新工科背景下《無(wú)損檢測(cè)》課程的教學(xué)方法探討

陳孝文+張德芬

摘 要：《無(wú)損檢測(cè)》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(diǎn)。針對(duì)該課程的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合新工科的要求，作者在教學(xué)過程中，對(duì)以往的教學(xué)方法在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)以及考核方式等方面進(jìn)行了改革。結(jié)果表明：采用改革后的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè) 教學(xué)方法 新工科

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（b）-0245-02

不久前，一場(chǎng)關(guān)于綜合性高校工程教育發(fā)展的戰(zhàn)略研討會(huì)在復(fù)旦大學(xué)召開，會(huì)上提出了“新工科”的概念。此后，一場(chǎng)關(guān)于新工科的討論開始在國(guó)內(nèi)高校中迅速展開，成為了當(dāng)前工程教育的熱點(diǎn)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(zhǎng)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(rèn)為[1]，可以從高校和社會(huì)兩個(gè)角度來(lái)理解。首先，對(duì)高校來(lái)說(shuō)，新工科首先是指新興工科專業(yè)，如人工智能、智能制造、機(jī)器人、云計(jì)算等原來(lái)沒有的專業(yè)，當(dāng)然也包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)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(shí)現(xiàn)更新、更高的教育質(zhì)量。其次，對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)，新工科強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)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(lái)發(fā)展。新體系是指要實(shí)現(xiàn)高校分類發(fā)展，也要促進(jìn)學(xué)校教育與社會(huì)教育的有機(jī)結(jié)合。

我校《無(wú)損檢測(cè)》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(jī)來(lái)評(píng)定。那么，在新工科的背景下，我們應(yīng)該如何主動(dòng)進(jìn)行課程教學(xué)方法的改革，以滿足新形勢(shì)下社會(huì)對(duì)大學(xué)生的需求？本文主要從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)及考核模式等幾個(gè)方面進(jìn)行了探討。

1 理論教學(xué)方面的改革

理論知識(shí)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(jìn)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(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)和滲透檢測(cè)等5種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)和方法。比如超聲波相控陣技術(shù)和射線實(shí)時(shí)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(shí)很少在課堂上進(jìn)行系統(tǒng)講授。為了適應(yīng)新工科背景下的要求，需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革，可以考慮將傳統(tǒng)檢測(cè)方法和新方法作為授課內(nèi)容，但如果都在課堂上進(jìn)行系統(tǒng)講解，學(xué)時(shí)不夠，因此可以按照如下方法進(jìn)行教學(xué)。課堂上講解仍以5種傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方法為主，重點(diǎn)講解每種檢測(cè)方法的定義、原理、設(shè)備、檢測(cè)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)等內(nèi)容，讓學(xué)生牢固掌握該部分的知識(shí)。至于新型檢測(cè)方法，老師先把新方法羅列出來(lái)，每種方法配5個(gè)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(jìn)行整理并做成PPT，每組選派一個(gè)學(xué)生在課堂上進(jìn)行講解，這樣既可加深該組學(xué)生對(duì)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(shí)。教學(xué)實(shí)踐證明，通過這種方式可以使學(xué)生掌握新型的無(wú)損檢測(cè)方法，效果比老師單純?cè)谡n堂上講解要好得多。結(jié)合無(wú)損檢測(cè)課程的特點(diǎn)，教學(xué)方法也進(jìn)行了相應(yīng)的改革。以知識(shí)點(diǎn)為主線，將慕課和微課等方式搬進(jìn)課堂[3-5]，并穿插工程實(shí)際應(yīng)用案例，比如油氣輸送管道的檢測(cè)、鉆桿摩擦焊接后的質(zhì)量檢測(cè)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(shí)在將來(lái)工作時(shí)是用得上的，學(xué)以致用。理論教學(xué)時(shí)，重點(diǎn)講述每種檢測(cè)方法的原理和檢測(cè)過程，把設(shè)備部分和檢測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)放在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。教學(xué)結(jié)果表明，采用該種方法進(jìn)行理論教學(xué)，學(xué)習(xí)目的明確，既減少了學(xué)時(shí)，同時(shí)學(xué)生也能把握重點(diǎn)，能夠很好地掌握理論知識(shí)部分，也為后面的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是無(wú)損檢測(cè)課程的重要組成部分，書本上的理論知識(shí)枯燥、抽象，不好理解，而實(shí)驗(yàn)正好比較直觀，不僅加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，而且通過實(shí)驗(yàn)可以加深對(duì)書本知識(shí)的理解，與書本上的理論知識(shí)形成互補(bǔ)，便于學(xué)生牢固掌握無(wú)損檢測(cè)方面的知識(shí)。一般學(xué)校的無(wú)損檢測(cè)課程都是采取理論教學(xué)加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，設(shè)置有學(xué)時(shí)不等的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)（4～8學(xué)時(shí)），但由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)偏少，所以在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中主要以演示實(shí)驗(yàn)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(wú)法親自動(dòng)手操作。為了克服目前這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端，我在課程教學(xué)改革過程中，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)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(shí)，而且更重要的是還要真正會(huì)親自動(dòng)手操作。現(xiàn)在主要實(shí)行小班教學(xué)，每班30～40人，設(shè)備臺(tái)套數(shù)也比以前多，分組時(shí)保證兩人一組，實(shí)驗(yàn)時(shí)先由老師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面的知識(shí)以及操作過程，并詳細(xì)講解缺陷的分級(jí)。在學(xué)生聽懂的基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生動(dòng)手操作，兩個(gè)人一組的目的是可保證每人都有操作機(jī)會(huì)，兩個(gè)人在操作過程中可以互相討論和幫助，效果明顯好于一個(gè)人一組。給學(xué)生充足的時(shí)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(cè)結(jié)果的正確性給出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的平時(shí)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)的期末成績(jī)，最后由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)按3∶7的比例作為實(shí)驗(yàn)的總成績(jī)。

3 實(shí)踐教學(xué)方面的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的主要是讓學(xué)生在學(xué)完書本知識(shí)后通過實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)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(cè)工件的形狀比較簡(jiǎn)單，實(shí)際生產(chǎn)中被檢測(cè)對(duì)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(gè)工序之后進(jìn)行檢測(cè)，也就是檢測(cè)時(shí)機(jī)的問題，在實(shí)驗(yàn)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(jìn)行為期一周的校外實(shí)踐教學(xué)。由學(xué)校出面聯(lián)系一家無(wú)損檢測(cè)手段比較齊全的企業(yè)作為校外實(shí)踐的地點(diǎn)（也可以一種或兩種方法為主，比如超聲波檢測(cè)和射線檢測(cè)），學(xué)生到達(dá)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(shí)，保證學(xué)生在車間實(shí)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(jìn)行產(chǎn)品的檢驗(yàn)，檢測(cè)前，由質(zhì)檢人員對(duì)車間常見產(chǎn)品的檢測(cè)時(shí)機(jī)、檢測(cè)工藝參數(shù)的選擇、具體的檢測(cè)方法以及檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定對(duì)學(xué)生進(jìn)行逐一詳細(xì)地講解，讓學(xué)生明白怎樣進(jìn)行檢驗(yàn)，更要讓學(xué)生明白為什么要進(jìn)行檢驗(yàn)。可以讓學(xué)生先觀摩，然后技術(shù)人員再?gòu)?qiáng)調(diào)檢測(cè)重點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生有在學(xué)校實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)，基本上就可以上手操作了。如果說(shuō)在學(xué)校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種模擬狀態(tài)的話，那校外實(shí)踐教學(xué)模式就是一種實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)，在實(shí)戰(zhàn)中能學(xué)到更多的有用的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，同時(shí)校外實(shí)踐教學(xué)模式的另一好處是能使學(xué)生親身體會(huì)到學(xué)習(xí)該門課程（或技術(shù)）在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，從而增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)該門技術(shù)的自覺性和主動(dòng)性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)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(duì)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?yàn)槌煽?jī)關(guān)系到學(xué)生的績(jī)點(diǎn)，關(guān)系到獎(jiǎng)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(duì)教師而言，考試是檢驗(yàn)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(duì)考試結(jié)果的分析，可以對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，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(shí)和實(shí)驗(yàn)占了一小部分，這種考核模式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生臨時(shí)突擊，考前強(qiáng)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(shí)也忘得差不多了。為了改變這種狀態(tài)，我們嘗試對(duì)考核模式進(jìn)行了改革，降低期末卷面考試所占比例，加大實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)成績(jī)所占比例，把學(xué)生自己查閱資料和上臺(tái)講述也納入期末成績(jī)的一部分，把學(xué)習(xí)的重心逐步轉(zhuǎn)移到平時(shí)，而非期末考試的考前突擊，保證學(xué)生能夠真正掌握知識(shí)。教學(xué)改革結(jié)果表明，效果良好。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)對(duì)無(wú)損檢測(cè)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(shí)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐知識(shí)教學(xué)以及考核方式上進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的改革，進(jìn)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 李明金，郄海霞，楊秋波.國(guó)外一流工科高校實(shí)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(wú)損檢測(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

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

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

[5] 江吉林，黃秋生.我國(guó)微課研究的熱點(diǎn)與趨勢(shì)分析[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2016（7）：57-63.

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