新工科背景下《無損檢測》課程的教學(xué)方法探討

陳孝文+張德芬

摘 要：《無損檢測》是我校材料成型及控制工程專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，該課程具有概念多而且抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)困難等特點。針對該課程的特點和學(xué)生的實際情況，結(jié)合新工科的要求，作者在教學(xué)過程中，對以往的教學(xué)方法在理論教學(xué)、實驗和實踐教學(xué)以及考核方式等方面進行了改革。結(jié)果表明：采用改革后的教學(xué)方法進行教學(xué)，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：無損檢測 教學(xué)方法 新工科

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0245-02

不久前，一場關(guān)于綜合性高校工程教育發(fā)展的戰(zhàn)略研討會在復(fù)旦大學(xué)召開，會上提出了“新工科”的概念。此后，一場關(guān)于新工科的討論開始在國內(nèi)高校中迅速展開，成為了當(dāng)前工程教育的熱點話題。那么，什么是新工科？我們?yōu)槭裁匆ㄔO(shè)新工科呢？關(guān)于新工科的概念，長期從事工程教育研究的天津大學(xué)教育學(xué)院副教授楊秋波認為[1]，可以從高校和社會兩個角度來理解。首先，對高校來說，新工科首先是指新興工科專業(yè)，如人工智能、智能制造、機器人、云計算等原來沒有的專業(yè)，當(dāng)然也包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。這些都需要新理念的指引和新培養(yǎng)模式的支撐，最后實現(xiàn)更新、更高的教育質(zhì)量。其次，對社會來說，新工科強調(diào)的重點則是新結(jié)構(gòu)和新體系。新結(jié)構(gòu)要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配，既面向當(dāng)前急需，又考慮未來發(fā)展。新體系是指要實現(xiàn)高校分類發(fā)展，也要促進學(xué)校教育與社會教育的有機結(jié)合。

我校《無損檢測》課程是材料成型及控制工程的專業(yè)課[2]，以前傳統(tǒng)的教學(xué)方法還是以老師教為主，學(xué)生在經(jīng)過8周左右的學(xué)習(xí)后就參加結(jié)業(yè)考試，至于學(xué)習(xí)效果，則主要以考試成績來評定。那么，在新工科的背景下，我們應(yīng)該如何主動進行課程教學(xué)方法的改革，以滿足新形勢下社會對大學(xué)生的需求？本文主要從理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐教學(xué)及考核模式等幾個方面進行了探討。

1 理論教學(xué)方面的改革

理論知識的教學(xué)是課程教學(xué)的重要組成部分，在新工科背景下，主要進行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容是以超聲波檢測、射線檢測、磁粉檢測、渦流檢測和滲透檢測等5種常規(guī)的無損檢測方法為主，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的無損檢測技術(shù)和方法。比如超聲波相控陣技術(shù)和射線實時成像技術(shù)等，有的已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)上，但這部分知識很少在課堂上進行系統(tǒng)講授。為了適應(yīng)新工科背景下的要求，需要對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行改革，可以考慮將傳統(tǒng)檢測方法和新方法作為授課內(nèi)容，但如果都在課堂上進行系統(tǒng)講解，學(xué)時不夠，因此可以按照如下方法進行教學(xué)。課堂上講解仍以5種傳統(tǒng)的無損檢測方法為主，重點講解每種檢測方法的定義、原理、設(shè)備、檢測過程及結(jié)果評價等內(nèi)容，讓學(xué)生牢固掌握該部分的知識。至于新型檢測方法，老師先把新方法羅列出來，每種方法配5個學(xué)生，讓學(xué)生先在網(wǎng)上查找相關(guān)資料，然后將搜集到的資料進行整理并做成PPT，每組選派一個學(xué)生在課堂上進行講解，這樣既可加深該組學(xué)生對該種新方法的理解和掌握，也使其他組的學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了新知識。教學(xué)實踐證明，通過這種方式可以使學(xué)生掌握新型的無損檢測方法，效果比老師單純在課堂上講解要好得多。結(jié)合無損檢測課程的特點，教學(xué)方法也進行了相應(yīng)的改革。以知識點為主線，將慕課和微課等方式搬進課堂[3-5]，并穿插工程實際應(yīng)用案例，比如油氣輸送管道的檢測、鉆桿摩擦焊接后的質(zhì)量檢測等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生懂得現(xiàn)在所學(xué)知識在將來工作時是用得上的，學(xué)以致用。理論教學(xué)時，重點講述每種檢測方法的原理和檢測過程，把設(shè)備部分和檢測結(jié)果的評價放在實驗教學(xué)中。教學(xué)結(jié)果表明，采用該種方法進行理論教學(xué)，學(xué)習(xí)目的明確，既減少了學(xué)時，同時學(xué)生也能把握重點，能夠很好地掌握理論知識部分，也為后面的實驗和實踐教學(xué)打下了堅實的基礎(chǔ)。

2 實驗教學(xué)方面的改革

實驗教學(xué)是無損檢測課程的重要組成部分，書本上的理論知識枯燥、抽象，不好理解，而實驗正好比較直觀，不僅加強了學(xué)生的動手能力，而且通過實驗可以加深對書本知識的理解，與書本上的理論知識形成互補，便于學(xué)生牢固掌握無損檢測方面的知識。一般學(xué)校的無損檢測課程都是采取理論教學(xué)加實驗教學(xué)的模式，設(shè)置有學(xué)時不等的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)（4～8學(xué)時），但由于實驗教學(xué)的學(xué)時數(shù)偏少，所以在實驗環(huán)節(jié)中主要以演示實驗為主，即老師操作，學(xué)生觀看，只有極少部分學(xué)生可以操作一下，大部分學(xué)生自己無法親自動手操作。為了克服目前這種實驗教學(xué)模式的弊端，我在課程教學(xué)改革過程中，對原有的實驗教學(xué)模式進行了調(diào)整和修正，其目的就是要讓學(xué)生不僅懂得書本上的理論知識，而且更重要的是還要真正會親自動手操作。現(xiàn)在主要實行小班教學(xué)，每班30～40人，設(shè)備臺套數(shù)也比以前多，分組時保證兩人一組，實驗時先由老師詳細講解實驗設(shè)備方面的知識以及操作過程，并詳細講解缺陷的分級。在學(xué)生聽懂的基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生動手操作，兩個人一組的目的是可保證每人都有操作機會，兩個人在操作過程中可以互相討論和幫助，效果明顯好于一個人一組。給學(xué)生充足的時間練習(xí)后，下課之前讓學(xué)生完整操作一遍，老師根據(jù)學(xué)生操作的規(guī)范與否及檢測結(jié)果的正確性給出實驗教學(xué)的平時成績，實驗報告作為實驗的期末成績，最后由平時成績和期末成績按3∶7的比例作為實驗的總成績。

3 實踐教學(xué)方面的改革

實驗教學(xué)的目的主要是讓學(xué)生在學(xué)完書本知識后通過實驗來進一步理解和消化課堂上所講內(nèi)容，并掌握基本的操作過程，因此被檢測工件的形狀比較簡單，實際生產(chǎn)中被檢測對象復(fù)雜，尺寸有大有小，更重要的是企業(yè)生產(chǎn)由若干工序組成，具體在哪一個工序之后進行檢測，也就是檢測時機的問題，在實驗室是沒法學(xué)到的，因此，在新工科背景下，為了使學(xué)生畢業(yè)后能盡快適應(yīng)工作崗位的需求，在條件具備的高校，可以在校內(nèi)課程教學(xué)結(jié)束后進行為期一周的校外實踐教學(xué)。由學(xué)校出面聯(lián)系一家無損檢測手段比較齊全的企業(yè)作為校外實踐的地點（也可以一種或兩種方法為主，比如超聲波檢測和射線檢測），學(xué)生到達企業(yè)后，讓學(xué)生先熟悉企業(yè)的背景、生產(chǎn)的主要產(chǎn)品及安全等方面的知識，保證學(xué)生在車間實習(xí)期間的安全，然后由質(zhì)檢部的技術(shù)人員帶到車間進行產(chǎn)品的檢驗，檢測前，由質(zhì)檢人員對車間常見產(chǎn)品的檢測時機、檢測工藝參數(shù)的選擇、具體的檢測方法以及檢測結(jié)果的評定對學(xué)生進行逐一詳細地講解，讓學(xué)生明白怎樣進行檢驗，更要讓學(xué)生明白為什么要進行檢驗。可以讓學(xué)生先觀摩，然后技術(shù)人員再強調(diào)檢測重點及注意事項，學(xué)生有在學(xué)校實驗操作的基礎(chǔ)，基本上就可以上手操作了。如果說在學(xué)校進行實驗教學(xué)是一種模擬狀態(tài)的話，那校外實踐教學(xué)模式就是一種實戰(zhàn)狀態(tài)，在實戰(zhàn)中能學(xué)到更多的有用的經(jīng)驗和知識，同時校外實踐教學(xué)模式的另一好處是能使學(xué)生親身體會到學(xué)習(xí)該門課程（或技術(shù)）在生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，從而增強他們學(xué)習(xí)該門技術(shù)的自覺性和主動性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，從而大大提升了學(xué)習(xí)效果[6]。

4 考核模式的改革

對學(xué)生而言，考試是學(xué)習(xí)一門課程最重要的環(huán)節(jié)之一，因為成績關(guān)系到學(xué)生的績點，關(guān)系到獎學(xué)金，甚至是能否順利畢業(yè)，所以學(xué)生非常關(guān)注考試結(jié)果；對教師而言，考試是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果和老師的教學(xué)效果的手段之一，通過對考試結(jié)果的分析，可以對教學(xué)活動進行持續(xù)改進，從而不斷完善和提升教學(xué)效果。所以，考試是指揮棒，考核方式將直接與學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果掛鉤。之前的考核方式采取傳統(tǒng)的考核方式，即以理論考試為主，平時和實驗占了一小部分，這種考核模式會導(dǎo)致學(xué)生臨時突擊，考前強化記憶，即可得到高分，根據(jù)記憶規(guī)律，記憶得越快，忘得就更快，所以，考完后沒幾天，學(xué)生所學(xué)知識也忘得差不多了。為了改變這種狀態(tài)，我們嘗試對考核模式進行了改革，降低期末卷面考試所占比例，加大實驗和實踐教學(xué)成績所占比例，把學(xué)生自己查閱資料和上臺講述也納入期末成績的一部分，把學(xué)習(xí)的重心逐步轉(zhuǎn)移到平時，而非期末考試的考前突擊，保證學(xué)生能夠真正掌握知識。教學(xué)改革結(jié)果表明，效果良好。

5 結(jié)語

隨著社會對無損檢測相關(guān)人員數(shù)量需求的增加和綜合素質(zhì)要求的不斷提高，在新工科背景下，高校只有不斷在理論知識教學(xué)、實驗和實踐知識教學(xué)以及考核方式上進行與時俱進的改革，進而提高這一課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，才能培養(yǎng)出具有良好綜合素質(zhì)的無損檢測技術(shù)人才。

參考文獻

[1] 李明金，郄海霞，楊秋波.國外一流工科高校實踐教學(xué)體系的特征分析及啟示[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2016（3）：109-114.

[2] 李喜孟.無損檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[3] 董晶.慕課（MOOC）的發(fā)展現(xiàn)狀及對高等教育的影響[D].山東師范大學(xué)，2015.

[4] 陳吉榮.國外慕課研究最新發(fā)展述評[J].外語教學(xué)與研究，2016（1）：118-127.

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[6] 陳孝文，張德芬.《焊接檢驗》實踐教學(xué)模式的探索與評價[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014（27）：152-153.endprint