新工科背景下《无损检测》课程的教学方法探讨

陈孝文+张德芬

摘 要：《无损检测》是我校材料成型及控制工程专业的主要专业课程之一，该课程具有概念多而且抽象，学生学习困难等特点。针对该课程的特点和学生的实际情况，结合新工科的要求，作者在教学过程中，对以往的教学方法在理论教学、实验和实践教学以及考核方式等方面进行了改革。结果表明：采用改革后的教学方法进行教学，教学效果良好。

关键词：无损检测 教学方法 新工科

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0245-02

不久前，一场关于综合性高校工程教育发展的战略研讨会在复旦大学召开，会上提出了“新工科”的概念。此后，一场关于新工科的讨论开始在国内高校中迅速展开，成为了当前工程教育的热点话题。那么，什么是新工科？我们为什么要建设新工科呢？关于新工科的概念，长期从事工程教育研究的天津大学教育学院副教授杨秋波认为[1]，可以从高校和社会两个角度来理解。首先，对高校来说，新工科首先是指新兴工科专业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等原来没有的专业，当然也包括传统工科专业的升级改造。这些都需要新理念的指引和新培养模式的支撑，最后实现更新、更高的教育质量。其次，对社会来说，新工科强调的重点则是新结构和新体系。新结构要与产业发展相匹配，既面向当前急需，又考虑未来发展。新体系是指要实现高校分类发展，也要促进学校教育与社会教育的有机结合。

我校《无损检测》课程是材料成型及控制工程的专业课[2]，以前传统的教学方法还是以老师教为主，学生在经过8周左右的学习后就参加结业考试，至于学习效果，则主要以考试成绩来评定。那么，在新工科的背景下，我们应该如何主动进行课程教学方法的改革，以满足新形势下社会对大学生的需求？本文主要从理论教学、实验教学、实践教学及考核模式等几个方面进行了探讨。

1 理论教学方面的改革

理论知识的教学是课程教学的重要组成部分，在新工科背景下，主要进行教学内容和教学方法改革。传统的教学内容是以超声波检测、射线检测、磁粉检测、涡流检测和渗透检测等5种常规的无损检测方法为主，随着科学技术的发展，出现了一些新的无损检测技术和方法。比如超声波相控阵技术和射线实时成像技术等，有的已经应用于工业上，但这部分知识很少在课堂上进行系统讲授。为了适应新工科背景下的要求，需要对传统的教学方法进行改革，可以考虑将传统检测方法和新方法作为授课内容，但如果都在课堂上进行系统讲解，学时不够，因此可以按照如下方法进行教学。课堂上讲解仍以5种传统的无损检测方法为主，重点讲解每种检测方法的定义、原理、设备、检测过程及结果评价等内容，让学生牢固掌握该部分的知识。至于新型检测方法，老师先把新方法罗列出来，每种方法配5个学生，让学生先在网上查找相关资料，然后将搜集到的资料进行整理并做成PPT，每组选派一个学生在课堂上进行讲解，这样既可加深该组学生对该种新方法的理解和掌握，也使其他组的学生在课堂上学习了新知识。教学实践证明，通过这种方式可以使学生掌握新型的无损检测方法，效果比老师单纯在课堂上讲解要好得多。结合无损检测课程的特点，教学方法也进行了相应的改革。以知识点为主线，将慕课和微课等方式搬进课堂[3-5]，并穿插工程实际应用案例，比如油气输送管道的检测、钻杆摩擦焊接后的质量检测等，激发学生的学习兴趣，让学生懂得现在所学知识在将来工作时是用得上的，学以致用。理论教学时，重点讲述每种检测方法的原理和检测过程，把设备部分和检测结果的评价放在实验教学中。教学结果表明，采用该种方法进行理论教学，学习目的明确，既减少了学时，同时学生也能把握重点，能够很好地掌握理论知识部分，也为后面的实验和实践教学打下了坚实的基础。

2 实验教学方面的改革

实验教学是无损检测课程的重要组成部分，书本上的理论知识枯燥、抽象，不好理解，而实验正好比较直观，不仅加强了学生的动手能力，而且通过实验可以加深对书本知识的理解，与书本上的理论知识形成互补，便于学生牢固掌握无损检测方面的知识。一般学校的无损检测课程都是采取理论教学加实验教学的模式，设置有学时不等的实验教学环节（4～8学时），但由于实验教学的学时数偏少，所以在实验环节中主要以演示实验为主，即老师操作，学生观看，只有极少部分学生可以操作一下，大部分学生自己无法亲自动手操作。为了克服目前这种实验教学模式的弊端，我在课程教学改革过程中，对原有的实验教学模式进行了调整和修正，其目的就是要让学生不仅懂得书本上的理论知识，而且更重要的是还要真正会亲自动手操作。现在主要实行小班教学，每班30～40人，设备台套数也比以前多，分组时保证两人一组，实验时先由老师详细讲解实验设备方面的知识以及操作过程，并详细讲解缺陷的分级。在学生听懂的基础上，再让学生动手操作，两个人一组的目的是可保证每人都有操作机会，两个人在操作过程中可以互相讨论和幫助，效果明显好于一个人一组。给学生充足的时间练习后，下课之前让学生完整操作一遍，老师根据学生操作的规范与否及检测结果的正确性给出实验教学的平时成绩，实验报告作为实验的期末成绩，最后由平时成绩和期末成绩按3∶7的比例作为实验的总成绩。

3 实践教学方面的改革

实验教学的目的主要是让学生在学完书本知识后通过实验来进一步理解和消化课堂上所讲内容，并掌握基本的操作过程，因此被检测工件的形状比较简单，实际生产中被检测对象复杂，尺寸有大有小，更重要的是企业生产由若干工序组成，具体在哪一个工序之后进行检测，也就是检测时机的问题，在实验室是没法学到的，因此，在新工科背景下，为了使学生毕业后能尽快适应工作岗位的需求，在条件具备的高校，可以在校内课程教学结束后进行为期一周的校外实践教学。由学校出面联系一家无损检测手段比较齐全的企业作为校外实践的地点（也可以一种或两种方法为主，比如超声波检测和射线检测），学生到达企业后，让学生先熟悉企业的背景、生产的主要产品及安全等方面的知识，保证学生在车间实习期间的安全，然后由质检部的技术人员带到车间进行产品的检验，检测前，由质检人员对车间常见产品的检测时机、检测工艺参数的选择、具体的检测方法以及检测结果的评定对学生进行逐一详细地讲解，让学生明白怎样进行检验，更要让学生明白为什么要进行检验。可以让学生先观摩，然后技术人员再强调检测重点及注意事项，学生有在学校实验操作的基础，基本上就可以上手操作了。如果说在学校进行实验教学是一种模拟状态的话，那校外实践教学模式就是一种实战状态，在实战中能学到更多的有用的经验和知识，同时校外实践教学模式的另一好处是能使学生亲身体会到学习该门课程（或技术）在生产中的实际应用，从而增强他们学习该门技术的自觉性和主动性，变被动学习为主动学习，变“要我学”为“我要学”，从而大大提升了学习效果[6]。

4 考核模式的改革

对学生而言，考试是学习一门课程最重要的环节之一，因为成绩关系到学生的绩点，关系到奖学金，甚至是能否顺利毕业，所以学生非常关注考试结果；对教师而言，考试是检验学生学习效果和老师的教学效果的手段之一，通过对考试结果的分析，可以对教学活动进行持续改进，从而不断完善和提升教学效果。所以，考试是指挥棒，考核方式将直接与学生的学习方法和学习效果挂钩。之前的考核方式采取传统的考核方式，即以理论考试为主，平时和实验占了一小部分，这种考核模式会导致学生临时突击，考前强化记忆，即可得到高分，根据记忆规律，记忆得越快，忘得就更快，所以，考完后没几天，学生所学知识也忘得差不多了。为了改变这种状态，我们尝试对考核模式进行了改革，降低期末卷面考试所占比例，加大实验和实践教学成绩所占比例，把学生自己查阅资料和上台讲述也纳入期末成绩的一部分，把学习的重心逐步转移到平时，而非期末考试的考前突击，保证学生能够真正掌握知识。教学改革结果表明，效果良好。

5 结语

随着社会对无损检测相关人员数量需求的增加和综合素质要求的不断提高，在新工科背景下，高校只有不断在理论知识教学、实验和实践知识教学以及考核方式上进行与时俱进的改革，进而提高这一课程的教学质量和效果，才能培养出具有良好综合素质的无损检测技术人才。

参考文献

[1] 李明金，郄海霞，杨秋波.国外一流工科高校实践教学体系的特征分析及启示[J].现代教育科学，2016（3）：109-114.

[2] 李喜孟.无损检测[M].北京：机械工业出版社，2015.

[3] 董晶.慕课（MOOC）的发展现状及对高等教育的影响[D].山东师范大学，2015.

[4] 陈吉荣.国外慕课研究最新发展述评[J].外语教学与研究，2016（1）：118-127.

[5] 江吉林，黄秋生.我国微课研究的热点与趋势分析[J]. 现代教育技术，2016（7）：57-63.

[6] 陈孝文，张德芬.《焊接检验》实践教学模式的探索与评价[J].科技创新导报，2014（27）：152-153.endprint