土木工程專業本科生工程防水技術教學探討

摘要：總結了在高校面向土木工程專業本科生開設地下工程防水課程的意義，并從教學理念、授課目標及要求、授課方式與手段、學生考核與評價等方面進行了全面總結，

介紹了西南交通大學開設地下工程防水課程的做法和取得的成功經驗，以期為國內其他高校開設相關課程和人才培養提供借鑒和參考。

關鍵詞：土木工程；本科教育；工程防水技術

中圖分類號：G642；TU-02 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）03-0074-05

工程防水技術在土木工程中屬于一個較小的分支，目前在國內高校中除了湖北工業大學設有防水材料與工程專業以外，由于學時的限制，或對防水專業方向重視程度等原因，國內其他高校尚未針對此專業方向開設相關課程。隨著國內工程界對防水技術的日益重視，對于防水專門人才的需求日益凸現，受各方面原因的限制，目前國內高校對防水專業相關課程設置、人才培養遠遠滯后于實際需求。此外，工程防水技術的實踐性較強，如果沿用傳統的以理論教學和課堂授課為主的教學模式，無法更好地達到傳授防水工程知識的目的。

從2013年起，筆者在西南交通大學面向土木工程大類培養的本科生中開設了地下工程防水專業選修課，以此探索如何在高校中推廣工程防水技術，培養符合市場需求的專業人才。受土木工程大類培養課程體系和學分限制，該課程目前為2學分的專業選修課（32學時），每學年開一次班，選課人群以土木工程大三、大四的本科生為主，同時也對其他專業本科生開放。經過4個學年的教學，該課程已建設成為西南交通大學“優質示范課程”。為此，總結地下工程防水技術教學經驗，開展對國內相關課程和防水技術探討，以期拋磚引玉，為其他高校開設相關課程和人才培養提供借鑒和參考。

一、對工程防水技術教學理念的思考

土木工程是一個相對傳統的學科，與其他工科學科類似，專業劃分過細過多，缺少專業交叉；相對重視實踐，但課程安排則側重基礎知識和理論知識的學習；教學方法上以課堂講授為主，忽視了對學生學習主動性和創造性的培養[1]；因此，在工程防水技術教學過程中，需要融入新的教學理念和方法。

筆者在地下工程防水課程教學中開展了大膽的嘗試和思考，在“以學生為中心的學習、加強理論聯系工程實際、重視學習及創新能力培養”的教學理念指引下，綜合多種教學方法組織教學，讓學生把精力更多地投入到對課程知識的感知、實踐和思考上，從而達到能夠運用理論指導實踐，強化工程概念認知。

（1）采用豐富的授課手段和教學方式，除了部分基礎理論采用課堂授課之外，引入了專家講座和課程實踐，讓學生能較好地將理論與實踐相結合，親身感知工程防水行業。（2）教學中加強了與學生的溝通和引導，改變學生被動接受知識灌輸的方式，注重學生獨立思考、創新能力、初步的科技寫作能力的培養。通過課堂研討、布置課程論文等方式，引導學生嘗試科學研究，撰寫科技論文，鍛煉學生的信息檢索與寫作能力，以及總結、分析問題的能力。（3）在學期課程結束前，組織學生匿名問卷調查，對課程教學進行評價，對教學過程中存在的問題進行反饋，在后續的教學工作中加以改進和完善，全面提升教學效果和學習質量。通過以上手段，學生有了更好的學習體驗，對工程防水知識的學習興趣大大提高。

二、授課目標及要求

以課程知識與能力培養目標、課程教學目標、教學大綱為重要指導，建立完整的知識體系。在選定教材、講義的基礎上，科學合理地組織授課內容。具體到地下工程防水專業知識上，則主要圍繞“材料、設計、施工、管理”四大模塊組織內容，適當向工程實際傾斜，以培養學生解決工程問題的能力。此外，還需適當地講授一些相關的基礎知識及工程應用知識，讓學生學會將知識融會貫通并學以致用。

（一）課程知識與能力培養目標

地下工程防水是一門集建筑材料、地下工程結構設計理論、地下工程施工方法、地下工程養護維修為一體的綜合性課程，具有實踐性強、知識更新快等特點，是相關專業知識的綜合運用。考慮到地下工程防水技術的課程與其他專業課程之間的銜接，應明確防水與工程結構之間密不可分的重要關系，并讓學生在學習中注意將必要的專業課知識與防水技術知識融會貫通。

因此，將該課程的知識與能力培養目標設定如下：通過課程學習，使學生掌握防水材料的種類及性能特點，熟悉地下工程結構防水設施類型及施工方法，能夠運用地下工程防水知識綜合分析地下結構滲漏原因，初步提出滲漏治理措施，同時積累一定的工程實踐經驗，為解決實際工程問題奠定基礎。

（二）課程教學目標

通過學習，強化學生的工程意識，促使學生熟練掌握地下工程防水的基本概念、材料性能、設計理論、施工措施、維修手段和管理方法，為今后走上技術崗位打下堅實基礎。通過課程學習，學生應達到：掌握地下水環境的基本概念和術語，熟悉地下水的特點，以及對地下結構施工及運營的危害和影響；理解地下工程防水材料的種類及基本性能特點，熟悉地下工程防水材料的選用；掌握各種常見地下工程的構造特點、防水要求，并能進行基本的防水設計，熟悉防水施工作業要求；熟悉地下工程結構滲漏的基本特點、原因，能進行初步的滲漏治理措施選擇；了解目前地下工程防水技術發展的動向及新型地下工程防水材料的應用情況。

（三） 教學內容與學時安排

在授課內容及學時安排上，按照緒論（導入）、基礎知識、主體知識、拓展知識四個層次循序漸進組織教學。

（1）緒論（2學時）：讓學生了解國內外地下工程滲漏水現狀及原因，中國隧道及地下工程防水技術的發展及防水工程中存在的問題，了解課程學習內容、要求和學習方法。

（2）地下工程水環境（2學時）：讓學生了解地下工程水環境的基本知識，為防水技術做鋪墊。熟悉地下水的貯藏形式、地下水的運動規律，掌握地下水對隧道工程的不良影響，了解隧道襯砌水壓力的計算及分析方法。

（3）地下工程防水材料種類及特點（2學時）：讓學生掌握地下工程防水材料的基本分類，熟悉各類主要材料的性能要求及特點，了解地下工程對防水材料的選擇原則和方法。

（4）地下工程防水材料性能及測試（2學時）：讓學生了解國內目前防水相關技術標準的種類，掌握地下工程防水材料的主要性能、要求及用途，了解試驗儀器及測試方法。

（5）建筑防水技術及發展（2學時）：讓學生了解目前建筑工程防水的基本技術要求、防水材料及構造形式，了解屋面工程防水技術與地下工程防水的聯系和區別。

（6）山嶺隧道工程防水技術（2學時）：讓學生了解常規山嶺隧道的防水排水及技術體系，掌握山嶺隧道防水排水體系組成、各部位防水排水設計的主要內容，熟悉一般山嶺隧道防排水施工技術內容，了解隧道防水施工中易出現的質量問題。

（7）地鐵工程防水技術（2學時）：讓學生熟悉以地鐵為典型代表的城市地下工程防水系統，掌握明挖地鐵車站防水體系及設計方法、熟悉暗挖地鐵車站和區間隧道的防水體系、了解地鐵工程排水方法。

（8）地下工程滲漏治理技術（2學時）：讓學生掌握地下工程滲漏及其發生的原因，熟悉地下工程滲漏治理要點，掌握滲漏常用治理技術。

（9）地下工程防水設計與施工管理（2學時）：讓學生掌握地下工程防水設計的基本方法，熟悉地下工程防水施工組織設計的內容及要點，了解地下工程防水施工質量管理及竣工驗收的主要環節和措施。

（10）地下工程防水實踐（2學時）：通過組織學生參觀防水施工現場、防水材料生產車間，開展座談，使學生更為直觀地了解防水施工技術，加深對課程理論知識的印象和理解。

（11）新型地下工程防水材料及技術專家講座（6學時）：讓學生了解目前新型地下工程防水材料及技術在工程實踐中的應用情況，熟悉地下工程防水材料及技術的發展趨勢。

（12）課堂研討/大作業（4學時）：布置題目讓學生完成課程報告，或設定主題進行研討，引導學生思考，在掌握基本理論知識的基礎上學會靈活運用、分析工程實際問題，并初步提出解決方案或思路。

（13）課程總結（2學時）：整體復習。

在教學內容組織過程中始終貫穿“材料、設計、施工、管理”這一主線，適當穿插相應的知識鋪墊、工程實踐與參觀、行業專家講座、課堂研討，以形成較為完整的知識體系，使學生能夠將知識與實踐緊密聯系。其中，工程實踐、專家技術講座等內容所占比例達50%左右，實踐環節得到了加強。

（四）教材選取及參考書籍

目前課程選用《隧道與地下工程防排水指南》（第二版）[2]作為教材，并根據土木工程專業地下工程方向本科生的知識結構對教學內容進行適當調整，如補充建筑防水材料、地下建筑防水技術、地下結構防水堵漏技術相關內容，形成教學課件及教案。

同時，選取適宜的參考書目推薦學生課后學習，以滿足個性化學習需求，如《地下工程防水技術規范》《隧道工程防水設計與施工》《防水工程概論》《防水工程材料》《防水工程設計》《防水工程施工》等。

三、授課方式與手段

該課程的授課方式與手段是課程的重點探索和改革內容，通過不斷調整授課方式，全面為教學目標服務，以取得更好的教學效果。

（一）課程講授方法多樣化

課程的主體知識仍然以效率較高的課堂講授為主，采用播放PPT、視頻等方式，較為系統、高效地對課程主體知識進行講授。另外結合防水材料樣品、工程實例的資料和圖片等輔助教學，加深學生對教學內容的直觀認識。

在授課過程中，注意引導學生獨立思考，通過案例、問題分析，與學生互動，讓學生思考、回答問題，并形成自己的觀點。適當布置課后作業和任務，督促學生課后自主學習，依托課程學習平臺較為豐富的學習資源，讓學生能自主合理地進行課程知識的學習。

（二）引入專家講座介紹

引入包括防水工程師、設計工程師、材料廠家等在內的專家講座，將相關技術的最新發展趨勢和動向，以及工程應用相關案例引入課堂，作為對課程理論知識的重要補充。

專家講座內容包括建筑防水技術、地下工程（地下室）防水及應用技術、工程建設防水行業發展、地下工程滲漏治理技術、新型專利防排水材料、隧道滲水檢測及維修技術等，全面覆蓋了材料、設計、施工及維修等方面的內容。學生普遍反映以上講座起到了開闊視野、增強學習興趣、了解行業現狀、掌握基本工程應用技術的目的。

（三）組織開展工程實踐和參觀

工程防水技術的一大特點就是實踐性強，與工程結合非常緊密，因此除了在課堂上注重工程實踐知識的講授以外，還組織不同類型的工程實踐及參觀，讓學生更好地將所學理論知識與工程實際緊密結合，提高學習興趣及學習效果。學生普遍反映這樣的教學方式效果良好，對于促使學生自主學習大有幫助。

所組織的工程參觀及實踐包括：赴設計院聽專家講座、赴基坑工程現場參觀防水施工作業、赴某防水材料生產基地及實驗室參觀，讓學生近距離地感知相關的技術知識，對行業的各環節有了較為直觀的認知，也在一定程度上提高了學生的學習興趣。

（四）重視和加強師生課下交流與引導

教好一門課需要教師投入大量的時間和精力，與學生進行充分的溝通和引導，因此筆者在課程教學中注重加強與學生溝通，采取了多種方式加強與學生之間的交流。

在進行授課時，要求學生加入課程交流QQ群，以方便開展課后答疑和互動。課件及授課資源及時上傳群共享，并安排研究生助教加強與學生平時交流，避免出現溝通不及時的情況發生。研究生助教為教師所指導的在讀研究生，也從事與課程相關的研究工作，從事該課程的助教工作對研究生也是一個很好的促進。

充分利用學校教務網站和課程資源中心，建設了較為完善的課程網站資源，將課件、講座視頻、參考資源等及時上傳，方便學生下載和在線學習。通過課程網站及時發布課程相關信息，以及工程參觀/實踐、課程研討、專家講座等教學活動安排，方便學生做好各項準備。

在與學生交流互動過程中，重點關注了一些較為個性的學生，通過加強與部分學生的溝通，包括專業知識、考研與擇業、科研項目等，為這部分學生提供個性化發展指導，引導學生朝工程防水技術方向發展。

（五）通過課程任務，加強學生能力

根據課程特點，布置了課程大作業，并對學生平時的學習提出了要求。課程作業的方式包括兩種：一種是撰寫課程相關的文獻閱讀或調研報告；另一種是撰寫研討小論文及參與研討，學生可以根據自己的興趣自主選擇。

第一種方式是根據授課內容布置相關的題目，讓學生去查閱文獻，整理消化后進行系統梳理，并提出自己的觀點和想法，以此來鍛煉學生的信息檢索、文獻閱讀與整理、技術文件寫作、書面表達、綜合歸納等多方面的能力。這些能力也是土木工程專業學生所必備的能力，無論從事設計、施工、管理、科研均需要用到以上技能，因此在本科階段對學生進行這方面的訓練對學生而言大有裨益。

第二種方式是針對有獨立思想的學生而設置，可以讓學生通過對課程的學習及對一些工程實際問題的了解，思考形成自己的看法，以訓練學生的獨立思考能力，跳出灌輸式教育的局限。考慮到研討的效果，人數控制在10人以內，以便每個參加研討的學生都有充分的時間闡述自己的觀點并投入討論。

以上兩種方式較好地兼顧了不同層面學生的個性需求，在一定程度上實現了學生的個性化培養，鍛煉了學生各方面的能力。

四、學生考核評價與人才培養

如何對學生的學習進行合理考核和評價，是課程建設過程中一直探索的問題之一。為此，按照“重在平時、全程參與、積極主動、適當鼓勵”的思想制定了學生考核評價要求。

（一） 學生考核評價方法

根據選課人群特點、學生年級及專業知識掌握層次，設置了如下的考核標準（見表2），從測試、聽專家講座、工程實踐/參觀、課堂與課下互動、課程大作業等方面給予學生評價，力圖反映學生“知識理解、獨立思考、積極交流、知識應用”等方面的能力。

從表2所示的成績組成與比例設置情況看，通過對學生考核與評價，希望達到以下目的。

（1）強調平時的學習。平時成績占總成績的70%（其中隨堂測試25%、聽講座成績25%）。將學生出勤與平時考核掛鉤，可以對學生起到一定的約束作用。

（2）鼓勵學生與教師多互動、交流，其中課堂表現占總成績的10%。交流不僅包括上課時與教師之間的交流，而且還包括聽講座時與專家的互動和交流、課下與教師和研究生助教之間的交流，鼓勵學生多發表自己的言論和觀點。

（3）加強參與實踐環節的評價，如參與工程實踐/參觀（10%）、參加專家講座（25%），以督促學生積極參與實踐性教學環節，更好地將理論知識與工程實踐相結合。

（4）加強對學生多方面能力的鍛煉和培養，不以灌輸式教學為主。取消了期末考試，課堂測試的比例僅占總成績的25%，更多地注重學生平時的學習和參與，強調學生其他方面能力的鍛煉和培養。

（二）人才培養成果

自2013年開設地下工程防水課程以來，選課學生已累計超過了300人次，其中大部分學生已經走上了工程技術崗位，另外部分學生選擇繼續深造，該課程對工程防水技術的專業人才教育和培養起到了積極的的作用。

（1）通過課程報告的撰寫和鍛煉，部分本科生和助教研究生發表了防水相關的論文，如：侯本申發表了《我國高聚物改性瀝青防水卷材專利技術綜述》[3]、李鵬發表了《我國止水帶密封材料專利技術綜述》[4]。

（2）課程的學習將為學生以后從事工程防水相關工作奠定基礎。

（3）通過研究生助教參與課程教學輔助工作，也加強了研究生對工程防水技術的認識和了解，并結合研究生畢業論文的研究工作，持續培養了一批高層次工程防水技術人才。

五、結語

通過地下工程防水課程的開設和探索，在高校中面向土木工程專業本科生推廣工程防水技術的知識及實踐，取得了一定的成效。在課程的教學中，所獲得主要的經驗如下。

（1）首先需要對課程進行合理的定位，充分認識工程防水技術在土木工程專業課程體系中與其他專業課程的關系，既有一定的獨立性，又與工程結構的設計、施工、運營等環節相關聯，以此來規劃和指導課程的授課內容，組織教學。

（2）合理的教學內容組織是達到課程教學目標的重要保證，而教學內容組織上需要考慮工程防水技術實踐性強、知識更新快的特點，要圍繞工程防水技術的“材料、設計、施工、管理”四大模塊進行合理分解和串聯，以形成系統性的知識體系。

（3）實踐教學是傳授工程防水技術的重要途徑，在課程中通過組織工程實踐和參觀、引入專家講座等方式，對相關內容進行加強，效果良好。

（4）重視“學生是學習的主體”，授課教師應加強與學生之間的溝通和交流，了解學生的需求，鼓勵學生獨立思考、積極主動參與課程教學環節，并充分鍛煉學生各方面的能力，引導學生進行自主學習和思考，提高學習效率。

（5）階段性總結可以保證授課質量不斷提高，通過調查問卷、階段測試、課下交流等多種方式，對授課中存在的不足和問題進行階段性總結和思考，通過及時調整教學方法和授課內容，以保證授課效果和教學質量。

隨著新形勢的發展，工程防水技術課程也需要進行不斷的調整，比如小班教學（30人以內）、少學時教學（1個學分，16個學時）、實驗環節、教材編制等方面還有待在教學中持續探索和改進。

參考文獻：

[1] 林峰，顧祥林，何敏娟. 現代土木工程特點與土木工程專業人才的培養模式[J]. 高等建筑教育，2006，15（1）：26-28.

[2] 呂康成. 隧道與地下工程防排水指南[M]. 2版，北京：人民交通出版社，2012.

[3] 侯本申，李鵬，蔣雅君. 我國高聚物改性瀝青防水卷材專利技術綜述[J]. 新型建筑材料. 2013（9）：65-68.

[4] 李鵬，楊其新，蔣雅君. 我國止水帶密封材料專利技術綜述[J]. 新型建筑材料. 2014（5）：68-71.