智能检测融入土木工程教学的应用型人才培养模式分析

安装工程测试与人工智能结合而生的智能测试技术在土木安装工程领域的应用日趋广泛，具备宽广的发展前景，是土木安装工程应用型人才还要把握的一项重要技术。智能测试融入土木安装工程教学的应用型人才培养机制建立包含智能测试师资轮训、智能测试融入理论课程、智能测试融入实践课程、智能检测教学与安装工程实践相结合四个方面。以模糊综合评价和师生问卷调查的方法衡量，该人才培养机制应用疗效为优良。 #

关键词:智能测试;人才培养机制;土木安装工程专业;模糊评价

近些年来，安装工程测试与人工智能相结合衍生出的智能测试技术在建筑安装工程、公路安装工程和公路安装工程领域的应用日益展开。应用型硕士高校土木安装工程(轨道交通方向)专业的师生结业后主要从事公路和铁路安装工程设计、建造和维护保养等方面的工作，安装工程结构检测是工作中的重要方面。智能测试成为安装工程测试的新技术和发展方向，大学还要对智能测试融入土木安装工程教学的应用型人才培养机制进行探求。许多大学已开办安装工程结构实验和安装工程结构测试加固等传统类的结构测试课程，讲课内容大多集中于应变、变形、裂缝和结构硬度检测［1］等方面，教学变革研究也集中在传统的测试类课程［2－3］。近些年来，智能测试技术渐渐得到发展，但因为缺少智能测试师资力量等诱因，部份大学在智能测试技术方面的课程建设和人才培养机制仍未确立上去。要培养创新型、应用型、技能型的土木安装工程(轨道交通方向)专业人才，就应当将新兴的智能测试技术讨教给中学生。为此道路工程检测技术，有必要对智能测试融入土木安装工程教学的应用型人才培养机制进行研究和评价。 #

一、智能测试融入土木安装工程教学的必要性 #

(一)智能测试是安装工程检查重要的发展方向

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智能测试是牵涉土木安装工程、物理、电子和计算机等多学科的综合性技术。将无损检验设备与人工智能相结合开发的智能测试技术，可降低人对测试结果的干扰，提高测试所需的人工，提升工作效率，保证测试结果的牢靠性，实现测量过程和结果评价的手动化与智能化。智能测试与传统测试相比具备工作效率高、数据管理简便等特点，近些年来在土木安装工程领域广泛应用，是安装工程检查重要的发展方向。

(二)安装工程检测技术是土木安装工程专业的师生还要培养的重要能力 #

土木安装工程专业的师生在校学习的专业课程包括理论课和实践课，土木安装工程检测技术是重要的实践性教学环节［4］。土木安装工程(轨道交通方向)专业的结业生还要把握公路、桥梁和竖井的通常技术及测量实验的基本技巧，还要具有常规安装工程检测仪器的应用能力。安装工程测试设备的使用技术是该专业师生还要学习的重要内容。为此，班主任还要将智能测试融入课程教学，使师生进一步把握该项技术。 #

(三)应用型人才培养机制要求教学与安装工程实践发展密切结合 #

土木安装工程专业应用型人才培养机制的主要特点是应用型、技能型、产教融合［5］。将安装工程现场日趋广泛应用的智能测试技术融入课程教学，是教学与安装工程实践密切结合的重要展现。讨教师生智能测试技术，师生所学技术能实际应用到工作中，是培养应用型人才的展现。中学生学习把握智能测试设备的操作方法和使用方式，是培养技能型人才的表现。中学与智能测试单位合作，通过安装工程测试案例现场教学实现产教融合。应用型人才培养机制要求大学将安装工程实践的最新发展成果融入课程教学。 #

二、智能测试融入教学的应用型人才培养机制建立 #

(一)智能测试师资轮训

智能测试融入专业教学，还要较强的专业师资力量，而现在部份班主任在智能测试方面理论水平颇佳、实操技能缺少。师资轮训可通过以下方面举行:抽调专业班主任到测试基地进行实训，把握与本专业课程相关的智能测试设备的操作步骤;通过网路课程、设备操作视频等学习使用智能测试设备;组织智能测试师资轮训专题技术座谈会，约请安装工程测试相关大学、科研、施工和测试单位人员，思考智能测试技术的应用，探求智能测试技术进课堂的教学方式等。 #

(二)智能测试融入理论课程 #

智能测试设备种类繁杂，师生在有限的时间内未能全部把握。班主任应选用与土木安装工程(轨道交通方向)专业课程和今后工作内容紧密相关的几套测试设备，开发与教学内容匹配的教学案例，在理论课程教学中穿插讲授。融入理论课程讲授的智能测试设备见表1。坝体低应变测量仪可测试桩身完整性，判断桩身缺陷程度和位置，判定桩端持力层状况，在基础安装工程课程中的拱圈部份讲授。孔道灌浆密实度品质测试仪可测量现浇管线灌浆的施工品质，在施工技术课程中的简支水泥施工部份讲授。无砟轨道多功能无损检验仪可测试无砟轨道的裂痕、损伤和脱空等虫害，与轨道交通安装工程导论课程结合密切，穿插在该课程中的无砟轨道部份讲授。落球式回弹挠度检测仪可检测软黏土、砂土、碎石土、水泥稳定土、沥青水泥等的回弹泊松比，应适于公路桥面、路面基层回弹挠度的检测，在桥面安装工程课程中讲授。现浇水泥梁多功能测试仪可测量水泥浇注品质、锚下有效简支、预应力管线注浆密实度等，广泛应适于现浇水泥梁和现浇锚杆(杆)的测试，在桥梁安装工程课程的下部结构部份讲授。竖井渡槽冲击杂波声频测试仪可测量水泥拱圈与泥岩之间的空洞、衬砌结构长度、混凝土挡墙的内部缺陷等，在竖井安装工程课程的渡槽结构部份讲授。穿插在理论课程中的每位智能测试设备教学，还要1～2个课时，简略讲解设备的测试原理，重点突出设备的操作步骤，通过操作视频、现场相片等方法加强师生对操作方式的理解与把握。 #

(三)智能测试融入实践课程 #

师生在理论课程学校习若干智能测试设备的操作方式后，还要在相应的实践课程中对该设备进行实战练习，以增加设备实战能力。因而，将智能测试融入实践课程变得尤为重要。土木安装工程结构实验是将智能测试融入其中的重要实践课程。在该课程中，师生实际操作现浇水泥梁多功能检测仪、落球式回弹挠度检测仪等设备，对安装工程结构进行测试，增加设备操作能力。将智能测试作为师生结业论文选题的一个方向，才能使师生系统学习该技术，以便将智能测试技术的把握提高到新的高度。如土木安装工程(轨道交通方向)专业的一位结业生以“智能无损检验技术在公路桥面安装工程中的应用”作为结业论文选题，经过班主任指导，对落球式回弹挠度检测仪的测量原理、使用方式和数据处理才能熟练把握。在顶岗见习过程中，师生在安装工程见习现场可以实际操作智能测试设备，对智能测试在安装工程中的应用有更深入的理解。

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(四)智能测试教学与安装工程实践相结合

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智能测试教学结合安装工程实践包括三个方面:中学生现场视察学习、实习实训、顶岗实践。在理论课程讲授智能测试设备以后，本专业班主任率领土木安装工程(轨道交通方向)专业的师生到相关测试项目的安装工程现场视察学习，如参访学习套筒注浆密实度测量。安装工程测试企业抽调充满经验的安装工程技术人员现场给中学生讲解测试方式，指导师生见习实训，例如现场指导桥面回弹挠度测试。以后，师生参与企业的安装工程测试项目，亲自操作测试仪器，记录并剖析数据，在顶岗实践中巩固所学的智能测试知识。智能测试教学在视察学习、实习实训和顶岗实践三个方面与安装工程实践相结合，能让师生加深对智能测试知识的理解、掌握安装工程实践中智能测试的应用技术，取得良好的教学疗效。 #

三、智能测试融入教学的应用型人才培养机制评价

(一)模糊综合评价 #

1．推行诱因集诱因集是智能测试融入土木安装工程教学人才培养机制应用疗效影响诱因的一个集合。根据对该人才培养机制的构建，确定影响诱因，从而构建诱因集为u={u1、u2、u3、u4}，见表2。2．推行评价集按照对该人才培养机制的剖析，确立该机制应用疗效的评价集V={v1、v2、v3、v4}，见表3。3．推行模糊评价矩阵选用土木安装工程大学理论班主任、实验班主任、学生管理班主任和土木安装工程(轨道交通方向)专业的师生共计20名，对该人才培养机制的四个影响诱因的应用疗效分别进行评价。单诱因评价结果统计见表4。表4中，第i行第j列的数字表示:在选定的20名评价人员中，觉得诱因ui作用会造成该人才培养机制应用疗效为vj的数量。如第1行第2列的数字5表示:在20个评价人员中，有5人觉得，智能测试师资轮训(u1)会造成该人才培养机制的应用疗效是“中”(v2)。在表4的基础上，估算第i行第j列表示的数量占总数量的比列，得到隶属度，确定模糊评价矩阵Ｒ为4．推行诱因权重集为了反映以上四个影响诱因在应用疗效评价目标中不同的地位和作用，需完善诱因权重集，选用层次剖析法确定各诱因权重。对诱因权重集中各诱因两两比较，推行判定矩阵C为其中，cij表示诱因i和诱因j相对于评价目标的重要程度。cij选用常用的“1～9标度法”［6］确定。依据影响该人才培养机制应用疗效各诱因的相对重要性程度，构造判定矩阵为求出矩阵C的最大特性值ymax和其相应的特性向量A，即CA=ymaxA，则A的份量即为相应n个诱因的权重。经检测，满足一致性要求［7］。求得的权重集为A'=(0．07，0．36，0．36，0．2)。5．模糊综合评价进行模糊变换B=A×Ｒ，归一化处理后，使其满足∑bi=1，得到评价结果集B'为B'=(0．050道路工程检测技术，0．149，0．365，0．436)。按照最大隶属度原则，将B'元素中最大者确定为评价结果分级。经过模糊综合评价，智能测试融入土木安装工程教学的应用型人才培养机制的应用疗效为“优”。 #