安全工程專業本科必修課程《城市地鐵施工與安全》建設

孔祥國 成連華 李超 蔡雨初

摘? 要：我國城市地鐵的快速發展，地鐵車站、區間隧道等施工過程中事故頻頻發生，培養一批在地鐵施工領域從事安全技術和管理的專業型人才勢在必行，在安全工程專業本科生教育中開設《城市地鐵施工與安全》顯得尤為必要。將城市地鐵施工技術與安全學原理結合形成了以“地鐵施工方法為基礎，以風險辨識和防控為目標”的教學內容，嘗試了“傳統授課+翻轉課堂+互聯網學習+實踐教學”的教學方法。《城市地鐵施工與安全》的開設將進一步拓展安全工程專業學生就業渠道，豐富安全科學與工程一級學科的內涵。

關鍵詞：城市地鐵;施工技術;安全學原理;教學內容;教學方法

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）06-0132-04

Abstract： With the rapid development of urban subway in China， accidents occur frequently in the construction process of subway stations and tunnels. It is imperative to cultivate a group of professional talents engaged in safety technology and management in the field of subway construction. It is particularly necessary to set up "urban subway construction and safety" in the undergraduate education of safety engineering major. Combining the construction technology of urban subway with the principle of safety， the teaching content of "subway construction method as the basis， risk identification and prevention as the goal" is formed， and the teaching method of "traditional teaching + flipped classroom + Internet Learning + practical teaching" is tried. The opening of "urban subway construction and safety" will further expand the employment channels of safety engineering students and enrich the connotation of safety science and engineering as first level discipline.

Keywords： urban subway; construction technology; safety principle; teaching content; teaching method

引言

西安科技大學“安全工程”專業起源于礦井通風與安全專業，該專業歷經西北工學院、西安交通大學、西安礦業學院、西安科技大學不同時期70多年的發展，成為陜西省名牌專業、陜西省特色專業、教育部“卓越工程師教育培養計劃”實施專業、國家級特色專業。“安全工程”專業依托國家一級學科“安全科學與工程”，該學科是“國家重點學科”，在2017年教育部第四輪學科評估中獲評A-（全國并列第三）。在2019年，西安科技大學“安全工程”專業獲批首批國家級一流本科專業建設點，迎來了新的發展契機，同時也明確了更高的要求。

根據《西安科技大學安全工程本科專業培養方案2020版》的要求，安全工程專業的培養目標是：培養知識、能力、素質全面發展，理論基礎扎實、知識面寬、實踐能力強，掌握安全科學、安全管理、安全技術和職業健康等方面的專業知識和技能，具有創新意識和國際視野，能夠在政府或礦山、建筑、工貿等行業領域的企事業單位從事安全管理、安全技術研究、安全產品開發、安全工程設計、安全評價、安全咨詢與培訓等工作的復合型人才。

《城市地鐵施工與安全》是新開設的建筑安全方向的必修課程，其設置的出發點是適應我國城市地鐵發展的趨勢，培養一批能夠在地鐵施工領域從事安全技術和管理的人才，為我國城市地鐵施工保駕護航。

一、課程建設背景

隨著我國城鎮化率逐步提高，城市人口日漸增多，城市交通壓力越來越大[1]。而人民生活質量的提升，對出行速度性和便利性要求也逐漸提高。城市軌道交通以其獨特的優勢而受到眾多城市的歡迎，不僅方便快捷，而且綠色環保。而地鐵作為城市軌道交通方式之一，2018年末在我國運營線路占城市軌道交通的比例達到78.23%。

地鐵交通極大地提高了人民的出行效率，我國各大城市均在規劃地鐵線路。在地鐵車站、區間、車輛段的施工建設過程中，像諸如基坑倒塌、盾構巷道涌水涌砂、開挖面失穩、地下管道破壞等事故頻發，嚴重的影響了施工進度、造成作業人員生命和國家財產損失[1-3]。那么，如何保障地鐵工程施工的安全性？培養一批地鐵工程領域的專業人才勢在必行。

將“安全工程”專業的安全學原理、安全系統工程和安全管理學的知識應用于地鐵施工領域，辨識危險源、分析事故發生機理、提出防控對策和措施等;結合地鐵施工技術、工藝流程、作業原理等，形成系統的地鐵施工領域安全技術和管理。因此，《城市地鐵施工與安全》課程被提出，拓展“安全工程”專業學生的就業領域，豐富安全工程的內涵。

二、課程教學內容

《城市地鐵施工與安全》最早開設于2019年3月，總學時為32課時，為“安全工程”專業建筑安全方向的必修課。已給安全工程2016級、2017級進行了授課，受到同學們的一致好評。為了更好地給學生傳播系統的地鐵施工技術和安全知識的應用，授課教師和團隊認真編寫了教學大綱、反復修改撰寫教案、精心設計課程多媒體課件，將教學內容生動呈現。

本課程為綜合性的、前沿性的“安全工程”專業必修課，其涉及巖土工程、地下工程和安全科學與工程等多個學科，如何將知識融匯貫通，使學生掌握安全工程理論知識在地鐵施工領域的應用。課程教學內容將從地鐵施工的全過程來細致講授《城市地鐵施工與安全》，包括城市軌道交通概述、地鐵施工前期準備工作、地鐵施工采用的不同工法（明挖法、暗挖法、蓋挖法和盾構法）、地鐵軌道鋪設和地鐵施工現場安全管理。每種工法將從基本概念，施工原理，施工過程的風險辨識和事故案例等，課程主要內容見表1。

三、課程教學方法

（一）豐富傳統教學方法

多媒體教學演示與教師講授已成為大部分課程的常規教學方法，如何豐富傳統教學方法，是吸引同學們認真聽課，提高授課效果的重要思想[4-5]。授課前，教師認真用心設計多媒體課件，從學生角度去思考課程內容。在PPT設計中，將授課內容系統化、便于學生掌握體系框架，如地鐵施工前期準備工作、明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法和軌道施工采用統一知識框架，均從基本概念、施工工藝、風險及措施、事故案例等基本結構來設計，然后再在每個大課題下細化子課題，進一步分解;為了便于學生將多媒體知識和學生教學用書內容有機聯系，在多媒體PPT上標出每個知識點在課本的出處;另外，避免課程內容枯燥程度，力求圖多于文字，將晦澀難懂的文字用圖像、視頻來生動地呈現，如關于地鐵施工蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法和蓋挖順作法可通過動畫演示來清晰表達其施工過程及區別。授課過程中，教師要反復引導同學們掌握基本概念，增強學生記憶;同時，細致講解課程主要內容，并結合最新科研成果、教學模型（如盾構機實物模型）、學生互動等多角度、多層次、全方位把知識點講透徹、說明白。授課過程中，教師要以得體的穿著、優美的聲音、優雅的姿態、幸福的笑容，給學生以學習享受，激發學生的求知欲望。

（二）設置翻轉課堂

翻轉課堂將學習的決定權從教師轉移給學生，通過“提出問題-查找資料-資料篩選-表達陳述-研究討論-總結反思-學得知識”教學模式，有助于學生進一步掌握課程知識，并學以致用[6]。《城市地鐵施工與安全》課程結合西安科技大學在西安的地域設置了2課時的“完全式”翻轉課堂，以“西安地鐵施工中存在的三大難題及對策”為題進行教學，在課程第一次節課布置作業并進行分組，學生課后通過圖書館資料和網絡資源查閱和分析問題，以小組完成PPT設計、選派代表在翻轉課堂上進行講解，培養學生團隊作業能力、發現問題和解決問題的能力。翻轉課堂應用在2017及安全工程專業授課中取得了良好的應用效果，學生從西安地鐵施工“文物、濕陷性黃土、地裂縫”三大難題入手，分析了施工難題出現的由來、施工中應該注意的風險以及應對安全技術措施，達到了知識了解認識、消化吸收、掌握應用的遞進學習成效。

（三）“互聯網+”應用

“互聯網”時代的到來，知識汲取和交流更加便捷，國家和學校都非常重視“互聯網+”的應用[7-8]。學校建立了“超星”學習網絡平臺（圖1（a）），通過此學習平臺可以上傳課件，電子書材料、學習視頻等，學生統一客戶端登陸進入課程可以自主學習;另外，通過QQ群（圖1（c））、微信討論組等以圖片、文字、表情等實時交流學習遇到的問題，實現問題隨時交流，加速知識傳播。新型冠狀病毒的到來進一步推進了“互聯網”在線教學的變革，QQ群課堂、騰訊課堂（圖1（b））、騰訊會議等軟件的開發，進一步促進了在線教學功能的實現，實現任意地點自由組織時間進行網絡答疑。

通過建立“線上+線下”教學模式，不斷提升安全工程本科專業教學質量。

（四）實踐教學環節設計

實踐是檢驗真理的唯一標準，實踐教學是提高教學質量、培養創新人才的重要環節[9]。針對《城市地鐵施工與安全》的課程特點，在地鐵施工方法等基礎知識理論學習之后，組織學生到西安地鐵施工現場學習，請現場施工負責人和安全負責人分別講解現場施工概況和安全風險防控，學生參觀現場施工各環節并與工人師傅進行互動交流，實踐教學結束后學生撰寫實踐報告，闡明地鐵施工現場概況，辨識現場安全隱患，提出整改措施。《城市地鐵施工與安全》實踐教學在2016級安全工程教學中取得較好評價，學生參觀了西安地鐵9號線華清池車站明挖法施工，加深了理論知識學習，提高學生工程實踐分析問題和解決問題的創新能力。

四、學生成績評價體系

學生成績評價體系由平時成績、期中翻轉課堂和期末考試成績三部分組成，所占比例分別為20%、20%和60%。平時成績由考勤、課堂回答、作業等多個部分組成，采用積分制;翻轉課堂綜合考察學生查閱資料的豐富性、準確性，PPT設計和課堂匯報。本課程的平時成績和翻轉課堂分值占40%，提高了學生自主學習比例、有助于學生發散思維和提升創新能力，符合“以學生為主”的教學模式。期末考試仍是檢驗學生學習效果的重要環節，主要是培養學生掌握地鐵施工方法和原理，辨識施工過程的危險源，排查事故隱患并掌握應急處置方法。綜合學生學習能力、創新能力和業務素質，形成適合于工程學科的學生成績評價體系。

五、結束語

目前《城市地鐵施工與安全》已基本形成較為系統和完善的專業課程，授課教師及團隊積極完善教學內容，將城市地鐵施工方法技術體系和安全學原理危險源辨識與風險防控緊密結合，形成適用于安全工程專業的本科教學課程。充分利用現代化在線學習平臺和交流軟件，探索新的教學方法，打造隨時隨地互動學習的新理念，不斷提升安全工程本科生教學質量。在國家級一流專業建設背景下，授課教師及團隊將不斷優化教學內容、創新教學方法、改革評價體系，向省級、國家級精品課程的目標不懈努力。

參考文獻：

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[3]王軍武，陳旭婷，吳寒.基于SD模型的地鐵盾構施工人員安全能力仿真[J].中國安全生產科學技術，2020（05）：108-114.

[4]劉曉斐，王恩元，李忠輝，等.安全工程專業本科選修課程《煤巖動力災害防治》建設研究[J].高教學刊，2017（21）：85-97.

[5]趙恩來，李忠輝，沈榮喜，等.基于工程教育專業認證的《安全人機工程》教學內容設置研究[J].高教學刊，2017（22）：133-134，137.

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