產教融合背景下材料類本科生創新能力培養及其實踐路徑研究
——以“現代無損檢測技術”課程為例

郭宇航 簡剛

江蘇科技大學材料科學與工程學院 江蘇鎮江 212003

加快建設高水平知識技能型、創新型人才隊伍，為全面建設社會主義現代化國家、實現高水平科技自立自強提供有力人才保障。2016年6月2日，中國成為《華盛頓協議》的第18個正式成員國，一方面表明我國高等院校理工類專業本科工程型人才培養逐步與國際高等工程教育認證體系接軌，另一方面也意味著我國高等院校工程教育發展將面臨老牌工業強國的沖擊與挑戰。如何提高國內高等院校工程教育質量和工程技術人才培養水平，是未來國內高等院校理工類專業本科教育面臨的主要問題之一。現代無損檢測技術作為一門在高端制造領域應用廣泛的質檢技術之一，已得到國內特種設備行業、造船行業和機械制造企業的高度重視，是高技能人才緊缺的就業方向之一。大連理工大學、南昌航空大學等多所國內高等院校根據專業發展和社會需求均設置相關本科專業方向或在材料類專業中普遍開設“現代無損檢測技術”專業課程，為社會培養專門無損檢測技術人才。然而，目前高校設置課程內容多為基礎知識和驗證性實驗，教學模式單一，學生缺乏依托無損檢測技術的實踐與應用。

“現代無損檢測技術”是我院材料成型及控制工程、焊接技術與工程和金屬材料工程等三個專業的基礎性專業課。通過無損檢測技術可以發現金屬材料焊接后焊縫區、鑄件、鍛件和熱處理后金屬零件的缺陷，如未焊透、氣孔、夾雜、裂紋等缺陷，這些缺陷會導致工件在使用過程中失效或者發生相應的安全事故。我們還可以通過缺陷的類型來優化和改進焊接參數和相應的鑄造工藝，在實際生產過程，可以減少返工，降低廢品率，從而降低工件的制造成本。通過優化“現代無損檢測技術”課程理論教學體系，同時建立與之匹配的實踐教學方案，學生在掌握無損檢測技術基礎理論的同時，實踐技能得到夯實和提高，是我們要面對的主要問題，文中我們將詳細予以闡述。

1 現狀分析

目前，國內特種設備行業、船舶制造行業、無損檢測行業和機械制造領域對無損檢測專業人才的需求量較大，對于無損檢測專業人才培養，尤其注重學生依托無損檢測技術發現問題、分析問題和解決問題能力的培養，掌握扎實的專業理論基礎，能夠讓學生畢業后短時間內勝任中大型的無損檢測項目就是其中重要的學習內容。“現代無損檢測技術”是焊接技術與工程、材料成型及控制工程和金屬材料工程三個專業方向共同開設的一門有專業背景的應用型專業選修課，每年較少有畢業生關注無損檢測這個就業方向。

在以往的培養計劃中，“現代無損檢測技術”課程設置主要包括超聲、射線、磁粉和滲透等四項常規項目以及一些新型無損檢測技術，同時依托超聲檢測和射線檢測開展基礎性的實驗項目。學生通過課程學習很難掌握重要專業理論基礎和實際操作技能，對無損檢測技術相關的專業理論知識的實際應用場景較為陌生，難以勝任依托無損檢測技術解決工程實際問題的工作需要。在工程教育專業認證評價體系中，理論教學與實踐環節在培養工程技術人才的重要環節同等重要，能夠更直觀地體現課程目標達成度。本課程按照工程教育專業認證要求，并結合本專業的特色，優化了四項課程學習目標：

(1)能夠通過掌握各種常規無損檢測方法的基本原理及應用分類，正確選擇生產過程中所需的無損檢測方法。

(2)具備正確選擇生產過程中所需要的無損檢測設備類型、材料及工藝參數的能力。

(3)具備應用相關無損檢測標準、進行工件質量分析管理及設備質量監察管理的基本能力。

(4)具備操作常用的無損探傷設備的能力及對測試結果進行分析的能力。

2 應對策略

針對當前我國高等教育普遍存在“重科研輕教學、重理論輕實踐、重知識輕能力”的現象，通過分析社會行業需求，結合我校辦學特色和材料學院的專業背景，依托“現代無損檢測技術”課程開展了一系列以產教融合為背景的實踐探索。首先，緊密結合產業實際需求，優化教學內容和培養方案。將無損檢測新技術、中國標準(GB)、美國標準(ASME)和歐盟標準(EN)，無損檢測材料相關基礎知識、職業技能證書和學科競賽等內容融入理論教學體系，分配一定的教學時數。同時將學科競賽、職業技能證書、實習基地、技培基地、就業基地等內容注入實踐教學環節，進一步優化和豐富實踐教學內容。

3 教學體系的優化

3.1 教學內容

由于課程性質及課時限制，理論知識的講授很難涵蓋完整的無損檢測專業理論、檢測方法及應用背景。這導致學生的知識點和技能點缺失，因此設置符合產業發展需求的教學內容，以支撐本專業人才培養需求。重新梳理和完善教學內容，除傳統的超聲(UT)、射線(RT)、磁粉(MT)和滲透(PT)四項檢測外，增加超聲波衍射時差法(TOFD)、渦流(ET)和聲發射檢測(AE)等產業需求較大的無損檢測新技術；另外，中國標準(GB)、美國標準(ASME)和歐盟標準(EN)等行業標準，以及無損檢測材料相關基礎知識等內容納入理論教學內容，進而拓寬學生的無損檢測專業理論知識；向學生們講授職業技能證書和學科競賽等相關知識，在教學內容上邁出產教融合的第一步。

3.2 實踐環節

在實踐性環節的設計上充分考慮無損檢測職業技能證書的考核內容和學科競賽的考核內容，重新設計實驗項目。根據實際情況，實驗項目主要涉及傳統的超聲(UT)、射線(RT)、磁粉(MT)和滲透(PT)等四項檢測方法，設置案例式實驗項目：(1)螺旋管焊縫超聲檢測、缺陷評價及焊接工藝問題分析；(2)壓力容器射線檢測、缺陷評價及焊接工藝問題分析；(3)鑄造發動機氣缸的滲透檢測及裂紋預防對策分析；(4)傳動軸承的磁粉檢測及表面裂紋產生機制分析，貫通專業理論知識與產業需求之間的壁壘。通過向學生們積極推介職業技能證書，與學科競賽進一步推動無損檢測技術與產業需求之間的融合，同時與行業主管部門及龍頭企業聯合打造實習基地、技培基地和就業基地，進一步拓寬產教融合的深度與廣度。案例式實踐環節學時分配、學生分組及考查目標見下表。

課程主要講授內容及學時分配表

3.3 產教融合與校企協同創新，打造具有行業背景的實踐實訓基地

3.3.1 實習基地

通過與行業主管部門及龍頭企業溝通交流，我校“現代無損檢測技術”產教融合型課程的培養目標、課程內容、實踐能力訓練和職業技能培養等環節獲得同行專家的肯定和大力支持，愿意向我校材料成型及控制工程、焊接技術與工程、金屬材料工程專業的學生提供無損檢測相關實習的機會。

3.3.2 技培基地

已與國內的相關培訓機構達成了為我校材料成型及控制工程、焊接技術與工程、金屬材料工程等專業的在校生上門提供低價、有償和優質的美國ASNT和歐盟(EN)無損檢測證書培訓。同時還在積極接洽江蘇省市場監督管理局，申請我校材料學院為鎮江市無損檢測技培基地。

3.3.3 就業基地

通過加入中國特種設備協會協作會員(隸屬于國家質量技術監督局)，依托協會平臺向全國的無損檢測相關企業推薦我校畢業生，目前已有幾十家國內無損檢測行業龍頭企業來我校進行常態化招聘。

4 經驗總結

4.1 新工科背景下，成功創建復合型創新人才培養的新模式

在“現代無損檢測技術”課程教學中，將理論教學、實踐教學、職業資格認證、學科競賽、實習實訓基地，就業推薦相結合，通過動態優化人才培養方案、持續改進人才培養模式、校企共建雙師隊伍和育人平臺、結合開展情景教學、實際需求反哺教學等富有成效的舉措，學科交叉、校企協同、科教結合，學生的知識融合能力、工程實踐能力和專業創新能力得到明顯的提升。

4.2 工程認證背景下，成功構建了復合型創新人才培養的新體系

基于工程教育認證理念，理論與實踐并舉、知識與技能并重、課內與課外聯動、共性與個性結合，構建了多元融通的復合型創新人才培養新體系。該體系理工交融、文理滲透、通用性強。基于學校辦學特色、行業特色需求和材料學科融合特色開設“現代無損檢測技術”課程，該課程體系有利于本科生大類招生的培養思想。學有余力的本科生可選修無損檢測相關的材料類基礎課程，如焊接結構、焊接冶金學、焊接設備概論、熱處理原理與工藝、凝固原理、鑄造基礎、金屬塑性加工學、金相檢驗等一系列的專業核心課程，在拓寬理論基礎的前提下，解決實際問題的能力也得到了大幅提高。

4.3 學歷+職業技能證書背景下，成功構建理論知識向技能的轉化機制

學歷證書與職業技能等級證書結合起來服務國家需要、行業需求、促進學生就業能力有效提升，主要宗旨是堅持以學生為中心，深化復合型技術技能人才培養培訓模式和評價機制改革，提高人才培養質量，打通技術技能人才成長通道，拓展就業創業本領。“現代無損檢測技術”完全符合這一理念，學生們不但能根據無損檢測的結果來分析缺陷產生的原因，還能根據缺陷的類型、位置和分布反向優化制造和加工工藝。這些都要求無損檢測人員不但具有強大的專業背景，還要具備材料專業理論的綜合運用能力。教學團隊在改進和優化實踐教學環節的同時，全面對接職業技能認證和學科競賽，打通知識向技能轉化的障礙，有效地提升學生的專業技能和實踐能力。

5 效果評價

隨著智能制造產業的升級，現代化無損檢測高素質技術人才的需求不斷擴大，作為技術人才培養的高地，我們把“現代無損檢測技術”課程教學及實踐教學及時做出調整以應對日新月異的產業需求。教學內容的優化改進結合實踐環節的豐富和完善，為產教融合提供了有效路徑，通過打造實習基地、技培基地和就業基地等三大基地拓寬了產教融合的深度和廣度。經過新的課程體系的教學與實踐，有效提高學生課堂學習參與度和主動學習能力，培養學生實踐應用能力，為學生畢業就業后切實應用無損檢測技術從事金屬材料相關的開發和研究工作打下夯實基礎。同時，在畢業生參加各個相關工作領域的無損檢測資格取證的通過率逐年提高。無損檢測行業相關的就業率從14%提高到35%以上，無損檢測行業所屬單位對我院畢業生非常認可，都表示在工作中上手快、接受能力強，且具備一定的工程實踐經驗。目前，在新工科、工程教育認證和“1+X”職業技能證書等精神的指引下，“現代無損檢測技術”的教學改革還有較大的提升空間，產教融合的具體內容還有待進一步挖掘。基于“現代無損檢測技術”教學改革的舉措可為產教融合型課程的教學改革提供范例與參考。