“隧道檢測與處置技術”課程教學改革與實踐研究

李 明* ，胡 君

(重慶交通大學 土木建筑學院，重慶 400074)

我國的隧道建設在總里程、隧道總座數(shù)等方面居世界第一，如何保證該類工程建設和運營養(yǎng)護階段的質量，成為建設者和管理者面臨的一大挑戰(zhàn)。建設和養(yǎng)護任務不僅需要資金和技術的投入，更需要數(shù)以萬計的基層高技能人才，尤其是掌握現(xiàn)代檢測技術的工程師。目前我國隧道專業(yè)人才隊伍結構不盡合理，與我國的交通事業(yè)快速發(fā)展的人才需求的現(xiàn)實不適應，制約了我國交通事業(yè)的發(fā)展。原國家交通部1998年以來頒布了《公路水運工程試驗檢測人員資質管理暫行辦法》《公路水運工程試驗檢測管理辦法》和《公路水運工程試驗檢測人員考試辦法》等規(guī)章制度，啟動了注冊檢測人員考試制度，并于2007年組織了第一次過渡考試，自2009年以來一共組織了7次全國統(tǒng)一考試，一定程度上彌補了國內隧道檢測人員的空缺。

當前的注冊執(zhí)業(yè)資格考試制度對公路試驗檢測人員的職業(yè)能力和水平提出了更新、更高的要求。高校需要培養(yǎng)出具備較高專業(yè)素質和技能的人才，才能適應注冊制度和市場需求。

“隧道檢測與處置技術”在全國高校中開設較少，屬于冷門專業(yè)課程和新興課程。重慶交通大學根據(jù)市場需求和需要，申辦了檢測專業(yè)，開設了“隧道檢測與處置技術”課程，教學團隊結合自身教學優(yōu)勢特色和市場需求，搭設平臺，積極探索新的教育與實踐模式，進行了改革與大膽創(chuàng)新，并在實踐中加以運用，取得了較好的效果。

1 制定課程培養(yǎng)目標

該課程的培養(yǎng)目標就是在教師講解課程基礎知識，學生掌握基本理論知識的基礎上［1］，把試驗檢測新工藝、新技術融入課程中去，結合國家行業(yè)現(xiàn)行試驗規(guī)程，通過模擬、類比、仿真等項目教學，融知識、技能和態(tài)度教學為一體，加強現(xiàn)場試驗檢測的實習，加深試驗檢測原理的探討，培養(yǎng)學生的綜合能力，為今后的事業(yè)打下堅實的理論和實踐基礎［2］。

2 精選教材，優(yōu)化內容

該專業(yè)課程沒有統(tǒng)一的教材。教研組根據(jù)JTG H12—2015《公路隧道養(yǎng)護技術規(guī)范》及相關的設計、施工、交竣工驗收等規(guī)范的技術要求，結合公路水運工程試驗檢測人員考試用書內容，通過科技查新，了解國內外的隧道與地下工程施工新技術和檢測技術，參考公路工程試驗檢測人員考試用書《隧道》，講授和實踐超前支護技術、圍巖施工質量檢查、開挖質量檢測、施工支護質量檢測、地下工程防排水材料及施工質量檢測、施工監(jiān)控量測、混凝土襯砌質量檢測、運營隧道健康檢測與監(jiān)測技術、隧道施工和運營環(huán)境檢測技術;結合國內外無損檢測技術、超前地質預報技術的工程實例，讓學生了解和掌握國內的發(fā)展前沿;借助網(wǎng)絡延伸到國際工程，培養(yǎng)學生快速適應市場需求和應用的意識。在教材中，將現(xiàn)代檢測技術和傳統(tǒng)檢測技術加以對比分析，增加學生的濃厚興趣。例如，通過力學分析和數(shù)值模擬技術，講解隧道鉆孔檢測和現(xiàn)代無損檢測，體現(xiàn)出現(xiàn)代技術的優(yōu)越性和科技含量，增加學生的理論知識和實用性，為進一步學習和未來工作打下堅實的基礎。增加土木類檢測中共用的檢測技術［3，4］，在其他后續(xù)專業(yè)課程中不用再重復。

3 教學專題分解，創(chuàng)新團隊師資教學模式

傳統(tǒng)教學模式一般是由主講教師按照教學大綱并結合教材章節(jié)進行詳細講解，教師的發(fā)散性思維和擴展教學受到了極大的約束和限制，教師講理論較多，實踐只能停留在課件視頻和圖片上［5］。隧道檢測課程專業(yè)性較強，內容多而雜，知識面要求廣，教師的個人能力和教師團隊的合作要求較高。

在日常教學的基礎上，根據(jù)教師個人研究的縱、橫向課題的不同，結合注冊工程師的要求選擇學術帶頭人，聯(lián)合相關企業(yè)，尤其是與檢測單位持證人員進行溝通，把握前沿技術進行講解。將教學內容進行分解和組合，內容分為以下專題:公路隧道常見超前支護手段、公路隧道施工期間初期支護的質量檢測、公路隧道防排水材料試驗與檢測、公路隧道二次襯砌質量檢測、公路隧道施工監(jiān)控量測、公路隧道施工超前地質預報、公路隧道環(huán)境檢測等。利用團隊教師的課題和工程實踐進行授課，既重視了課程之間邏輯上的聯(lián)系，又消除了重復搭接內容，有利于學生吸收、掌握和應用知識和技術。

在實踐教學中，改變傳統(tǒng)模式，由4名教師組成團隊進行教學。先期主講隧道施工期間的質量檢測和監(jiān)控量測技術;然后進行隧道施工期間超前地質預報和隧道運營期間的土建工程(主要是二次襯砌)的質量檢測技術教學;最后進行隧道運營通風和照明質量檢測技術的教學;除過程試驗技術在校內實驗室外，利用市內地下工程進行現(xiàn)場試驗。這種團隊教學模式效果十分明顯。

4 優(yōu)化組合教學資源，創(chuàng)新以生為本的教學課堂

隧道檢測課程的理論與實踐相結合的特點十分明顯，可利用的教育資源十分豐富，不僅有施工現(xiàn)場可以參觀實習和學習，還可借助網(wǎng)絡資源進行自學?，F(xiàn)場的施工進度與教學進度之間存在明顯差距，并且單一的工程在不同的施工環(huán)境下，不可能同時具備教學所需要的全部條件，不利于學生全面掌握相關知識。另外，隨著注冊考試的深入，為了避免社會上“持證不工作、工作不持證”的掛證現(xiàn)象，注冊考試更加注重現(xiàn)場應用和原理的應用，采用綜合題型，以現(xiàn)場實例中存在的問題、應用的原理、采集數(shù)據(jù)的分析應用等作為考試內容，死記硬背、沒有現(xiàn)場實踐經(jīng)驗考生的考試難度增大。

針對隧道檢測技術中較為通用的儀器設備進行總結性專題授課和實踐。購入該課程中較為常用的現(xiàn)代化設備隧道激光斷面儀和地質雷達，在課堂上講解使用原理的基礎上，在隧道施工現(xiàn)場實踐。在隧道激光斷面儀的使用方面，讓學生掌握激光斷面儀在隧道超欠挖控制、隧道初期支護厚度和二襯厚度檢測、隧道周邊收斂和拱頂下沉測量等方面的應用。在地質雷達應用方面，除了講解較為復雜的原理，還通過現(xiàn)場不同目的測試，讓學生不僅掌握雷達在超前地質預報和無損檢測方面的應用，而且更加明確地質雷達天線頻率與儀器探測深度和精度方面的關系;通過天線矩陣的應用，引申到地質雷達檢測車的應用，由淺入深地引導學生掌握理論知識和應用，培養(yǎng)對儀器的濃厚興趣。土木工程中通用的設備儀器，如回彈儀和裂縫計等，放在專業(yè)課學習中統(tǒng)一講解，避免在其他專業(yè)檢測課程中的重復，節(jié)約教學時間。較貴重的儀器主要是隧道超前地質預報系統(tǒng)，一般在100萬元以上。為了緩解經(jīng)費矛盾，我校購置了TRT超前預報系統(tǒng)，與友鄰單位互換資源，把社會上常用的TSP預報系統(tǒng)和TGP預報系統(tǒng)引入學校，豐富了學生的視野，獲得了較好的教學效果。

團隊教師通過多方收集資料和集體探討，組建CAI課件制作團隊、課外實習團隊和試卷改革團隊等進行教學，將現(xiàn)場的問題帶到課堂上或在現(xiàn)場直接解決，讓學生提前準備課件，自己上臺講授，然后師生一起探討，激發(fā)學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛。學校和相關的檢測單位建立了戰(zhàn)略合作關系，共建學生實習基地，同時利用任課教師和相關教師的項目資源，在現(xiàn)場進行實踐教學。往往在教室中需要講解很久的原理和應用，在現(xiàn)場僅需要幾分鐘就能達到教學目的，學生應用和掌握較快。例如隧道監(jiān)控中的選測項目力學測試中的鋼弦式傳感器的測試、收斂計的應用、錨桿拉拔儀的應用、錨桿注漿飽滿度儀的應用等。隧道開挖的過程一般較為緩慢，有時在現(xiàn)場一周甚至更長時間都看不到現(xiàn)場的進展，這時就可以制作施工動畫進行模擬。有時結合方向教學實例，采用隧道塌方后的現(xiàn)場進行教學，引導學生方向思維在工程施工中引起檢測工作不到位的原因，這不僅激發(fā)了學生的學習興趣，也提高了學生的成本意識，以及材料、力學和管理方面的綜合能力，為今后的工作奠定了更為堅實的基礎，增加了學生的社會責任感和使命感，達到教學改革的目的。

5 創(chuàng)新教學考核模式，培養(yǎng)學生的動手和創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的考核方式主要是以課程出勤率、課程考試成績作為最終的考核方式，容易造成學生死記硬背，出現(xiàn)“考試高分，動手不行”的現(xiàn)象。

在本門課程的先期課程結束后的考試中，采用注冊考試制度相同的方式，閉卷考試。先期分為基礎知識部分和計算部分，試題以注冊考試的歷年真題作為樣題，實行試題庫的方式，減輕了學生死記硬背的壓力，加深了對理論知識的理解和應用，獲得了學生和同行的認可。隨著2013年注冊工程師考試試卷類型的改變，把原來的問答題和計算題改為綜合型試題，更加注重理論和實踐相結合，有效避免了考生死記硬背。根據(jù)這一變化，教學團隊加大了現(xiàn)場操作的考核和綜合能力的培養(yǎng)，將現(xiàn)場操作和試驗室試驗成績計入考核系統(tǒng)，不再沿用一考定終身的一張試卷制度，增加了教師對學生成績的靈活把握程度，給予了學生更大的發(fā)揮空間。具體的操作方法是:1)加大實際操作和綜合能力考核在期末考試成績中的比例。由于新專業(yè)沒有先例可以參考，我們借鑒成熟專業(yè)的經(jīng)驗，將學生劃分為幾個小組，每個小組都由碩士生導師或者博士生導師進行專業(yè)指導，即實行導師制［6］。在專業(yè)導師的帶領下，經(jīng)過現(xiàn)場工程項目檢測或者已有工程項目檢測資料，讓小組成員動手整理成果，形成完整的檢測報告，根據(jù)實際情況和各個小組成員的貢獻給出公平、公正、合理的成績，占考試課程綜合成績的40%。2)鼓勵學生積極參與校內外實驗室的創(chuàng)新型試驗項目或者開放基金項目，積極參加到科研和生產(chǎn)項目中去。公開發(fā)表與課程相關的學術論文或者獲得校級科學技術一等獎以上的學生，允許申請課程免考或者參加由3位專業(yè)老師組成的答辯委員會的審查，通過后亦可獲得免考資格。3)鼓勵學生參加課堂教學實踐，即可以通過學生在課堂上講解，授課教師在臺下進行講評和補充，鍛煉學生的綜合能力。該項考核占課程考核總成績的比例不超過10%。

6 結語

課程改革培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力和探索知識的動力，同時亦培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際和自學的能力，為將來的工作和進一步的深造打下牢固的基礎。通過近6年的學生培養(yǎng)，畢業(yè)學生在注冊檢測考試中的通過率逐年提高，在工程現(xiàn)場的實際操作能力、進一步深造的繼續(xù)學習能力等都明顯提高，得到了用人單位的好評，專業(yè)課程的教學改革初見成效，目前該專業(yè)的就業(yè)率一直都在90%以上(不含考研升學、出國留學和自主創(chuàng)業(yè)等)。

承擔國內外工程、持證執(zhí)業(yè)是本科生畢業(yè)后的必由之路，扎實的基礎和自學能力的培養(yǎng)是注冊制度的基石。針對傳統(tǒng)教學模式進行專業(yè)課的改革是大勢所趨。我校在相關的專業(yè)課教學和實踐中投入了大量的教學資源并實踐了教育改革思路和模式，獲得了學生認可和企業(yè)好評，取得了良好的教學效果。

［1］黃兩旺.新形勢下大學生就業(yè)與社會專業(yè)人才需求研究［J］.西南農(nóng)業(yè)大學學報(社會科學版)，2012，10(6):187-188.

［2］黃娟.“道路工程試驗與檢測”課程整體設計研究［J］.科技創(chuàng)新導報，2013(13):150-151.

［3］董武忠，曹國輝.土木工程專業(yè)實驗教學改革［J］.高教論壇，2004(1):64-66.

［4］蔣永生，李愛群，曹雙寅，等.土木工程專業(yè)培養(yǎng)人才的知識結構與能力結構［J］.高等建筑教育，1999，31(1):34-36.

［5］張志霄，謝曉彧，趙文禮，等.新建專業(yè)在大學科平臺建設背景下的師資隊伍建設淺析［J］.教育教學論壇，2011(26):224-226.

［6］朱長江，劉敏思，何穗.以名師工程為主導大力提升人才培養(yǎng)質量［J］.中國高等教育，2012(18):47-48.