有一定的了解，對(duì)地下車站安全門的設(shè)計(jì)、自動(dòng)扶梯的造型、人性化設(shè)計(jì)的綠植等都提出了自己的觀點(diǎn)。這個(gè)學(xué)習(xí)過程不僅切實(shí)提高了學(xué)生的觀察能力、表達(dá)能力、查閱相關(guān)技術(shù)規(guī)范與引用規(guī)范條款的能力，更重要的是提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)了學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情，特別是對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的熱愛。有的學(xué)生甚至深有感觸地說：“在這之前，我從來沒想過地下車站有這么多的學(xué)問，我也不知道自己學(xué)到的知識(shí)居然這么有用。”

學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋表明，在新的教育背景下，充分利用身邊的資源對(duì)城市軌道交通專業(yè)的學(xué)生實(shí)施“以學(xué)生為主體”、促進(jìn)學(xué)生從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的教育教學(xué)，是進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的有效途徑，也是促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的有效手段。實(shí)踐性課程教學(xué)的教師如果仍然只是將書本內(nèi)容簡(jiǎn)單地“搬入”課堂，顯然很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在學(xué)習(xí)中通常感到所學(xué)內(nèi)容比較枯燥。再者，城市軌道交通建設(shè)發(fā)展迅猛，新的理論、新的研究成果日新月異，而教材建設(shè)與新技術(shù)相比難免滯后，要想將學(xué)生培養(yǎng)成為未來的工程師，必須要采取切實(shí)可行的手段，讓學(xué)生能及時(shí)地走出課堂，從工程實(shí)例中了解當(dāng)前建設(shè)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，對(duì)自己所學(xué)專業(yè)保持熱愛。而對(duì)于城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工這門課來講，最重要的是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課堂上所學(xué)，帶著問題去找答案，并且增設(shè)必要的課程實(shí)踐環(huán)節(jié)。但對(duì)于這個(gè)環(huán)節(jié)來說，內(nèi)容的設(shè)置、問題對(duì)應(yīng)點(diǎn)的選取至關(guān)重要，這些需要在課程內(nèi)容及課程方法的設(shè)計(jì)上進(jìn)行安排，統(tǒng)一考慮課程內(nèi)容的學(xué)時(shí)和學(xué)分設(shè)置。要保證學(xué)生在掌握了基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上成為學(xué)習(xí)的主體，以達(dá)到專業(yè)課學(xué)習(xí)的最佳效果。只有這樣，學(xué)生才不僅可以加深對(duì)基本理論、基本技能的掌握，也知道怎樣應(yīng)用新技術(shù)、新方法去分析和處理新的技術(shù)難題，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、創(chuàng)新精神，同時(shí)讓學(xué)生可以了解本專業(yè)、本學(xué)科的發(fā)展前沿以及生產(chǎn)單位關(guān)注的實(shí)際問題。

四、結(jié)語

傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)資源以紙質(zhì)材料為主，教學(xué)方式以PPT的講授為主，評(píng)價(jià)依據(jù)由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)組成，且以考試為主。然而，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，特別是城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展，很多知識(shí)由抽象和想象到具體，如何創(chuàng)造條件，讓課堂教學(xué)不再局限于課堂的45 分鐘，不再局限于教室，在課堂內(nèi)外均可開展討論、咨詢、教學(xué)互動(dòng)等活動(dòng)，這有利于教學(xué)成果的鞏固與加強(qiáng)[8-10]。此外，互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展也改變了今天的學(xué)習(xí)方式，未來的課堂應(yīng)該以學(xué)生為中心，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，“先學(xué)后教”，由學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出需求，教師再給予適當(dāng)引導(dǎo)和幫助。“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，可以將傳統(tǒng)課堂、網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)以及實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)有機(jī)地結(jié)合起來[11]，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育將有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，從而有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

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