面向智能建造專業(yè)的“土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”改革與探索-以路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)為例

引言自住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》以來，為滿足我國(guó)在土木建筑領(lǐng)域?qū)χ悄芙ㄔ旒夹g(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用的人才需求，教育部自2018年起開始批準(zhǔn)普通高等學(xué)校增加智能建造本科專業(yè)。智能建造專業(yè)以土木工程專業(yè)為基礎(chǔ)，是融合“三化”（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化）和“三算”（算據(jù)、算力、算法）的新一代信息技術(shù)而形成的工程建設(shè)創(chuàng)新型工科專業(yè)［1-2］。智能建造專業(yè)注重多學(xué)科交叉融合，不僅要求該專業(yè)的學(xué)生能解決具體工程問題，還要具有多元化的知識(shí)結(jié)構(gòu)。從知識(shí)結(jié)構(gòu)看，要求智能建造專業(yè)的學(xué)生具有廣闊的知識(shí)面、智能施工設(shè)備和3D打印等土木工程領(lǐng)域新技術(shù)，充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)學(xué)、機(jī)械學(xué)等學(xué)科與土木工程的交叉融合和未來發(fā)展趨勢(shì)［3-4］。同時(shí)，智能建造專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)也需要具備對(duì)工程管理、土木工程等基礎(chǔ)學(xué)科專業(yè)知識(shí)足夠深入的了解［5］。結(jié)合智能建造專業(yè)注重學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，各高校也根據(jù)自身的學(xué)科優(yōu)勢(shì)制訂了相應(yīng)的智能建造專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方案。在眾多的培養(yǎng)方案中，“土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”始終是一門必修的實(shí)踐課程［6-7］。不同于傳統(tǒng)的“土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”課程注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)備去了解各類土木工程材料相關(guān)物理力學(xué)性質(zhì)以及工程結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)的能力，智能建造專業(yè)的“土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上融入了現(xiàn)代化智能設(shè)備開發(fā)與使用和復(fù)雜數(shù)據(jù)智能化處理與挖掘等環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用智能化設(shè)備和技術(shù)解決復(fù)雜工程問題的能力。鑒于此，西南交通大學(xué)巖土工程量測(cè)試驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)以路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)為例，通過開發(fā)探地雷達(dá)（GPR）檢測(cè)路基壓實(shí)度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，以面向?qū)嶋H問題進(jìn)行工程驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的理念，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)完成測(cè)試設(shè)備安裝與調(diào)試、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)與數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)智能處理與解譯等一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程，旨在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，提高學(xué)生采用現(xiàn)代智能測(cè)試裝備開展工程設(shè)計(jì)、建造和檢測(cè)的能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)流程的思考、計(jì)算能力以及學(xué)科交叉融合能力，以適應(yīng)我國(guó)土木建筑領(lǐng)域面向智能化發(fā)展的需求。一、土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)類課程體系分析目前我國(guó)開設(shè)土建專業(yè)的高等院校根據(jù)各自的培養(yǎng)目標(biāo)、師資與教學(xué)資源，建立符合自身培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)課程體系，從整體上而言，實(shí)驗(yàn)類課程體系主要由基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三部分構(gòu)成。其中，基本實(shí)驗(yàn)包括土木工程材料性能測(cè)試、土力學(xué)性能測(cè)試、水力學(xué)測(cè)試等，該類實(shí)驗(yàn)多包含于理論專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容中，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施，使學(xué)生加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的認(rèn)知與理解，該類實(shí)驗(yàn)以材料性能測(cè)試類為主。綜合實(shí)驗(yàn)一般分為結(jié)構(gòu)類綜合實(shí)驗(yàn)、巖土類綜合實(shí)驗(yàn)、道路類綜合實(shí)驗(yàn)和地下隧道類綜合實(shí)驗(yàn)等，課程根據(jù)學(xué)生的專業(yè)方向進(jìn)行選課，主要教授在勘察設(shè)計(jì)、施工建造、施工質(zhì)量檢測(cè)以及運(yùn)營(yíng)期檢測(cè)等過程中需要開展的實(shí)際工程實(shí)驗(yàn)或檢測(cè)內(nèi)容，每一類綜合類實(shí)驗(yàn)中包含多個(gè)子項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，例如巖土類綜合實(shí)驗(yàn)中主要包含地基承載力實(shí)驗(yàn)和樁基完整性測(cè)試實(shí)驗(yàn)等。該教學(xué)內(nèi)容一般安排在主要專業(yè)課完成后的學(xué)期開展，教學(xué)過程多以分組形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)理論講解、實(shí)驗(yàn)流程講解演示、實(shí)驗(yàn)實(shí)操，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析等流程。最后一類自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一般為任選實(shí)驗(yàn)，主要由學(xué)生自主申請(qǐng)，主要包括科研訓(xùn)練項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目三個(gè)子模塊，該類實(shí)驗(yàn)以完成創(chuàng)新性目標(biāo)為導(dǎo)向，通過該課程的開設(shè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的跨課程綜合，培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新的能力。目前，各高校為了提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面的作用，通常以前述的三層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為基礎(chǔ)，通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法等持續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索。隨著我國(guó)現(xiàn)代建筑業(yè)提出了以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級(jí)為動(dòng)力，創(chuàng)新突破相關(guān)核心技術(shù)，加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，形成涵蓋科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、施工裝配、運(yùn)營(yíng)等全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系的要求與發(fā)展方向。高等院校作為產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)基地，必須以產(chǎn)業(yè)的發(fā)展改革為導(dǎo)向，建立符合產(chǎn)業(yè)需求的人才培養(yǎng)體系。目前多數(shù)土木工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)中對(duì)于智能化的融入顯著不足，尚需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方式上做出變革，以適應(yīng)現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)的人才能力需求。二、面向“智能化”的“土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”內(nèi)容改革高校的工程類專業(yè)將科學(xué)性與實(shí)踐性的緊密結(jié)合作為人才培養(yǎng)的固有要求，在制訂智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)方案的過程中，除了進(jìn)行理論教學(xué)外，還需設(shè)置豐富的實(shí)驗(yàn)類課程。實(shí)驗(yàn)類課程的設(shè)計(jì)、制定和實(shí)施是智能建造專業(yè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)，需要從多維度、多角度、多時(shí)間段向?qū)W生傳授相關(guān)專業(yè)知識(shí)。（一）改革的目標(biāo)與方向智能化的土木工程是多專業(yè)融合的行業(yè)，需要從業(yè)人員掌握土木工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和工程管理等專業(yè)的知識(shí)。該專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)能熟練掌握土木工程專業(yè)的基本知識(shí)，精通工程結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)原理、構(gòu)件生產(chǎn)和施工技術(shù)，能夠應(yīng)用相關(guān)計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言和工程建造的一般機(jī)械和控制工程原理，完成現(xiàn)代土木工程的智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能施工和全過程運(yùn)行維護(hù)管理的行業(yè)人才。因此，土木工程實(shí)驗(yàn)類課程的教學(xué)方面應(yīng)當(dāng)以土木工程行業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)，以土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)為載體，充分考慮現(xiàn)代智能化技術(shù)在土木工程檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等工作中的應(yīng)用，將智能化的元素融入教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在掌握專業(yè)實(shí)驗(yàn)理論原理和技術(shù)流程的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)使用人工智能技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)開發(fā)、提升工作效率的能力。土木工程實(shí)驗(yàn)課程體系較適用于綜合類實(shí)驗(yàn)和自主創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)。（二）改革需要遵循的原則1.以傳統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)體系為根本。智能建造專業(yè)是從傳統(tǒng)土木工程專業(yè)中衍生出來的新興學(xué)科。只有扎實(shí)掌握土木工程的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，如三大力學(xué)（理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）等，將智能建造元素與相關(guān)理論緊密結(jié)合，并以此為基礎(chǔ)，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，才能更好地開設(shè)智能建造這一新專業(yè)。2.面向建筑工業(yè)實(shí)際需求。土木工程是面向工程實(shí)踐需求的專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革必須與現(xiàn)代工程建設(shè)產(chǎn)業(yè)需求相吻合，新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容需要源于工程現(xiàn)場(chǎng)需求，且在工程中開始推廣應(yīng)用，切忌片面追求“智能化”，脫離實(shí)際工程需要。因此，在制訂智能建造專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)方案時(shí)，需要邀請(qǐng)一線技術(shù)人員參與其中，讓用人單位提出人才培養(yǎng)方面的需求，根據(jù)企業(yè)和學(xué)生走上工作崗位后的反饋，來改進(jìn)培養(yǎng)方案。3.融入智能化元素。智能建造主要通過引入人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等技術(shù)到傳統(tǒng)的土木工程建設(shè)中，從而實(shí)現(xiàn)更高效和更安全的工程建造。因此，智能建造專業(yè)的培養(yǎng)方案中勢(shì)必要增加具有智能建造特點(diǎn)和方向的教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)智能化改革的主要內(nèi)容與方法1.面向行業(yè)發(fā)展需求，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。通過走訪調(diào)研智能建造、建造自動(dòng)化相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，以及國(guó)內(nèi)著名的在智能建造方面走在前列的土木施工企業(yè)、智能建造工地現(xiàn)場(chǎng)，充分了解目前土木工程行業(yè)內(nèi)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，特別關(guān)注智能化工程檢測(cè)技術(shù)與裝備在建筑工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，建立土木工程智能化實(shí)驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)與裝備數(shù)據(jù)庫(kù)，通過對(duì)比分析既有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系內(nèi)容的差距，確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中面向智能化的更新升級(jí)內(nèi)容。智能建造專業(yè)是最近一兩年內(nèi)才開設(shè)的新專業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科交叉專業(yè)，要融合多項(xiàng)高新技術(shù)，由于工程中的智能化實(shí)驗(yàn)與監(jiān)測(cè)的對(duì)象、檢測(cè)流程以及設(shè)備通常不具備在實(shí)驗(yàn)室有限課時(shí)內(nèi)完成的基本條件，因此很多新的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，需要教師來設(shè)計(jì)、研制設(shè)備，不大可能直接從教學(xué)儀器公司購(gòu)買。鼓勵(lì)教師積極研發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，并投入多方力量參與配合具有重要意義。2.針對(duì)智能化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為中心，授課方式較為單一。智能建造專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)充分利用雨課堂、學(xué)習(xí)通等智慧教學(xué)平臺(tái)，在講解+室內(nèi)實(shí)操的傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，將教學(xué)課程劃分為課前、課中、課后和實(shí)踐四個(gè)階段，并提出了“線上+線下+思政+虛擬+實(shí)訓(xùn)”的多元混合式教學(xué)模式。在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中將多媒體教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)等手段加以合理利用，著重培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。此外，在設(shè)計(jì)創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，需要注意可控性和可操作性。尤其是在創(chuàng)新制作型的實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師應(yīng)注意項(xiàng)目可行性的把控，確保學(xué)生不會(huì)因項(xiàng)目工作量過大，而無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。3.以開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為載體，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力。主要以課后作業(yè)的形式，增加探究性的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)以人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等為解決方案的開放式問題，指導(dǎo)學(xué)生采用各類智能化的設(shè)備與工具，完成實(shí)驗(yàn)問題的建模、分析等步驟。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)創(chuàng)新，增強(qiáng)學(xué)生自主開發(fā)采用人工智能、大數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)手段解決工程中實(shí)際問題的能力，積極引導(dǎo)學(xué)生的興趣，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練的空間。三、實(shí)例：路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)（一）路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)發(fā)展路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)是土木工程專業(yè)道路方向一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要開展基于灌砂法的壓實(shí)度測(cè)試。由于該方法耗時(shí)長(zhǎng)、檢測(cè)精度低，近年來探地雷達(dá)在路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)中得到了較多應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者基于探地雷達(dá)檢測(cè)對(duì)路基填料的壓實(shí)質(zhì)量評(píng)價(jià)開展一系列研究，證實(shí)了該方法的可行性與準(zhǔn)確性［8-9］。（二）面向?qū)嶒?yàn)教學(xué)的路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)探地雷達(dá)系統(tǒng)是依據(jù)電磁脈沖反射原理設(shè)計(jì)的。發(fā)射端產(chǎn)生寬帶、高頻脈沖電磁波，經(jīng)由發(fā)射天線射入路面系統(tǒng)。路基填料的密實(shí)度不同時(shí)，其介電特性也會(huì)變化，隨著壓實(shí)度的增大，路基填料的介電常數(shù)也隨之增大。因此不同壓實(shí)度的路基接收到的波形特征產(chǎn)生差異。通過波形的差異性解析出路基填料的介電常數(shù)，繼而根據(jù)介電常數(shù)與路基壓實(shí)度的定量關(guān)系確定路基的壓實(shí)度。西南交通大學(xué)巖土工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套探地雷達(dá)（GPR）路基壓實(shí)度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模擬系統(tǒng)，主要由分區(qū)段式分層路基模型、可移動(dòng)式探地雷達(dá)、數(shù)據(jù)處理與解譯系統(tǒng)三部分組成。其中，分區(qū)段式分層路基模型在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)根據(jù)實(shí)際工程的材料與結(jié)構(gòu)特征構(gòu)建縮尺模型，模型分為三個(gè)區(qū)段，每一區(qū)段的基床結(jié)構(gòu)分布和壓實(shí)信息由教師團(tuán)隊(duì)掌握?？梢苿?dòng)式探地雷達(dá)由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線、分離器等組成，可以和電腦連接，通過電腦終端完成數(shù)據(jù)處理與解譯。教研團(tuán)隊(duì)自行開發(fā)設(shè)計(jì)了一套面向智能建造專業(yè)路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理與解譯系統(tǒng)。該系統(tǒng)中開發(fā)了設(shè)置時(shí)窗、靜態(tài)校正、增益處理、背景去除、濾波處理等可程序化組合的數(shù)據(jù)處理模塊。學(xué)生可根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)的處理需求，對(duì)不同模塊進(jìn)行組合，完成數(shù)據(jù)的處理。學(xué)生也可根據(jù)該系統(tǒng)提供的自主開發(fā)接口編寫新的計(jì)算程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。最后針對(duì)處理后的波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯，獲得對(duì)應(yīng)的介電常數(shù)，最終得到路基的壓實(shí)度。（三）路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)以路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例介紹該課程的組織實(shí)施全過程（如圖1）。首先通過典型的路基病害事故案例引發(fā)學(xué)生對(duì)路基壓實(shí)度問題的關(guān)注，逐步培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)、工程意識(shí)和行業(yè)規(guī)范意識(shí)。隨后向?qū)W生講解路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)，演示實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法，并指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集及處理等工作。最終達(dá)到用理論知識(shí)和工程實(shí)踐解決實(shí)際工程問題的目的，實(shí)現(xiàn)本課程的培養(yǎng)目標(biāo)。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程如下。圖1路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織實(shí)施流程1.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)開始前，要求學(xué)生提前熟悉探地雷達(dá)設(shè)備的工作流程，以及數(shù)據(jù)處理與解譯系統(tǒng)的運(yùn)行流程和各個(gè)數(shù)據(jù)模塊的功能。在正式開展實(shí)驗(yàn)操作前，教師組織各小組成員根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行有序的分工，隨后向?qū)W生介紹路基模型的組構(gòu)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全使用方法。2.實(shí)驗(yàn)實(shí)操過程實(shí)施。探地雷達(dá)實(shí)驗(yàn)研究流程主要包括測(cè)線、檢測(cè)點(diǎn)的布設(shè)和波動(dòng)數(shù)據(jù)的采集，實(shí)驗(yàn)的具體流程如下：（1）布置測(cè)線。指導(dǎo)學(xué)生沿垂直于路基模型長(zhǎng)度的方向等間距布設(shè)測(cè)線。（2）布設(shè)檢測(cè)點(diǎn)。在每一條測(cè)線上選擇三個(gè)點(diǎn)位作為壓實(shí)度檢測(cè)點(diǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與數(shù)據(jù)采集。隨后讓學(xué)生調(diào)試探地雷達(dá)設(shè)備，完成調(diào)試后驅(qū)動(dòng)探地雷達(dá)沿各條測(cè)線開展測(cè)試。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理。指導(dǎo)學(xué)生將采集到的波動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸至電腦終端，隨后采用自主研發(fā)的數(shù)據(jù)處理與解譯系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所采集波動(dòng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，選擇處理系統(tǒng)中所包含的功能模塊進(jìn)行程序化組合，形成各自的數(shù)據(jù)處理程序，完成檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理，計(jì)算出不同層位路基填料的介電常數(shù)，最終根據(jù)介電常數(shù)與壓實(shí)度的定量關(guān)系確定路基的壓實(shí)度，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個(gè)過程。4.課后鞏固與拓展學(xué)習(xí)。課后練習(xí)是鞏固學(xué)習(xí)效果、檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)掌握程度的有效辦法。為了使學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及操作方法的理解，從而進(jìn)一步掌握相關(guān)理論知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，教研組設(shè)計(jì)了探地雷達(dá)（GPR）智能檢測(cè)路基壓實(shí)度實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)操作過程的課后練習(xí)題，用于鞏固和檢驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的授課效果，使學(xué)生進(jìn)一步掌握相關(guān)理論及實(shí)驗(yàn)操作方法。為了進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生數(shù)據(jù)智能挖掘與計(jì)算機(jī)編程思維，基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的路基壓實(shí)質(zhì)量智能檢測(cè)數(shù)據(jù)處理與解譯系統(tǒng)中的自主開發(fā)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生通過該系統(tǒng)提供的自主開發(fā)接口編寫調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能手段對(duì)探地雷達(dá)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘處理，進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)檢測(cè)效率。結(jié)語(yǔ)智能建造專業(yè)致力于培養(yǎng)熟練掌握土木工程基礎(chǔ)知識(shí)、精通智能化技術(shù)的創(chuàng)新復(fù)合型人才。傳統(tǒng)的“土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”已不能滿足智