深部地下工程重大災害案例網絡平臺建設與應用

王迎超　李亞博　陳建嵩等

摘要：為改變當前巖土工程專業課“填鴨式”教學模式，文章提出建設深部地下工程重大災害案例網絡輔助教學平臺以實現案例式、研討式教學模式。通過搜集與整理大量的案例素材，并根據教學要求對案例進行篩選與設計，構建工程災害案例庫。在此基礎上，基于Web技術開發地下工程重大災害案例庫網絡平臺，實現案例資源信息的整合與共享，便于學生及時鞏固所學知識。該網絡平臺已應用于中國礦業大學巖土工程專業課教學實踐，效果良好，深受學生歡迎，其具有廣泛的應用前景和推廣價值。

關鍵詞：深部地下工程；災害；案例；網絡平臺

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2015）03-0151-03

在當今互聯網無處不在的時代，網絡平臺已成為人們檢索信息、獲取知識、團隊協作和科學研究的重要渠道，專業的網絡平臺更是為學生、教師、科研工作者提供了方便，國內外學者結合各專業課程的特色，分別開發了相應的教學網站[1-9]，如實驗教學資源網站、云計算課程網站、攝影教學網站、英語教學網站和有機化學課程網站等，在輔助課堂教學方面起到了重要的積極作用。

近年來，隨著我國交通土建行業的迅猛發展，國家對巖土工程方面的人才需求與日俱增，國內許多高校都設置了巖土工程專業，并開設了相關課程。在以往的巖土工程專業課程教學過程中，面對海量的巖土工程信息，常常為尋找特定的工程災害案例而感到無從下手。另外，學生過度依賴教師現象也越加嚴重。鑒于此，筆者結合自身的教學與科研經驗，經過長時間的探索和努力，搜集與整理了大量的案例素材，構建工程災害案例庫，并開發了深部地下工程重大災害案例網絡平臺，為巖土工程專業學生提供一個方便快捷的課外學習平臺。

一、案例教學資源網絡平臺的目的

地下工程是人類為開辟地下通道和利用地下空間而進行的營造活動，是人類挑戰生存空間的一種重要方式。中國的地下工程建設進入21世紀以來快速發展，取得世人矚目的成就，但在建設過程中各種工程災害頻繁發生。地下工程

重大災害案例庫網絡平臺是為實現地下工程建設過程中發生的重大工程地質災害案例資料的網絡管理而開發的，包括塌方、突水突泥、涌砂、大變形、巖爆、沖擊地壓等災害案例的圖片、文字資料及其案例設計問題等內容。其目的是為了實現案例資料的網絡共享，便于學生對所學知識進行課下復習和及時鞏固，通過網絡的交互功能，增強學生的學習積極性，提高學習效率和學習質量。該網絡平臺可應用于巖石力學、隧道工程、地下工程設計與施工、礦山建設工程等巖土工程專業課程的教學，對于案例研討教學模式的實施具有重要作用，可以激發學生的興趣，由“注入式教學”向“啟發式教學”轉變。

二、案例教學資源庫的建設

（一）案例素材的搜集與整理

針對當前深部地下工程建設過程中遇到的各種重大災害，如塌方、圍巖失穩、沖擊地壓、突水突泥等，進行野外調研，獲取第一手現場資料。帶領學生參與科研項目研究，搜集不同領域的地下工程案例，如大型水利水電工程、深埋長大隧道工程、深部煤礦與金屬礦山工程的文字、圖紙、現場照片、錄像等相關資料，形成案例原始材料。

（二）案例資料的設計

對搜集的典型工程案例進行篩選與分類，本著實踐性、典型性和啟發性的原則，選取和設計合適的案例。然后，對案例進行深入剖析，設置相應的思考題，并針對較典型的工程案例，運用相關數值模擬軟件進行建模分析，以滿足課堂教學需求。圖1為部分工程案例的數值分析，以滿足案例設計需求。

三、 網絡平臺開發

（一）網站規劃

以上通過搜集與整理案例素材，并進行案例設計，形成了豐富的地下工程重大災害案例庫，接下來就需對案例資源進行網絡管理。這里選用Frontpage軟件來制作教學輔助網站。Frontpage具有表單任務不高深，圖像定位更精確，不用表格也加框，網頁樣式隨心換的特點，網站制作、管理和運營非常方便。

網站是一層一層的結構，即一個網頁鏈接到另一個網頁或幾個網頁鏈接到一個主網頁，以此類推來建成一個龐大的網站系統，所以在制作網站前，最重要的是做好網站的層次結構，本次進行的網站規劃思路如圖2所示。“工程案例庫框架”作為本網絡平臺的首頁，此網頁為框架結構，將原先的一個網頁拆分為四部分。接下來需設計子網頁，將每一類工程災害對應一個網頁和相應的案例資料。另外，為便于教師制作多媒體課件或使用工程案例圖片，此網絡平臺還專門設計了災害案例圖片集模塊。

（二）網站架構

1. 主頁設計

地下工程重大災害案例庫網絡平臺主頁采用框架結構，即將一個網頁拆分，從而更好統籌規劃網頁內容。設計過程中將主頁拆分為四個板塊，如圖3所示。從圖中可以看出，網頁上面部分插入了“地下工程重大災害案例庫網絡平臺”橫幅作為標題，校徽用來標識所屬單位。中間部分為平臺負責人、網絡平臺簡介和圖片集模塊。左邊部分為交互式按鈕，用來顯示地下工程各種災害的子網頁內容。網頁下面部分為開發單位及日期。

2.子網頁設計

子網頁設計主要進行主頁與地下工程各種災害的案例庫銜接，子網頁打開后首先顯示的是災害概述，主要介紹各種災害的概念與發生條件及特征。接下來是災害案例目錄導航，每一個超鏈接對應一個案例網頁，即前面已設計好的案例材料庫，如圖4所示。

3. 案例圖片集模塊設計

為了豐富地下工程災害案例庫的資源，也讓教師在教學過程中方便快捷地獲得所需的圖片資源，本網站平臺專門設計了案例圖片集模塊，通過在圖片集板塊上點擊任何一個按鈕，就會彈出新建窗口展示災害的圖片資源，如圖5所示。

四、網絡平臺在巖土工程專業課教學中的應用

（一）在本科生教學中的應用

深部地下工程重大災害案例網絡平臺已被應用于中國礦業大學土木2010級8、9班和土木2011級4、5班等相關專業課（巖石力學、隧道工程、地下工程設計與施工等）課堂教學中，實現了由注入式教學向啟發式教學的轉變，取得了較好的教學效果。借助該網絡平臺，課堂上實施了案例研討教學模式，學生以小組為單位針對相關案例進行課堂討論，并通過網絡平臺與其他小組成員進行交流，解決工程問題。該平臺實現了工程案例資源的網絡共享，以現場工程案例為依托，便于隨時隨地學習，了解工程現場，提升學生就業競爭力。endprint

（二）在研究生教學中的應用

將該網絡平臺應用于中國礦業大學巖土工程專業碩士研究生的隧道施工技術、高等巖石力學等專業課程教學，活躍了學生的思維，激發了學生的學習興趣和主動性，增強學生對相關知識的認知，提高了學生的工程應用和實踐能力。通過該網絡平臺可對巖土工程專業課學習內容和學習進度自行控制，學習過程不再受空間和時間的限制，而且通過學生之間的互動拓展了巖土工程學習的廣度和深度。

五、結語

文章通過搜集與整理大量的案例素材，構建了工程災害案例庫，并開發了深部地下工程重大災害案例網絡平臺。在以后的教學中應充分發揮該網絡平臺的交互功能，實施案例式、研討式等教學模式，充分調動學生的參與熱情，營造協作式的學習環境，體現“案例學習+師生互動”的在線教學新理念。另外，可通過該平臺轉變巖土工程以往的教學模式，激發學生的學習主動性。以往巖土工程專業課主要采用注入式教學模式，教學效果較差。因此，需要打破傳統教學的時空限制，充分利用網絡平臺的交互功能，轉變巖土工程教學模式，以學生為主體，引導學生自主學習，

發展協作式學習，激發巖土工程專業課的學習積極性、主動性，培養工程實踐能力。參考文獻：

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（編輯 周 沫）endprint