摘要：隨著我國粵港澳大灣區(qū)建設(shè)、長(zhǎng)三角一體化等國家戰(zhàn)略的相繼推出，隧道工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將越來越多，同時(shí)培養(yǎng)與隧道工程產(chǎn)業(yè)行業(yè)亟需的應(yīng)用型國際化人才也日益緊迫。本文分析了當(dāng)前三段十步式翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式存在的不足，結(jié)合當(dāng)前隧道工程施工的信息化水平，以智慧工地的全程視頻為主線，提出基于智慧工地管理系統(tǒng)的隧道工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，揭示隧道課前、課中和課后教師與學(xué)生基于隧道施工一線場(chǎng)景進(jìn)行交流溝通的重要性，提出采用多元一體化的考核方式對(duì)隧道工程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)效果進(jìn)行考評(píng)。

關(guān)鍵詞：隧道工程；翻轉(zhuǎn)課堂；智慧工地；教學(xué)模式

一、引言

隨著我國粵港澳大灣區(qū)建設(shè)、長(zhǎng)三角一體化等國家戰(zhàn)略的相繼推出，城市隧道、公路隧道和鐵路隧道等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將越來越多，同時(shí)培養(yǎng)與隧道工程產(chǎn)業(yè)行業(yè)亟需的應(yīng)用型國際化人才也日益緊迫。隧道工程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，不僅要求學(xué)生掌握力學(xué)、數(shù)學(xué)等扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)具有獨(dú)立思考、提出問題和解決問題的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。以往的隧道工程教學(xué)主要是基于現(xiàn)有的教材進(jìn)行被動(dòng)接受式教學(xué)，而現(xiàn)有的教材編著時(shí)間早，工程案例缺乏，不能展示最新的研究應(yīng)用成果，因而這類教學(xué)模式已與隧道工程強(qiáng)實(shí)踐性、強(qiáng)應(yīng)用性等特征相背離，不符合當(dāng)前隧道工程的發(fā)展模式，故亟待探索一種新的隧道工程教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型的教學(xué)模式被提出以來，已受到教育界的廣泛關(guān)注，其主體是學(xué)生，教師的職責(zé)是解決學(xué)生的問題，而目的是增加互動(dòng)交流，提高課堂效率。目前翻轉(zhuǎn)課堂常見的教學(xué)模式是“三段十步”，如劉邦奇[1]基于智慧課堂信息技術(shù)平臺(tái)提出了“三段十步”結(jié)構(gòu)模型，胡宇航[2]對(duì)學(xué)生完成指定課程的教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)點(diǎn)是關(guān)鍵；周鑫[3]基于學(xué)生是課堂的主體改進(jìn)了“三段十步”模式。但是現(xiàn)有的“三段十步”教學(xué)模式難以保證當(dāng)前大規(guī)模進(jìn)行隧道工程建設(shè)所亟需的人才培養(yǎng)質(zhì)量，特別是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，提出與隧道工程建設(shè)相匹配的信息化應(yīng)用化翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式至關(guān)重要。因此，本文分析了當(dāng)前“三段十步”教學(xué)模式的不足，結(jié)合當(dāng)前隧道工程建設(shè)中亟需的應(yīng)用型人才現(xiàn)狀，提出“三段六步”隧道工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、三段十步式翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式

“三段十步”式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)是云課堂，三段即三個(gè)教學(xué)階段，十步即十個(gè)教學(xué)步驟。課前、課中和課后為三段，資源發(fā)布、設(shè)計(jì)教案、指導(dǎo)匯報(bào)、創(chuàng)設(shè)情景、凝練演示、抽查、總結(jié)、拓展、在線輔導(dǎo)和反思改進(jìn)為教師教學(xué)的十步，與之對(duì)應(yīng)的是學(xué)生活動(dòng)的十步。以上教學(xué)模式對(duì)教師和學(xué)生均有具體的任務(wù)，實(shí)施過程都以學(xué)生為主體，教師結(jié)合學(xué)生需求進(jìn)行引導(dǎo)，通過雙方的互動(dòng)交流，逐漸掌握知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到課前設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)。但是這種教學(xué)模式，只有課中階段是面對(duì)面進(jìn)行線下交流，其他階段均是學(xué)生在課外完成，這給學(xué)生帶來的最不利條件是需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行視頻搜集、測(cè)試、討論交流、匯報(bào)準(zhǔn)備、PPT制作等。這僅僅是針對(duì)一位學(xué)生僅有一門翻轉(zhuǎn)課堂的情況，如果是特殊時(shí)期，一位同學(xué)一天之內(nèi)需同時(shí)上多門不同課程的翻轉(zhuǎn)課堂，如果想要學(xué)習(xí)效果好，均需進(jìn)行課前準(zhǔn)備和課后總結(jié)，但一天之內(nèi)很難保證有足夠的時(shí)間完成這些課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)準(zhǔn)備和課后總結(jié)。以浙江科技學(xué)院最具影響力的中外合作辦學(xué)專業(yè)土木工程（中法班）的培養(yǎng)方案為例，該項(xiàng)目共引進(jìn)21門法方課程，且這些課程均是重要的基礎(chǔ)課和專業(yè)課，畢業(yè)要求最低學(xué)分是210分，其中法語60學(xué)分，如果一周內(nèi)有2門課程需要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，那么學(xué)生一周內(nèi)需要準(zhǔn)備至少四次課前和課后的視頻學(xué)習(xí)、作業(yè)等，加之法語教學(xué)壓力大，留給學(xué)生進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂思考提升的時(shí)間非常有限，因而會(huì)影響課中階段的交流互動(dòng)和教學(xué)的效果與質(zhì)量。

三、隧道工程翻轉(zhuǎn)教學(xué)新模式

隧道工程教學(xué)最大的難點(diǎn)就是如何將現(xiàn)場(chǎng)搬入課堂，讓學(xué)生身臨其境，切身感受隧道工程的施工環(huán)境和快速感性了解施工工藝。針對(duì)當(dāng)前隧道工程現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用的智慧工地系統(tǒng)，提出基于智慧工地管理系統(tǒng)的隧道工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，即課前發(fā)布隧道工程現(xiàn)場(chǎng)工序施工遠(yuǎn)程視頻定位連接系統(tǒng)，讓學(xué)生們通過微信、QQ、釘釘?shù)绕脚_(tái)進(jìn)行即時(shí)連接，隨時(shí)觀看隧道工程工序作業(yè)區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)施工情況，讓學(xué)生們感受到隧道工程施工的氛圍；然后在上課階段，校內(nèi)指導(dǎo)教師提出隧道工程的施工難點(diǎn)，隧道現(xiàn)場(chǎng)由校外指導(dǎo)教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，同學(xué)們可圍繞施工的難點(diǎn)進(jìn)行自由交流。交流階段，同學(xué)們可以回放課前發(fā)布的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻，也可以結(jié)合目前正在施工的視頻進(jìn)行發(fā)言，包括施工的工藝流程、人員安排、材料堆放區(qū)域、應(yīng)急物資準(zhǔn)備等。校外指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)階段，所有的同學(xué)均能通過手機(jī)APP對(duì)隧道現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)施工視頻進(jìn)出觀看，讓同學(xué)們的上課環(huán)境由教室翻轉(zhuǎn)至隧道工程施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)課中上課教師有校內(nèi)老師至校外老師的翻轉(zhuǎn)。課后階段由校外指導(dǎo)教師布置下一階段的施工重點(diǎn)，請(qǐng)同學(xué)們實(shí)時(shí)觀看遠(yuǎn)程連接的視頻，對(duì)存在的問題進(jìn)行梳理�；�于智慧工地管理系統(tǒng)的隧道工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式如圖1所示。

四、教學(xué)實(shí)施過程

1．教學(xué)實(shí)踐流程隧道工程具有隱蔽性，學(xué)生對(duì)鉆爆工藝、圍巖級(jí)別、襯砌類型、盾構(gòu)結(jié)構(gòu)、管片等均沒有直觀的理解，這需要學(xué)生在課前通過遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)了解不同隧道類型涉及的相關(guān)概念和基礎(chǔ)知識(shí)，然后結(jié)合課中學(xué)習(xí)討論的內(nèi)容，校內(nèi)外教師再結(jié)合隧道工程的現(xiàn)場(chǎng)施工情況，針對(duì)性進(jìn)行講解，如利用各個(gè)隧道工程工地的視頻采集設(shè)備實(shí)時(shí)觀看關(guān)鍵工序的進(jìn)展、預(yù)警值等。最后是課后再進(jìn)行下一工序的遠(yuǎn)程視頻觀看，對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試和指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)隧道工程的教學(xué)由校內(nèi)課題快速翻轉(zhuǎn)進(jìn)入隧道工程的施工一線進(jìn)行教學(xué)，具體實(shí)施流程為：（1）隧道課前。隧道課前，利用智慧工地管理平臺(tái)，由校內(nèi)教師發(fā)布遠(yuǎn)程視頻連接地址，對(duì)隧道工程的施工難點(diǎn)進(jìn)行布置，如巖石隧道鉆爆施工的工藝、城市隧道盾構(gòu)法施工的工藝、地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道施工的工藝等，學(xué)生在接受這些指令后，利用微信、QQ和釘釘?shù)绕脚_(tái)連接遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)，實(shí)時(shí)觀看隧道施工現(xiàn)場(chǎng)各工地的施工工藝流程，并及時(shí)進(jìn)行匯總，如果對(duì)視頻觀看過程中不理解的部分則可截圖或通過微信/QQ等向校內(nèi)外教師咨詢。（2）隧道課中。課中的第一程序是校外指導(dǎo)教師請(qǐng)觀看遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)的學(xué)生們簽到，讓學(xué)生們身臨其境體會(huì)安全警示平臺(tái)考勤的重要性。然后校內(nèi)指導(dǎo)教師組織學(xué)生對(duì)隧道施工的重點(diǎn)問題進(jìn)行搜集匯總，并與隧道施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的班組進(jìn)行互動(dòng)交流，隨后校內(nèi)外指導(dǎo)教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，包括學(xué)生們的資料歸納情況、隧道施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)等。最后請(qǐng)學(xué)生們對(duì)隧道施工難點(diǎn)工藝進(jìn)行提煉，指出優(yōu)缺點(diǎn)，供其他學(xué)生參考改進(jìn)，并邀請(qǐng)隧道現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員與學(xué)生交流互動(dòng)，讓同學(xué)們與一線技術(shù)人員在翻轉(zhuǎn)課堂中面對(duì)面交流，幫助同學(xué)們梳理隧道工程中的重難點(diǎn)內(nèi)容。（3）隧道課后。由教師根據(jù)隧道工程課中交流互動(dòng)情況，總結(jié)存在的共性問題，針對(duì)性觀看隧道下一工序視頻，并測(cè)試學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果，然后布置下一階段施工重點(diǎn)需觀看的視頻。對(duì)于學(xué)生課后觀看視頻中存在的問題，應(yīng)及時(shí)向校內(nèi)外教師反饋，可通過在線視頻等方式進(jìn)行講解。2．考核體系采用提出的基于智慧工地管理系統(tǒng)的隧道工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，以智慧工地的全程視頻為主線，實(shí)時(shí)將隧道工程的施工一線翻轉(zhuǎn)至學(xué)生們的課堂，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)隧道工程的積極性，不但提高了學(xué)習(xí)的效率，而且也提高了學(xué)生解決隧道工程實(shí)際問題的能力。因此，隧道工程課程考核時(shí)，不能遵循傳統(tǒng)的單一考核方式，應(yīng)該結(jié)合隧道工程一線施工所需要的技能進(jìn)行考核，如在隧道工程一線能快速識(shí)別圍巖的等級(jí)、優(yōu)化調(diào)整隧道鉆爆的方案等。因此，需采用多元一體化的考核方式確定學(xué)生的成績(jī)，即課前遠(yuǎn)程視頻觀看總結(jié)提煉10%，課堂隧道工程施工難點(diǎn)匯總15%，課堂與一線人員的互動(dòng)10%，課后隧道工程施工難點(diǎn)解決15%，理論考試40%，工地實(shí)踐20%。

五、啟示與建議

通過對(duì)現(xiàn)有三段十步式翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式的分析，以智慧工地的全程視頻為主線，提出基于智慧工地管理系統(tǒng)的隧道工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，不僅充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，而且加強(qiáng)了校內(nèi)外教師與學(xué)生之間的溝通與交流，實(shí)現(xiàn)了課前、課中和課后等任一階段均能實(shí)時(shí)展示隧道工程施工一線的工藝流程，能即時(shí)將學(xué)生學(xué)習(xí)隧道工程中遇到的難題與一線技術(shù)人員進(jìn)行溝通解決，提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。下一階段隧道工程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式將結(jié)合杭州地鐵盾構(gòu)隧道的建設(shè)情況進(jìn)行深入應(yīng)用研究，如隧道一線技術(shù)人員與學(xué)生的一對(duì)一互動(dòng)交流、學(xué)生理論與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的吻合性研究等。

參考文獻(xiàn)

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