2025年面向智能建造专业的“土木工程实验教学”改革与探索——以路基压实质量检测为例.pdfVIP

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。——李白

面向智能建造专业的“土木工程实验教学”改

革与探索——以路基压实质量检测为例

引言

自住房和城乡建设部等十三部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化

协同发展的指导意见》以来，为满足我国在土木建筑领域对智能建造技术与产业

发展应用的人才需求，教2025年起开始批准普通高等学校增加智能建造

本科专业。智能建造专业以土木工程专业为基础，是融合三化“”（数字化、网络

化和智能化）和三算“”（算据、算力、算法）的新一代信息技术而形成的工程建

设创新型工科专业［1-2］。

智能建造专业注重多学科交叉融合，不仅要求该专业的学生能解决具体工程

问题，还要具有多元化的知识结构。从知识结构看，要求智能建造专业的学生具

有广阔的知识面、智能施工设备和3D打印等土木工程领域新技术，充分体现了

计算机学、机械学等学科与土木工程的交叉融合和未来发展趋势［3-4］。同时，

智能建造专业学生的知识结构也需要具备对工程管理、土木工程等基础学科专业

知识足够深入的了解［5］。结合智能建造专业注重学科交叉融合的特点，各高

校也根据自身的学科优势制订了相应的智能建造专业学生培养方案。在众多的培

养方案中，土木工程实验教学“”始终是一门必修的实践课程［6-7］。不同于传

统的土木工程实验教学“”课程注重培养学生应用实验设备去了解各类土木工程

材料相关物理力学性质以及工程结构受力特点的能力，智能建造专业的土木工“

程实验教学”在传统实验教学的基础上融入了现代化智能设备开发与使用和复杂

数据智能化处理与挖掘等环节，着重培养学生应用智能化设备和技术解决复杂工

程问题的能力。

鉴于此，西南交通大学岩土工程量测试验教学团队以路基压实质量检测试验

为例，通过开发探地雷达（GPR）检测路基压实度检测实验模拟实验教学系统，

以面向实际问题进行工程驱动式教学的理念，引导学生应用实验模拟系统完成测

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

试设备安装与调试、监测点位布设与数据采集、数据智能处理与解译等一系列实

验教学流程，旨在培养学生解决复杂工程问题的能力，提高学生采用现代智能测

试装备开展工程设计、建造和检测的能力，培养学生对于实验流程的思考、计算

能力以及学科交叉融合能力，以适应我国土木建筑领域面向智能化发展的需求。

一、土木工程专业实验类课程体系分析

目前我国开设土建专业的高等院校根据各自的培养目标、师资与教学资源，

建立符合自身培养目标的实验课程体系，从整体上而言，实验类课程体系主要由

基本实验、综合实验和自主创新实验三部分构成。其中，基本实验包括土木工程

材料性能测试、土力学性能测试、水力学测试等，该类实验多包含于理论专业课

程的教学内容中，通过实验教学内容的实施，使学生加深对专业理论知识的认知

与理解，该类实验以材料性能测试类为主。综合实验一般分为结构类综合实验、

岩土类综合实验、道路类综合实验和地下隧道类综合实验等，课程根据学生的专

业方向进行选课，主要教授在勘察设计、施工建造、施工质量检测以及运营期检

测等过程中需要开展的实际工程实验或检测内容，每一类综合类实验中包含多个

子项目实验，例如岩土类综合实验中主要包含地基承载力实验和桩基完整性测试

实验等。该教学内容一般安排在主要专业课完成后的学期开展，教学过程多以分

组形式进行实验理论讲解、实验流程讲解演示、实验实操，以及实验数据处理分

析等流程。最后一类自主创新实验一般为任选实验，主要由学生自主申请，主要