【摘要】产学研深度融合的隧道工程课程实践教学模式可以更好地培养高校土木工程专业的学生，提高其实践能力和创新意识。通过学科理论与实际工程案例相结合，课程组与工业界保持深度合作，从课程设置、实践教学手段、产学研融合机制等方面深入探讨，为土木工程专业的教学改革和发展提供了有益的参考。
【关键词】产学研融合；隧道工程；跨学科合作；实践训练
隧道工程是土木工程领域的一个重要分支，涉及隧道、地铁、地下硐室等多个领域，主要任务是通过地下空间的设计、建造和管理，解决城市交通、水利工程等方面的问题。随着城市化进程的加速和基础设施建设的推进，隧道工程专业人才的需求日益增长。然而，传统的教学模式难以满足学生在实际工程应用中的需求，有必要探索一种更符合行业需求的课程实践教学模式。依托隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室，中山大学土木工程学院隧道工程课程团队通过将课程内容与实际产业需求相结合，使学生在学习的同时更好地理解并应用所学知识。
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产学研深度融合的理论基础
产学研深度融合是一种将产业、学术和科研有机结合的教育模式，也是培养应用型人才的有效途径。它通过搭建学术研究平台，打破学科壁垒，促进产业需求与学术研究的有机结合，实现产业、学术和科研的良性互动。在土木工程领域，产学研深度融合的理论基础主要包括以下几个方面。
1.1 实践导向的教学计划与学科理论
在隧道工程中，地质状况直接影响着工程的可行性和安全性。隧道工程天然具有实践导向的学科特征。这就要求学生通过实际地质勘探获取并分析地质数据，为工程设计提供准确的地质信息。它强调通过实际测试获得结构参数，验证理论模型的准确性；强调理论知识在实际应用中的指导作用，追求将学科知识与实际问题相结合，促使学生通过实践活动获取知识、培养能力；强调理论知识在实际工程中的应用，强调培养学生的实际操作能力。仅仅依靠书本知识无法完全把握地下结构的特殊性，因此实际测试成为结构设计不可或缺的一部分。将课程设置与实际工程案例相结合，可以更好地激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力。
1.2 产业需求与人才培养的结合
产业对人才的需求是推动教学改革的重要动力。通过与行业进行紧密合作，了解产业需求，学校调整了课程设置，使教学内容更加符合实际用人需求。这种紧密结合还可以为学生提供更多的实习和就业机会，增强学生的就业竞争力。隧道工程涉及多个学科，如果在专业素养与跨学科能力培养上存在欠缺，可能会导致专业人才在实际工程中无法综合处理各种问题。目前一些隧道工程专业的人才培养偏向理论知识的传授，对实际操作的培养不足。一些学校与产业之间的合作机制相对滞后，导致学生在实习和实践过程中无法真正了解产业的需求，无法迅速适应企业的工作环境。
1.3 跨学科合作的推动
隧道工程涉及到土木工程、地质工程、岩土工程等多个学科领域的知识，需要跨学科合作。跨学科合作能够更好地整合各学科的优势，为解决实际问题提供更全面、系统的解决方案。产学研深度融合模式打破了学科之间的界限，促使不同学科的专家共同参与教学，为学生提供更全面的知识体系。隧道工程可以邀请地质工程、结构工程等领域的专业人员作为兼职教师参与教学，使学生更直接地接触到各学科领域的前沿知识，丰富学科视野。
1.4 行业导师的选聘
近年来为加强学院专业学位研究生导师队伍建设，推动产学研结合，发挥协同育人机制，培养高层次工程技术人才，中山大学土木工程学院组织启动了行业导师选聘工作。行业导师不仅拥有深厚的专业造诣，而且具备较高的职业素养。他们能够引导学生了解行业规范、职业道德，培养学生的沟通协调能力、团队协作精神等。学院组织开展了一系列实践项目，由行业导师指导学生进行实际工程操作，这不仅有助于学生将理论知识应用到实践中，还培养了其解决实际问题的能力。
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隧道工程课程实践教学模式设计
2.1 课程设置目标与产学研融合机制
隧道工程课程的设计需紧密结合产业需求，明确课程目标，突出实践能力的培养。通过设定明确的目标，可以更好地引导学生的学习方向。产学研深度融合模式的核心在于建立有效的合作机制。学校与企业可以签订合作协议，基于科研课题，共同参与课程设计和实践教学。企业专业人员可以作为兼职教师参与教学，学校教师则可以参与企业实际项目，形成一种良性循环。
2.2 实践教学手段的创新
传统的隧道工程课程注重理论知识的传授，但忽视了实际操作能力的锻炼，应在课程中引入更多的实践教学，如实地考察、工程实习等。通过参与实际工程项目，学生能够更好地理解和应用所学知识，提高实际操作能力。学生先学习隧道工程的基本理论知识，包括地质勘察、隧道结构设计、施工工艺等。然后，通过与企业合作，学生有机会参与真实的隧道工程项目，完成了解工程背景、参与方案讨论、协助实地勘察等工作。这使得学生能够将理论知识应用到实际工程中，提高实践能力。
2.3 校企合作工程项目实践训练
模拟学习是一种更贴近实际的创新实践教学方式。学生参与模拟工程项目，负责项目的规划、设计、施工等各个阶段，可以更全面地了解整个工程流程。这种方式可以使学生更好地将理论知识应用到实际中。
图1所示为本学院承担的校企合作科研项目。该项目为广州市城际隧道项目，线路长约40公里，全地下铺设，列车设计时速160公里/小时。广州市北部地区地下是复杂的岩溶地质，会对盾构隧道的施工安全造成巨大威胁：隧道侧部有溶洞群，会对隧道围岩应力产生扰动现象，盾构管片会在施工过程中因为某些因素的影响而出现应力集中现象。在这类地层中进行盾构掘进开挖，容易造成隧道拱顶坍塌，进而造成地表过度沉降，对地表构筑物安全造成严重威胁。这些威胁不仅增加了项目的投资，还严重影响着工程的稳定运行。
图1 城际隧道科研项目与数值仿真实践训练
建模示意图
课程小组学生基于有限元法进行数值模拟研究，研究了地铁隧道施工的稳定性，并分析了溶洞大小、方位等复杂地质因素，探索了不同地质和岩土环境下溶洞对盾构隧道施工的影响。数值仿真模拟能够通过计算机模拟隧道工程的实际情境。通过准确的地质模型、结构模型和流体模型，学生可以在仿真环境中体验并解决真实工程中可能遇到的问题，提高实际操作能力。
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产学研导向实践教学的意义与挑战
3.1 实际项目经验的价值
产学研导向实践教学将课程内容与实际工程需求紧密结合，强调学生在实际工程项目中的实践能力培养，使学生在课堂中学到的知识更具实际应用性。通过参与产学研合作项目，学生能够亲身体验项目管理、施工操作等全过程，提高解决实际问题的能力。
同时，学校在课程中设置了一系列产学研导向的考核指标，包括参与项目的贡献、解决实际问题的能力等。通过这些考核，学生的就业竞争力得到有效提升。企业也通过与学校合作，及时了解到学生的学术水平和实际能力，为招聘提供了更为直观的参考。
3.2 学生综合素质的提升
产学研导向实践教学不仅注重专业知识的传授，更强调学生综合素质的培养。通过与产业合作、实地考察等方式，学生还能培养沟通协调能力、团队协作精神等软实力，提高就业竞争力。实际项目经验能够让学生更好地适应工程实践需求，提高上手速度。参与产学研导向实践项目的学生具备更加丰富的实际项目经验，这是企业在招聘过程中极为重视的因素。
3.3 产学研导向实践教学的挑战
隧道工程课程需要探索更加灵活、实践导向的教学模式。然而，教学资源的有限性、师资队伍的专业性等使得教学模式改革面临一定的困难。产学研融合要求科研与产业密切合作，但在实际操作过程中还存在融合程度不足、成果转化难的问题。一方面，学术研究与实际工程的融合需要耗费大量时间和精力；另一方面，产业界对于学术研究的实际需求往往不明确。
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结语
通过产学研深度融合的隧道工程课程实践教学模式的探索，本文总结了一些有益的经验和启示。首先，课程设置应紧密结合产业需求，明确培养目标。其次，实践教学手段的创新对于提高学生实际操作能力至关重要。最后，建立有效的产学研融合机制，促使学校与企业、科研机构之间形成紧密的合作关系，有助于培养更符合行业需求的优秀人才。
本文原载于《中国现代教育装备》2024年总第443期（2024年10月），文章转载已获作者同意。
--- 中大教务部 ---
编辑：钟婧妍
初审：王旭初 卢也晰
审核：张雁 董苑玫
审定发布：陈省平
