“隧道检测与处置技术”课程教学改革与实践研究

李 明* ，胡 君

(重庆交通大学 土木建筑学院，重庆 400074)

我国的隧道建设在总里程、隧道总座数等方面居世界第一，如何保证该类工程建设和运营养护阶段的质量，成为建设者和管理者面临的一大挑战。建设和养护任务不仅需要资金和技术的投入，更需要数以万计的基层高技能人才，尤其是掌握现代检测技术的工程师。目前我国隧道专业人才队伍结构不尽合理，与我国的交通事业快速发展的人才需求的现实不适应，制约了我国交通事业的发展。原国家交通部1998年以来颁布了《公路水运工程试验检测人员资质管理暂行办法》《公路水运工程试验检测管理办法》和《公路水运工程试验检测人员考试办法》等规章制度，启动了注册检测人员考试制度，并于2007年组织了第一次过渡考试，自2009年以来一共组织了7次全国统一考试，一定程度上弥补了国内隧道检测人员的空缺。

当前的注册执业资格考试制度对公路试验检测人员的职业能力和水平提出了更新、更高的要求。高校需要培养出具备较高专业素质和技能的人才，才能适应注册制度和市场需求。

“隧道检测与处置技术”在全国高校中开设较少，属于冷门专业课程和新兴课程。重庆交通大学根据市场需求和需要，申办了检测专业，开设了“隧道检测与处置技术”课程，教学团队结合自身教学优势特色和市场需求，搭设平台，积极探索新的教育与实践模式，进行了改革与大胆创新，并在实践中加以运用，取得了较好的效果。

1 制定课程培养目标

该课程的培养目标就是在教师讲解课程基础知识，学生掌握基本理论知识的基础上［1］，把试验检测新工艺、新技术融入课程中去，结合国家行业现行试验规程，通过模拟、类比、仿真等项目教学，融知识、技能和态度教学为一体，加强现场试验检测的实习，加深试验检测原理的探讨，培养学生的综合能力，为今后的事业打下坚实的理论和实践基础［2］。

2 精选教材，优化内容

该专业课程没有统一的教材。教研组根据JTG H12—2015《公路隧道养护技术规范》及相关的设计、施工、交竣工验收等规范的技术要求，结合公路水运工程试验检测人员考试用书内容，通过科技查新，了解国内外的隧道与地下工程施工新技术和检测技术，参考公路工程试验检测人员考试用书《隧道》，讲授和实践超前支护技术、围岩施工质量检查、开挖质量检测、施工支护质量检测、地下工程防排水材料及施工质量检测、施工监控量测、混凝土衬砌质量检测、运营隧道健康检测与监测技术、隧道施工和运营环境检测技术;结合国内外无损检测技术、超前地质预报技术的工程实例，让学生了解和掌握国内的发展前沿;借助网络延伸到国际工程，培养学生快速适应市场需求和应用的意识。在教材中，将现代检测技术和传统检测技术加以对比分析，增加学生的浓厚兴趣。例如，通过力学分析和数值模拟技术，讲解隧道钻孔检测和现代无损检测，体现出现代技术的优越性和科技含量，增加学生的理论知识和实用性，为进一步学习和未来工作打下坚实的基础。增加土木类检测中共用的检测技术［3，4］，在其他后续专业课程中不用再重复。

3 教学专题分解，创新团队师资教学模式

传统教学模式一般是由主讲教师按照教学大纲并结合教材章节进行详细讲解，教师的发散性思维和扩展教学受到了极大的约束和限制，教师讲理论较多，实践只能停留在课件视频和图片上［5］。隧道检测课程专业性较强，内容多而杂，知识面要求广，教师的个人能力和教师团队的合作要求较高。

在日常教学的基础上，根据教师个人研究的纵、横向课题的不同，结合注册工程师的要求选择学术带头人，联合相关企业，尤其是与检测单位持证人员进行沟通，把握前沿技术进行讲解。将教学内容进行分解和组合，内容分为以下专题:公路隧道常见超前支护手段、公路隧道施工期间初期支护的质量检测、公路隧道防排水材料试验与检测、公路隧道二次衬砌质量检测、公路隧道施工监控量测、公路隧道施工超前地质预报、公路隧道环境检测等。利用团队教师的课题和工程实践进行授课，既重视了课程之间逻辑上的联系，又消除了重复搭接内容，有利于学生吸收、掌握和应用知识和技术。

在实践教学中，改变传统模式，由4名教师组成团队进行教学。先期主讲隧道施工期间的质量检测和监控量测技术;然后进行隧道施工期间超前地质预报和隧道运营期间的土建工程(主要是二次衬砌)的质量检测技术教学;最后进行隧道运营通风和照明质量检测技术的教学;除过程试验技术在校内实验室外，利用市内地下工程进行现场试验。这种团队教学模式效果十分明显。

4 优化组合教学资源，创新以生为本的教学课堂

隧道检测课程的理论与实践相结合的特点十分明显，可利用的教育资源十分丰富，不仅有施工现场可以参观实习和学习，还可借助网络资源进行自学。现场的施工进度与教学进度之间存在明显差距，并且单一的工程在不同的施工环境下，不可能同时具备教学所需要的全部条件，不利于学生全面掌握相关知识。另外，随着注册考试的深入，为了避免社会上“持证不工作、工作不持证”的挂证现象，注册考试更加注重现场应用和原理的应用，采用综合题型，以现场实例中存在的问题、应用的原理、采集数据的分析应用等作为考试内容，死记硬背、没有现场实践经验考生的考试难度增大。

针对隧道检测技术中较为通用的仪器设备进行总结性专题授课和实践。购入该课程中较为常用的现代化设备隧道激光断面仪和地质雷达，在课堂上讲解使用原理的基础上，在隧道施工现场实践。在隧道激光断面仪的使用方面，让学生掌握激光断面仪在隧道超欠挖控制、隧道初期支护厚度和二衬厚度检测、隧道周边收敛和拱顶下沉测量等方面的应用。在地质雷达应用方面，除了讲解较为复杂的原理，还通过现场不同目的测试，让学生不仅掌握雷达在超前地质预报和无损检测方面的应用，而且更加明确地质雷达天线频率与仪器探测深度和精度方面的关系;通过天线矩阵的应用，引申到地质雷达检测车的应用，由浅入深地引导学生掌握理论知识和应用，培养对仪器的浓厚兴趣。土木工程中通用的设备仪器，如回弹仪和裂缝计等，放在专业课学习中统一讲解，避免在其他专业检测课程中的重复，节约教学时间。较贵重的仪器主要是隧道超前地质预报系统，一般在100万元以上。为了缓解经费矛盾，我校购置了TRT超前预报系统，与友邻单位互换资源，把社会上常用的TSP预报系统和TGP预报系统引入学校，丰富了学生的视野，获得了较好的教学效果。

团队教师通过多方收集资料和集体探讨，组建CAI课件制作团队、课外实习团队和试卷改革团队等进行教学，将现场的问题带到课堂上或在现场直接解决，让学生提前准备课件，自己上台讲授，然后师生一起探讨，激发学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛。学校和相关的检测单位建立了战略合作关系，共建学生实习基地，同时利用任课教师和相关教师的项目资源，在现场进行实践教学。往往在教室中需要讲解很久的原理和应用，在现场仅需要几分钟就能达到教学目的，学生应用和掌握较快。例如隧道监控中的选测项目力学测试中的钢弦式传感器的测试、收敛计的应用、锚杆拉拔仪的应用、锚杆注浆饱满度仪的应用等。隧道开挖的过程一般较为缓慢，有时在现场一周甚至更长时间都看不到现场的进展，这时就可以制作施工动画进行模拟。有时结合方向教学实例，采用隧道塌方后的现场进行教学，引导学生方向思维在工程施工中引起检测工作不到位的原因，这不仅激发了学生的学习兴趣，也提高了学生的成本意识，以及材料、力学和管理方面的综合能力，为今后的工作奠定了更为坚实的基础，增加了学生的社会责任感和使命感，达到教学改革的目的。

5 创新教学考核模式，培养学生的动手和创新能力

传统的考核方式主要是以课程出勤率、课程考试成绩作为最终的考核方式，容易造成学生死记硬背，出现“考试高分，动手不行”的现象。

在本门课程的先期课程结束后的考试中，采用注册考试制度相同的方式，闭卷考试。先期分为基础知识部分和计算部分，试题以注册考试的历年真题作为样题，实行试题库的方式，减轻了学生死记硬背的压力，加深了对理论知识的理解和应用，获得了学生和同行的认可。随着2013年注册工程师考试试卷类型的改变，把原来的问答题和计算题改为综合型试题，更加注重理论和实践相结合，有效避免了考生死记硬背。根据这一变化，教学团队加大了现场操作的考核和综合能力的培养，将现场操作和试验室试验成绩计入考核系统，不再沿用一考定终身的一张试卷制度，增加了教师对学生成绩的灵活把握程度，给予了学生更大的发挥空间。具体的操作方法是:1)加大实际操作和综合能力考核在期末考试成绩中的比例。由于新专业没有先例可以参考，我们借鉴成熟专业的经验，将学生划分为几个小组，每个小组都由硕士生导师或者博士生导师进行专业指导，即实行导师制［6］。在专业导师的带领下，经过现场工程项目检测或者已有工程项目检测资料，让小组成员动手整理成果，形成完整的检测报告，根据实际情况和各个小组成员的贡献给出公平、公正、合理的成绩，占考试课程综合成绩的40%。2)鼓励学生积极参与校内外实验室的创新型试验项目或者开放基金项目，积极参加到科研和生产项目中去。公开发表与课程相关的学术论文或者获得校级科学技术一等奖以上的学生，允许申请课程免考或者参加由3位专业老师组成的答辩委员会的审查，通过后亦可获得免考资格。3)鼓励学生参加课堂教学实践，即可以通过学生在课堂上讲解，授课教师在台下进行讲评和补充，锻炼学生的综合能力。该项考核占课程考核总成绩的比例不超过10%。

6 结语

课程改革培养了学生解决实际问题的能力和探索知识的动力，同时亦培养了学生理论联系实际和自学的能力，为将来的工作和进一步的深造打下牢固的基础。通过近6年的学生培养，毕业学生在注册检测考试中的通过率逐年提高，在工程现场的实际操作能力、进一步深造的继续学习能力等都明显提高，得到了用人单位的好评，专业课程的教学改革初见成效，目前该专业的就业率一直都在90%以上(不含考研升学、出国留学和自主创业等)。

承担国内外工程、持证执业是本科生毕业后的必由之路，扎实的基础和自学能力的培养是注册制度的基石。针对传统教学模式进行专业课的改革是大势所趋。我校在相关的专业课教学和实践中投入了大量的教学资源并实践了教育改革思路和模式，获得了学生认可和企业好评，取得了良好的教学效果。

［1］黄两旺.新形势下大学生就业与社会专业人才需求研究［J］.西南农业大学学报(社会科学版)，2012，10(6):187-188.

［2］黄娟.“道路工程试验与检测”课程整体设计研究［J］.科技创新导报，2013(13):150-151.

［3］董武忠，曹国辉.土木工程专业实验教学改革［J］.高教论坛，2004(1):64-66.

［4］蒋永生，李爱群，曹双寅，等.土木工程专业培养人才的知识结构与能力结构［J］.高等建筑教育，1999，31(1):34-36.

［5］张志霄，谢晓彧，赵文礼，等.新建专业在大学科平台建设背景下的师资队伍建设浅析［J］.教育教学论坛，2011(26):224-226.

［6］朱长江，刘敏思，何穗.以名师工程为主导大力提升人才培养质量［J］.中国高等教育，2012(18):47-48.