產(chǎn)教融合背景下材料類本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)及其實(shí)踐路徑研究
——以“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程為例

郭宇航 簡剛

江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇鎮(zhèn)江 212003

加快建設(shè)高水平知識(shí)技能型、創(chuàng)新型人才隊(duì)伍，為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家、實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)提供有力人才保障。2016年6月2日，中國成為《華盛頓協(xié)議》的第18個(gè)正式成員國，一方面表明我國高等院校理工類專業(yè)本科工程型人才培養(yǎng)逐步與國際高等工程教育認(rèn)證體系接軌，另一方面也意味著我國高等院校工程教育發(fā)展將面臨老牌工業(yè)強(qiáng)國的沖擊與挑戰(zhàn)。如何提高國內(nèi)高等院校工程教育質(zhì)量和工程技術(shù)人才培養(yǎng)水平，是未來國內(nèi)高等院校理工類專業(yè)本科教育面臨的主要問題之一?，F(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)作為一門在高端制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的質(zhì)檢技術(shù)之一，已得到國內(nèi)特種設(shè)備行業(yè)、造船行業(yè)和機(jī)械制造企業(yè)的高度重視，是高技能人才緊缺的就業(yè)方向之一。大連理工大學(xué)、南昌航空大學(xué)等多所國內(nèi)高等院校根據(jù)專業(yè)發(fā)展和社會(huì)需求均設(shè)置相關(guān)本科專業(yè)方向或在材料類專業(yè)中普遍開設(shè)“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”專業(yè)課程，為社會(huì)培養(yǎng)專門無損檢測(cè)技術(shù)人才。然而，目前高校設(shè)置課程內(nèi)容多為基礎(chǔ)知識(shí)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)模式單一，學(xué)生缺乏依托無損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用。

“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”是我院材料成型及控制工程、焊接技術(shù)與工程和金屬材料工程等三個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)性專業(yè)課。通過無損檢測(cè)技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)金屬材料焊接后焊縫區(qū)、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(huì)導(dǎo)致工件在使用過程中失效或者發(fā)生相應(yīng)的安全事故。我們還可以通過缺陷的類型來優(yōu)化和改進(jìn)焊接參數(shù)和相應(yīng)的鑄造工藝，在實(shí)際生產(chǎn)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(yōu)化“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程理論教學(xué)體系，同時(shí)建立與之匹配的實(shí)踐教學(xué)方案，學(xué)生在掌握無損檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)理論的同時(shí)，實(shí)踐技能得到夯實(shí)和提高，是我們要面對(duì)的主要問題，文中我們將詳細(xì)予以闡述。

1 現(xiàn)狀分析

目前，國內(nèi)特種設(shè)備行業(yè)、船舶制造行業(yè)、無損檢測(cè)行業(yè)和機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)o損檢測(cè)專業(yè)人才的需求量較大，對(duì)于無損檢測(cè)專業(yè)人才培養(yǎng)，尤其注重學(xué)生依托無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，掌握扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)，能夠讓學(xué)生畢業(yè)后短時(shí)間內(nèi)勝任中大型的無損檢測(cè)項(xiàng)目就是其中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”是焊接技術(shù)與工程、材料成型及控制工程和金屬材料工程三個(gè)專業(yè)方向共同開設(shè)的一門有專業(yè)背景的應(yīng)用型專業(yè)選修課，每年較少有畢業(yè)生關(guān)注無損檢測(cè)這個(gè)就業(yè)方向。

在以往的培養(yǎng)計(jì)劃中，“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程設(shè)置主要包括超聲、射線、磁粉和滲透等四項(xiàng)常規(guī)項(xiàng)目以及一些新型無損檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)依托超聲檢測(cè)和射線檢測(cè)開展基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)很難掌握重要專業(yè)理論基礎(chǔ)和實(shí)際操作技能，對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的專業(yè)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用場景較為陌生，難以勝任依托無損檢測(cè)技術(shù)解決工程實(shí)際問題的工作需要。在工程教育專業(yè)認(rèn)證評(píng)價(jià)體系中，理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)在培養(yǎng)工程技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)同等重要，能夠更直觀地體現(xiàn)課程目標(biāo)達(dá)成度。本課程按照工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，并結(jié)合本專業(yè)的特色，優(yōu)化了四項(xiàng)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)：

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

(2)具備正確選擇生產(chǎn)過程中所需要的無損檢測(cè)設(shè)備類型、材料及工藝參數(shù)的能力。

(3)具備應(yīng)用相關(guān)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行工件質(zhì)量分析管理及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)察管理的基本能力。

(4)具備操作常用的無損探傷設(shè)備的能力及對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析的能力。

2 應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)當(dāng)前我國高等教育普遍存在“重科研輕教學(xué)、重理論輕實(shí)踐、重知識(shí)輕能力”的現(xiàn)象，通過分析社會(huì)行業(yè)需求，結(jié)合我校辦學(xué)特色和材料學(xué)院的專業(yè)背景，依托“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程開展了一系列以產(chǎn)教融合為背景的實(shí)踐探索。首先，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)方案。將無損檢測(cè)新技術(shù)、中國標(biāo)準(zhǔn)(GB)、美國標(biāo)準(zhǔn)(ASME)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)(EN)，無損檢測(cè)材料相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、職業(yè)技能證書和學(xué)科競賽等內(nèi)容融入理論教學(xué)體系，分配一定的教學(xué)時(shí)數(shù)。同時(shí)將學(xué)科競賽、職業(yè)技能證書、實(shí)習(xí)基地、技培基地、就業(yè)基地等內(nèi)容注入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步優(yōu)化和豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

3 教學(xué)體系的優(yōu)化

3.1 教學(xué)內(nèi)容

由于課程性質(zhì)及課時(shí)限制，理論知識(shí)的講授很難涵蓋完整的無損檢測(cè)專業(yè)理論、檢測(cè)方法及應(yīng)用背景。這導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)缺失，因此設(shè)置符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的教學(xué)內(nèi)容，以支撐本專業(yè)人才培養(yǎng)需求。重新梳理和完善教學(xué)內(nèi)容，除傳統(tǒng)的超聲(UT)、射線(RT)、磁粉(MT)和滲透(PT)四項(xiàng)檢測(cè)外，增加超聲波衍射時(shí)差法(TOFD)、渦流(ET)和聲發(fā)射檢測(cè)(AE)等產(chǎn)業(yè)需求較大的無損檢測(cè)新技術(shù)；另外，中國標(biāo)準(zhǔn)(GB)、美國標(biāo)準(zhǔn)(ASME)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)(EN)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及無損檢測(cè)材料相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)等內(nèi)容納入理論教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而拓寬學(xué)生的無損檢測(cè)專業(yè)理論知識(shí)；向?qū)W生們講授職業(yè)技能證書和學(xué)科競賽等相關(guān)知識(shí)，在教學(xué)內(nèi)容上邁出產(chǎn)教融合的第一步。

3.2 實(shí)踐環(huán)節(jié)

在實(shí)踐性環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上充分考慮無損檢測(cè)職業(yè)技能證書的考核內(nèi)容和學(xué)科競賽的考核內(nèi)容，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要涉及傳統(tǒng)的超聲(UT)、射線(RT)、磁粉(MT)和滲透(PT)等四項(xiàng)檢測(cè)方法，設(shè)置案例式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：(1)螺旋管焊縫超聲檢測(cè)、缺陷評(píng)價(jià)及焊接工藝問題分析；(2)壓力容器射線檢測(cè)、缺陷評(píng)價(jià)及焊接工藝問題分析；(3)鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的滲透檢測(cè)及裂紋預(yù)防對(duì)策分析；(4)傳動(dòng)軸承的磁粉檢測(cè)及表面裂紋產(chǎn)生機(jī)制分析，貫通專業(yè)理論知識(shí)與產(chǎn)業(yè)需求之間的壁壘。通過向?qū)W生們積極推介職業(yè)技能證書，與學(xué)科競賽進(jìn)一步推動(dòng)無損檢測(cè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)需求之間的融合，同時(shí)與行業(yè)主管部門及龍頭企業(yè)聯(lián)合打造實(shí)習(xí)基地、技培基地和就業(yè)基地，進(jìn)一步拓寬產(chǎn)教融合的深度與廣度。案例式實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配、學(xué)生分組及考查目標(biāo)見下表。

課程主要講授內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配表

3.3 產(chǎn)教融合與校企協(xié)同創(chuàng)新，打造具有行業(yè)背景的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地

3.3.1 實(shí)習(xí)基地

通過與行業(yè)主管部門及龍頭企業(yè)溝通交流，我?！艾F(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”產(chǎn)教融合型課程的培養(yǎng)目標(biāo)、課程內(nèi)容、實(shí)踐能力訓(xùn)練和職業(yè)技能培養(yǎng)等環(huán)節(jié)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(shù)與工程、金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生提供無損檢測(cè)相關(guān)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)。

3.3.2 技培基地

已與國內(nèi)的相關(guān)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)達(dá)成了為我校材料成型及控制工程、焊接技術(shù)與工程、金屬材料工程等專業(yè)的在校生上門提供低價(jià)、有償和優(yōu)質(zhì)的美國ASNT和歐盟(EN)無損檢測(cè)證書培訓(xùn)。同時(shí)還在積極接洽江蘇省市場監(jiān)督管理局，申請(qǐng)我校材料學(xué)院為鎮(zhèn)江市無損檢測(cè)技培基地。

3.3.3 就業(yè)基地

通過加入中國特種設(shè)備協(xié)會(huì)協(xié)作會(huì)員(隸屬于國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局)，依托協(xié)會(huì)平臺(tái)向全國的無損檢測(cè)相關(guān)企業(yè)推薦我校畢業(yè)生，目前已有幾十家國內(nèi)無損檢測(cè)行業(yè)龍頭企業(yè)來我校進(jìn)行常態(tài)化招聘。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 新工科背景下，成功創(chuàng)建復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式

在“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)中，將理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、職業(yè)資格認(rèn)證、學(xué)科競賽、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，就業(yè)推薦相結(jié)合，通過動(dòng)態(tài)優(yōu)化人才培養(yǎng)方案、持續(xù)改進(jìn)人才培養(yǎng)模式、校企共建雙師隊(duì)伍和育人平臺(tái)、結(jié)合開展情景教學(xué)、實(shí)際需求反哺教學(xué)等富有成效的舉措，學(xué)科交叉、校企協(xié)同、科教結(jié)合，學(xué)生的知識(shí)融合能力、工程實(shí)踐能力和專業(yè)創(chuàng)新能力得到明顯的提升。

4.2 工程認(rèn)證背景下，成功構(gòu)建了復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新體系

基于工程教育認(rèn)證理念，理論與實(shí)踐并舉、知識(shí)與技能并重、課內(nèi)與課外聯(lián)動(dòng)、共性與個(gè)性結(jié)合，構(gòu)建了多元融通的復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)新體系。該體系理工交融、文理滲透、通用性強(qiáng)。基于學(xué)校辦學(xué)特色、行業(yè)特色需求和材料學(xué)科融合特色開設(shè)“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程，該課程體系有利于本科生大類招生的培養(yǎng)思想。學(xué)有余力的本科生可選修無損檢測(cè)相關(guān)的材料類基礎(chǔ)課程，如焊接結(jié)構(gòu)、焊接冶金學(xué)、焊接設(shè)備概論、熱處理原理與工藝、凝固原理、鑄造基礎(chǔ)、金屬塑性加工學(xué)、金相檢驗(yàn)等一系列的專業(yè)核心課程，在拓寬理論基礎(chǔ)的前提下，解決實(shí)際問題的能力也得到了大幅提高。

4.3 學(xué)歷+職業(yè)技能證書背景下，成功構(gòu)建理論知識(shí)向技能的轉(zhuǎn)化機(jī)制

學(xué)歷證書與職業(yè)技能等級(jí)證書結(jié)合起來服務(wù)國家需要、行業(yè)需求、促進(jìn)學(xué)生就業(yè)能力有效提升，主要宗旨是堅(jiān)持以學(xué)生為中心，深化復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)模式和評(píng)價(jià)機(jī)制改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，打通技術(shù)技能人才成長通道，拓展就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)。“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”完全符合這一理念，學(xué)生們不但能根據(jù)無損檢測(cè)的結(jié)果來分析缺陷產(chǎn)生的原因，還能根據(jù)缺陷的類型、位置和分布反向優(yōu)化制造和加工工藝。這些都要求無損檢測(cè)人員不但具有強(qiáng)大的專業(yè)背景，還要具備材料專業(yè)理論的綜合運(yùn)用能力。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的同時(shí)，全面對(duì)接職業(yè)技能認(rèn)證和學(xué)科競賽，打通知識(shí)向技能轉(zhuǎn)化的障礙，有效地提升學(xué)生的專業(yè)技能和實(shí)踐能力。

5 效果評(píng)價(jià)

隨著智能制造產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，現(xiàn)代化無損檢測(cè)高素質(zhì)技術(shù)人才的需求不斷擴(kuò)大，作為技術(shù)人才培養(yǎng)的高地，我們把“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)及時(shí)做出調(diào)整以應(yīng)對(duì)日新月異的產(chǎn)業(yè)需求。教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化改進(jìn)結(jié)合實(shí)踐環(huán)節(jié)的豐富和完善，為產(chǎn)教融合提供了有效路徑，通過打造實(shí)習(xí)基地、技培基地和就業(yè)基地等三大基地拓寬了產(chǎn)教融合的深度和廣度。經(jīng)過新的課程體系的教學(xué)與實(shí)踐，有效提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)參與度和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力，為學(xué)生畢業(yè)就業(yè)后切實(shí)應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)從事金屬材料相關(guān)的開發(fā)和研究工作打下夯實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，在畢業(yè)生參加各個(gè)相關(guān)工作領(lǐng)域的無損檢測(cè)資格取證的通過率逐年提高。無損檢測(cè)行業(yè)相關(guān)的就業(yè)率從14%提高到35%以上，無損檢測(cè)行業(yè)所屬單位對(duì)我院畢業(yè)生非常認(rèn)可，都表示在工作中上手快、接受能力強(qiáng)，且具備一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前，在新工科、工程教育認(rèn)證和“1+X”職業(yè)技能證書等精神的指引下，“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”的教學(xué)改革還有較大的提升空間，產(chǎn)教融合的具體內(nèi)容還有待進(jìn)一步挖掘。基于“現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)”教學(xué)改革的舉措可為產(chǎn)教融合型課程的教學(xué)改革提供范例與參考。