摘要：隨着地下工程建設規模的快速擴張，地下工程建設人才迎來了新的發展機遇。地下工程專業培養方案中地下建築結構課程屬於專業主幹課程之一。該課程學習效果的好壞，直接影響地下工程人才的能力培養。爲了更好地做好該課程的教學，本文在對該課程特點分析的基礎上，探討了傳統教學與現代教學的優劣，結合教學經歷及經驗總結，提出了地下建築結構課程教學模式的改進建議，爲課程教學提供參考。
關鍵詞：地下建築結構；教學模式；教學目標；教學手段
1引言
隨着土地資源緊缺，地上空間越來越緊迫，地下空間的利用爲各類建築工程結構物的選址開闢了廣闊的前景[1]。目前交通工程（公路工程、地鐵工程、鐵路工程等）、水利水電工程、礦山工程、市政工程、民用工程和地下物流等地下工程得到前所未有的發展。21世紀是地下空間與地下工程大發展的世紀，換句話說，地下工程是21世紀土木工程的重要發展方向[2]。這對於從事地下工程領域的學習和科研人員來說是一種前所未有的機遇和巨大挑戰，需要地下工程的工作者們學習地下結構工程的基本理論和基礎知識，熟練掌握地下結構工程設計與施工技術。高等教育爲適應社會發展需求，滿足國內地下工程行業人才需要，國內大多數高校開設了土木工程專業岩土或地下方向[3]，以及城市地下空間工程專業的高校均開設了地下建築結構課程[4]，並作爲該方向的專業必修主幹課程。
2課程特點及教學目標
2.1課程特點
2.1.1知識體系的綜合性強。地下建築結構主要講述地下結構與周圍岩土介質相關聯的科學問題，爲土木工程與地質工程知識體系相交叉的課程。根據高等學校土木工程本科指導性專業規範[5]中對地下結構設計課程的核心知識單元及知識點的要求，其涉及材料力學、理論力學、彈性力學、結構力學、土力學、巖體力學、有限元、工程地質、鋼筋混凝土結構、基礎工程、隧道工程等多門課程的專業知識，是一門綜合性較強的理論課程。2.1.2課程內容的理論性強。地下建築結構是指在保留上部地層（山體或土層）的前提下，在開挖出能提供某種用途的地下空間內修築的建築結構[6]。與地面結構相比，地下結構所賦存環境複雜，包含應力場、滲流場、溫度場和化學場等。因此，地下建築結構與周圍地層間存在複雜的相互作用問題，這就要求學習者們必須具備一定的專業理論知識。2.1.3課程實踐性強。由於地下工程涉及的地質情況多變，可能遇到的地質災害類型及規模也將不同。此外，地下結構斷面形式多樣化，以及隨着工程向大跨度、高埋深方向發展，其施工技術和工藝也進行了大量的創新與改進。所以，地下建築結構課程的教學內容必須與時俱進，注重與實際工程相結合。
2.2教學目標
透過本課程的學習，旨在使學生掌握或瞭解地下建築結構設計的基本原理和設計計算方法，能夠根據地下結構所處的不同介質環境、使用功能和施工方法設計出安全、經濟和合理的結構。
3傳統與現行教學模式的優劣性
傳統的教學方式主要以教師在黑板板書爲主，將課本內容逐章逐節進行講解，講解時對專業名詞概念、公式的推導過程、例題等一步一步講解。教師主要起到知識的傳授、灌輸作用，教學過程比較枯燥、單調。學生主要忙於記筆記，學習的專注力較好，對知識點感性認識顯得比較弱。但由於教師上課以板書爲主，課程知識點講解得比較慢，學生上課時基本上能跟着教師的思路進行學習。隨着多媒體技術與輔助教學設備的快速發展，高等院校教師的教學方式和教學手段發生了根本性的變化。現行的地下建築結構課程教學普遍採用幻燈片播放技術，集成了文字、圖片、動畫、視頻等素材。課程內容以PPT形式在課堂上進行教學，學生對地下結構建築的知識點概念、地下結構的形式，以及工程實施案例等能夠較好地理解和掌握。但是在現行教學模式及手段下，部分教師尤其是年輕教師弱化了該課程的專業知識點概念及計算理論；加上目前本科生培養方案中對專業課課時的削減，導致現行教學進度加快，學生在課堂上需接受的知識點龐大，被動地學習，學習效果較差。綜上所述，無論是傳統教學模式還是現行的教學模式，均具有一定的優點及弊端，但對於如何進行知識點的應用和結合現行規範使用在兩種教學模式上均體現得不明顯。由於學了不知所用，學生對基本知識點的學習也主要以應試爲目的，考試完後，所學的地下建築結構知識點的內容基本上忘得一乾二淨。
4對教學模式的討論
4.1教學手段的完善
結合筆者近十年來這門課程的教學經歷及教學效果總結，認爲要讓學生學習這門課程後，達到較好的學習效果，需要將傳統的教學手段與現行教學手段相結合，在此基礎上進行改進。在剛開始進行該門課程講解時，由於該門課程偏重於理論，教學手段主要採用板書爲主，輔以幻燈片進行教學。透過與學生交流，發現由於學生對地下工程的瞭解或關注幾乎空白，很難理解課堂講解的知識。因此，在後續教學中，對課程教學手段逐漸進行了優化和改進。以地下結構荷載計算章節內容講解爲例，首先，運用現代教學手段，發揮多媒體教學的優勢，先進行隧道工程、地鐵工程、基坑工程等結構大變形、垮塌或結構失效等具有視覺衝擊力的現場事故圖片進行講解，讓學生認識到地下結構荷載計算不當，或荷載發生變化所產生的惡劣後果。然後，相應地採用黑板板書的方式分析每張圖片涉及的地下結構所受的荷載類型，產生原因等。該綜合教學手段既可以讓學生有較好的感官認識，也比較形象、生動，還能讓學生牢牢記住。在進行盾構結構設計章節內容講解時，可以先採用多媒體教學手段進行視頻播放，瞭解盾構機的結構構造、各系統名稱及組成情況、盾構機的開挖、出渣、支護等工序的'工作原理。然後，再結合PPT幻燈片技術進行課程內容講解，對設計案例採用PPT加黑板板書方式進行教學。透過此綜合教學方式，透過課程考試和課程設計考覈情況來看，效果良好。綜上所述，地下建築結構課程教學手段的優化與改進對學生學習效果的影響極大，後續還需繼續完善。
4.2教學理念的轉變
根據傳統的教學理念，地下建築結構課程教學主要以教師講授爲主，對學生進行知識灌輸。該教學理念容易讓教師成爲課堂教學的獨角戲，造成課堂氣氛沉悶，學生注意力不集中，教學效果不理想。面對地下空間與工程新的發展形勢和新技術的不斷革新，需要教師在上課時引入新鮮血液，將地下工程的一些典型工程案例或建設資訊引入課堂，吸引學生對地下結構工程興趣，並鼓勵學生善於提問，形成交流式教學或啓發式教學。比如，在淺埋式地下結構設計時，可以將這幾年國家對基礎設施建設中的地鐵工程的投入額、這幾年一線城市地鐵工程的發展速度等帶入課堂，作爲話題的引出，然後提出問題：大家坐地鐵時看到什麼樣的地下結構形式？吸引學生提問，然後再講這些地鐵工程中主要涉及的結構形式主要爲淺埋式地下結構。透過這樣的教學，容易讓學生集中注意力，跟着教師的教學編排進行學習。
4.3推行知識應用型教學
目前，我國地下建築結構課程教材的知識體系和內容略顯陳舊。國內幾本主要的教材內容大同小異，普遍是基於同濟大學編寫的《土層地下建築結構》以及重慶建築工程學院編寫的《岩石地下建築結構》。教師根據目前教材進行地下建築結構課程教學時，所教授的內容與目前的工程實際存在較大的區別。比如，進行地下結構荷載計算章節講解側向岩土壓力計算時，目前教材內容普遍只寫了土壓力的計算理論，包括朗肯土壓力理論和摩爾庫倫土壓力理論，知識陳舊，且與土力學教材內容基本無大的區別。而對於實際工程設計上所需的關於水土分算和水土合算內容以及岩石地層中均質巖體側壓力計算、有外傾結構面的巖體側壓力計算、含軟弱夾層巖體側壓力計算等內容缺失。這些內容是工程設計規範中重要條款。在目前教材知識體系下進行課程教學，容易造成學生學習知識點與走向社會後的工程實踐脫節太嚴重。因此，地下建築結構進行課程教學時，在原有教學知識點的基礎上，要求教師能結合現行的地下工程相關規範進行知識面擴展，讓學生學習更多的知識。此外，由於地下建築結構課程屬於理論性課程，偏重於理論教學。教材內容主要對概念、計算原理、計算方法、公式等進行了較爲詳細的闡述，而對於知識內容如何與工程實際向結合及應用的闡述偏弱。這就需要課程教師在對知識點進行講授的基礎上，還需進一步總結。當教材每章課程講解完後，課程教師應對本章的知識點進行梳理，然後結合實際進行引導學生如何進行應用理論知識解決工程實際問題。比如，在地下建築結構荷載計算時，講解了地下結構荷載的分類和組合、岩土體壓力的計算理論、地層彈性抗力計算、地下結構自重及其他荷載計算、地下結構計算模型和計算方法後，可以結合某一淺埋隧道工程，講解該工程中涉及的荷載種類及該如何進行荷載組合，如何應用教材公式進行荷載（岩土體壓力、結構自重、地層彈力）計算，然後分別對課本上講解的荷載結構法和地層結構法如何進行該工程的內力計算進行演示。這樣，學生對自己所學內容有了更深入的掌握和更好地理解、消化，對培養學生解決實際工程的能力具有很大的幫助。
5結語
隨着我國基礎設施的大規模建設，地下工程迎來了新的發展高潮。隨着地下工程數量的劇增，地下工程建設從業人員的需求也將爆炸式增長。作爲一名地下工程專業主幹課程教學人員，應抓住時機，善於進行教學改革與探索，尋求有效的教學方法，爲企業、高校等各行業培養合格的地下工程專業人才，爲社會的發展添磚加瓦。
參考文獻
[1]錢七虎,陳志龍,王玉北,等.地下空間科學開發與利用[M].南京:江蘇科學技術出版社,2007:8-9.
[2]劉新榮,鍾祖良,孫輝.地下空間利用及其發展方向的探討[J].地下空間,2004,24(5):600-604.
[3]張子新.國家精品課程“地下建築結構”的建設探析[J].中國科教創新導刊,2012(4):49-50.
[4]江學良,楊慧,肖宏彬,文暢平.城市地下空間工程專業人才培養方案的構建與實施[J].創新與創業教育,2015,6(1):12-16.