魏 勤， 萬 佳， 汪海賓， 李曉喜

（江蘇科技大學(xué)理學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

0 引 言

隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)與新材料不斷迅猛發(fā)展，對(duì)各種技術(shù)人才提出了更高的要求。新工科背景下的工程技術(shù)人才要求在具備豐富知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。目前，不斷推進(jìn)實(shí)施的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)致現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)逐步不能滿足產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的需求。因此，高等學(xué)校在此背景下的人才培養(yǎng)需要結(jié)合新型產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和自身專業(yè)特色構(gòu)建以工程創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的培養(yǎng)模式［1-3］。

超聲檢測技術(shù)作為常規(guī)無損檢測技術(shù)中一項(xiàng)重要的檢測技術(shù)，在航空、造船、建筑等行業(yè)中都有重要的應(yīng)用。從原材料的選取，到生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)測和產(chǎn)品在役使用中的檢查維護(hù)，無損檢測技術(shù)都能提供有力的技術(shù)保障。無損檢測技術(shù)人員尤其是超聲檢測人員一直是各行各業(yè)的緊缺人才。2020 年度的新冠疫情影響了高校相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)工程檢測人員的資質(zhì)培訓(xùn)，加劇了無損檢測工程技術(shù)人員的緊缺狀態(tài)。國家人社部中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心對(duì)城市公共就業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，收集匯總2020 年前三季度人力資源市場供求關(guān)系較為緊張的招聘、求職需求職業(yè)崗位信息［4-6］，與無損檢測技術(shù)相關(guān)的職業(yè)有質(zhì)檢員、工程機(jī)械維修工和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)工程技術(shù)人員，其中質(zhì)檢員職業(yè)在第一、二、三季度全國招聘求職100 個(gè)短缺職業(yè)排行中相關(guān)質(zhì)檢員的排名依次為17、20、和27 位，這也說明了社會(huì)對(duì)無損檢測工程技術(shù)人才需求的緊缺程度。

長期以來，無損檢測工程技術(shù)人員通常由兩種渠道接受相關(guān)的訓(xùn)練：高等院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)的資質(zhì)培訓(xùn)。檢測人員需要掌握檢測的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐操作的技能，并通過相關(guān)的考核獲得行業(yè)認(rèn)可的資質(zhì)證書。在此過程中，高校往往注重檢測基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，而認(rèn)證機(jī)構(gòu)更關(guān)注實(shí)踐操作的訓(xùn)練和檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實(shí)施。同時(shí)，在教學(xué)和培訓(xùn)過程中，往往會(huì)出現(xiàn)以通過相關(guān)的資質(zhì)認(rèn)證考核為導(dǎo)向，檢測的材料種類單一，工件的形狀固定，缺乏引入檢測行業(yè)內(nèi)部新技術(shù)，大大限制了學(xué)生探索性和創(chuàng)新性等綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。新工科人才培養(yǎng)模式要求高校依據(jù)工程技術(shù)人才所必須具備的知識(shí)能力及素質(zhì)要求，采用啟發(fā)式和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力［7-8］。如何針對(duì)目前無損檢測人員教學(xué)與培訓(xùn)中存在的問題以及結(jié)合當(dāng)前新工科對(duì)學(xué)生綜合能力素質(zhì)的新要求，為了培養(yǎng)具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)和突出綜合能力的相關(guān)檢測人員，圍繞超聲檢測的實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)踐教學(xué)課程，從理論基礎(chǔ)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)效果評(píng)價(jià)3 個(gè)方面對(duì)超聲檢測課程教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

1 超聲檢測實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)模式

超聲檢測的物理基礎(chǔ)是聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)根據(jù)波的反射、透射和折射等現(xiàn)象以及依據(jù)聲速，衰減等參數(shù)對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢測。因此該課程的理論基礎(chǔ)涉及材料性能及加工、振動(dòng)與波動(dòng)及波的傳播特性等。目前對(duì)檢測基礎(chǔ)理論的講解多是通過課堂按計(jì)劃在固定時(shí)間段進(jìn)行講授，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)等綜合能力沒有得到很好的鍛煉。因此在基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)踐中，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面做了針對(duì)性的改進(jìn)和探索。

（1）在教學(xué)內(nèi)容上，將基礎(chǔ)理論、工程應(yīng)用和課程思政緊密結(jié)合。將教學(xué)內(nèi)容從課本知識(shí)拓展至更貼近工程場景中所需要的材料、工藝等方面的內(nèi)容，并加強(qiáng)課程思政的內(nèi)容融合。比如金屬材料性能及加工的講授要與工程材料緊密結(jié)合，著重介紹鋼、鋁合金、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等常見材料的模量、強(qiáng)度等力學(xué)性能，結(jié)合實(shí)例不僅讓學(xué)生對(duì)這些材料有直觀的認(rèn)識(shí)，而且掌握使用這些材料的優(yōu)勢。在講解金屬的加工工藝時(shí)則根據(jù)生活中常見金屬結(jié)構(gòu)（板、棒和管等）講解加工工藝，結(jié)合焊接工藝分析在加工過程中易產(chǎn)生的缺陷，分析這些缺陷產(chǎn)生的危害。此外，無損檢測專業(yè)培養(yǎng)的是質(zhì)量檢驗(yàn)方面的專業(yè)工程人才，除了需要具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，還需要具有客觀正直的個(gè)人品德，以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的“工匠”精神，能夠在社會(huì)主義核心價(jià)值觀的指引下追求全面發(fā)展，因此相關(guān)的思政內(nèi)容也融合進(jìn)各個(gè)章節(jié)的理論教學(xué)中。

（2）在實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)方面，運(yùn)用橫向、縱向?qū)Ρ冉虒W(xué)法加深對(duì)物理概念的理解。與其他無損檢測方法相比，超聲檢測的基礎(chǔ)理論中概念多且有難度。在教學(xué)中不斷改進(jìn)教學(xué)方法可加深學(xué)生對(duì)相關(guān)概論的理解，為實(shí)踐應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。在理論講授過程中用對(duì)比的方法來突出不同知識(shí)點(diǎn)間的差異，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的理解。在講解振動(dòng)與波動(dòng)時(shí)，通過橫向?qū)Ρ龋怀稣駝?dòng)是描述空間一個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的情況，而波動(dòng)則是描述空間一系列質(zhì)點(diǎn)在某一個(gè)時(shí)刻偏離各自平衡位置的振動(dòng)情況。當(dāng)講授到聲壓和聲強(qiáng)概念時(shí)，使用縱向?qū)Ρ?，突出聲壓是一個(gè)力學(xué)量，描述空間聲壓相對(duì)于靜止壓強(qiáng)的附加壓強(qiáng)，而聲強(qiáng)則是描述波在傳播過程中介質(zhì)由于振動(dòng)而獲得的能量。在講解波在界面處的垂直入射和斜入射行為時(shí)，將兩者進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，垂直入射重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)界面兩側(cè)介質(zhì)因聲阻抗差異而引起反射波和透射波能量的重新分配；而斜入射行為則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)聲波斜入射至界面處由于材料聲速差異導(dǎo)致波傳播方向發(fā)生改變。教學(xué)過程中通過反復(fù)運(yùn)用這種橫向和縱向的知識(shí)點(diǎn)對(duì)比和歸納總結(jié)，幫助學(xué)生構(gòu)建更加清晰的物理概念和物理圖像，為后面的工業(yè)應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。

（3）在理論教學(xué)中布置設(shè)計(jì)類任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的自主思考和創(chuàng)新能力。在理論講授過程中布置設(shè)計(jì)性任務(wù)給學(xué)生完成，這樣不僅能夠鞏固上課所講的理論知識(shí)，而且能夠開拓學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生自主思考和創(chuàng)新的能力。隨著新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)，不同行

業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測時(shí)都會(huì)遇到各種各樣的技術(shù)難題。將這些難題按知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類并以任務(wù)形式布置給學(xué)生，不僅可以讓學(xué)生熟悉工業(yè)生產(chǎn)中檢測存在的問題，而且能讓學(xué)生查閱資料充分自主思考，提出自己的見解。教師結(jié)合已有的解決方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，能夠歸納總結(jié)，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。在鋁合金焊縫超聲檢測的過程中，缺陷定位必須對(duì)材料的橫波聲速以及探頭的折射角進(jìn)行測定。行業(yè)中通用試塊材質(zhì)都為鋼，為了方便測量兩個(gè)參數(shù)，需自行設(shè)計(jì)鋁合金試塊。教學(xué)時(shí)將該問題分成兩個(gè)任務(wù)：①設(shè)計(jì)合金材料橫波聲速的對(duì)比試塊；②在對(duì)比試塊上制作反射體能滿足橫波的折射角測定要求。圖1 所示為參考現(xiàn)有通用鋼制試塊而設(shè)計(jì)的鋁合金材料船形試塊和半圓試塊，試塊的尺寸可根據(jù)檢測工件的尺寸和工藝來確定。通過上述方法能讓學(xué)生緊密結(jié)合波在圓柱面上反射規(guī)律和折射定律，自主思考和設(shè)計(jì)相關(guān)試塊，充分培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，解決現(xiàn)場檢測中的實(shí)際問題。近年來為了服務(wù)于國家能源戰(zhàn)略和化學(xué)品海洋運(yùn)輸，不銹鋼特種船的建造逐步成為各造船廠的新產(chǎn)業(yè)。在船舶建造過程中，不銹鋼焊縫的質(zhì)量檢測是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。由于不銹鋼焊縫組織晶體粗大且各向異性使其與檢測常規(guī)鋼焊縫的超聲技術(shù)明顯不同。根據(jù)ISO-22825（2017）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不銹鋼焊縫組織超聲檢測時(shí)須采用雙晶縱波聚焦斜探頭檢測焊縫內(nèi)部缺陷，而表面缺陷則需用爬波探頭進(jìn)行檢測［9］。圖2 所示為爬波探頭的設(shè)計(jì)圖。在課堂上提出設(shè)計(jì)適用于不銹鋼焊縫檢測的爬波探頭和不同聚焦深度的雙晶縱波聚焦斜探頭任務(wù)，不僅能夠鞏固臨界角知識(shí)，而且能夠擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面，進(jìn)一步拓展學(xué)生自主思考和創(chuàng)新能力。

圖1 鋁合金制作的船形試塊和半圓試塊

圖2 爬波探頭的設(shè)計(jì)方案

2 超聲檢測課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

高校傳統(tǒng)的專業(yè)人才培養(yǎng)模式一般以學(xué)科為導(dǎo)向，注重專業(yè)教育，開設(shè)的課程也通常局限在本學(xué)科內(nèi)，缺少跨學(xué)科和跨專業(yè)的交叉融合。而新工科人才培養(yǎng)應(yīng)以創(chuàng)新型工程人才作為人才培養(yǎng)的中心，結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略服務(wù)于新興技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在教學(xué)中以啟發(fā)式和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式為主，通過啟發(fā)式教學(xué)，使學(xué)生在原有的學(xué)業(yè)基礎(chǔ)上不斷拓展學(xué)習(xí)空間，開闊視野；采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式，在任務(wù)中學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作緊密結(jié)合。超聲檢測是一門操作實(shí)踐要求高的課程，要求利用聲學(xué)在材料中的傳播特性對(duì)材料的完整性和連續(xù)性進(jìn)行評(píng)判。在課程組織實(shí)施過程中通過開放選課、自由組隊(duì)、團(tuán)隊(duì)合作、分項(xiàng)任務(wù)等方式，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望和實(shí)踐熱情；同時(shí)在課程學(xué)時(shí)中劃出部分學(xué)時(shí)并結(jié)合第二課堂，將生產(chǎn)中工程問題項(xiàng)目化并設(shè)置成選做實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思維創(chuàng)新，促進(jìn)課堂知識(shí)與實(shí)際工程應(yīng)用相互關(guān)聯(lián)，逐步提高工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放運(yùn)行，任務(wù)驅(qū)動(dòng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)。

超聲檢測實(shí)驗(yàn)課程以工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分為鍛件、鑄件、管件以及焊縫的檢測，學(xué)生可通過學(xué)校的網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)選課平臺(tái)開放選課，自由組隊(duì)，明確分工。確定要完成的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生需查閱資料自主學(xué)習(xí)相關(guān)結(jié)構(gòu)的超聲檢測技術(shù)和缺陷定量以及性質(zhì)判定方法；同時(shí)為了完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生可在指定的時(shí)間段內(nèi)到實(shí)驗(yàn)室熟悉儀器探頭的操作以及測定相關(guān)材料參數(shù)。在此過程中，教師可面對(duì)面地解答學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和熟悉儀器過程中遇到的問題，當(dāng)然也可以通過QQ和微信線上答疑。學(xué)生在完成理論準(zhǔn)備和掌握設(shè)備基本操作的基礎(chǔ)上合作完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過完成一系列的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，有目的地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，同時(shí)團(tuán)隊(duì)隊(duì)友之間相互協(xié)作，進(jìn)一步加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神和集體觀念。

（2）依據(jù)工程問題設(shè)置選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。在超聲檢測實(shí)驗(yàn)實(shí)施的過程中，凝練工程實(shí)際問題，積極引導(dǎo)學(xué)生思考，找出問題的解決方法并附諸于實(shí)施。例如學(xué)生在熟練儀器設(shè)備操作時(shí)要對(duì)材料傳播聲速進(jìn)行測定，此時(shí)可針對(duì)各種船舶年度檢驗(yàn)時(shí)需對(duì)各種艙壁和船底板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行測厚［10-11］，引導(dǎo)學(xué)生思考超聲測厚的相關(guān)原理方法，并準(zhǔn)備相應(yīng)的試塊讓學(xué)生用超聲雙晶探頭完成相關(guān)實(shí)踐操作，如圖3 所示。在實(shí)驗(yàn)課程中向?qū)W生強(qiáng)調(diào)材料聲速（縱波和橫波）是重要物理量，它與材料的彈性模量以及泊松比密切相關(guān)［12］，也可以用聲速測試材料或結(jié)構(gòu)在役使用過程中的載荷應(yīng)力和殘余應(yīng)力［13］。此外，結(jié)合工程中脆性材料（玻璃）無法用力學(xué)的靜態(tài)拉伸法測試彈性模量的問題，可以通過選做實(shí)驗(yàn)的形式實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)超聲法評(píng)估材料的彈性模量和剪切模量，達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品工藝參數(shù)的目的，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4 所示。由于課程學(xué)時(shí)有限，有些工程問題比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間較多，因此可以在課后第二課堂以實(shí)驗(yàn)專題的形式吸引學(xué)生加入。通過多層次多渠道的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練緊密結(jié)合工程實(shí)際，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)問題的能力，鼓勵(lì)學(xué)生提出解決問題的新思路和新方法，不斷提高工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

圖3 超聲雙晶探頭測試工件厚度

圖4 超聲動(dòng)態(tài)法測試玻璃的彈性模量及泊松比

（3）借助工程軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，鞏固理論知識(shí)并指導(dǎo)學(xué)生開展參數(shù)化研究。超聲波在材料中傳播時(shí)許多規(guī)律與光學(xué)相似，但由于聽不見、看不清的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生對(duì)聲波的反射、折射以及散射規(guī)律無直觀的印象。通過有限元仿真可以模擬聲波與缺陷之間的相互作用，形象地展示聲波在缺陷或邊界處的反射以及散射等現(xiàn)象，模擬結(jié)果可以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較印證，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論和過程的理解更加透徹。在教師的指導(dǎo)下學(xué)生可以學(xué)習(xí)和掌握有限元模擬仿真的研究工具，嘗試細(xì)致和參數(shù)化分析聲學(xué)的相關(guān)規(guī)律，為后期科學(xué)研究分析工程問題打下基礎(chǔ)。圖5（a）所示為用有限元模擬超聲縱波檢測鍛件內(nèi)部缺陷，圖5（b）所示為用超聲橫波在焊縫內(nèi)部檢測缺陷的模擬。通過上述環(huán)節(jié)，大大加深了學(xué)生對(duì)聲學(xué)理論的理解，使學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法和手段。

（4）緊跟工程研究熱點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)研產(chǎn)融合。隨著新技術(shù)新材料不斷發(fā)展，相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測提出了新的要求。在超聲檢測實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，不僅需強(qiáng)化理論基礎(chǔ)和實(shí)踐操作教學(xué)體系緊密結(jié)合，而且需要注重不同行業(yè)的檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實(shí)施應(yīng)用。同時(shí)，在教學(xué)過程中要密切跟蹤行業(yè)的研究熱點(diǎn)，關(guān)注行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的更新，注重企業(yè)單位的需求，形成高校與企業(yè)結(jié)合的立體化培養(yǎng)體系，不斷拓展學(xué)生視野，促進(jìn)科研成果逐步向?qū)嶋H生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)學(xué)研產(chǎn)有機(jī)融合［14-15］。在超聲檢測行業(yè)中，非線性超聲檢測技術(shù)是近期研究的熱點(diǎn)，該技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)中微尺度的損傷有著較高的靈敏度，尤其對(duì)金屬材料的疲勞損傷有著較高檢測靈敏度。非線性超聲檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)材料疲勞損傷檢測和剩余壽命評(píng)估工作［16］，如圖6 所示。通過在高校與企業(yè)間聯(lián)合建立的培養(yǎng)體系，真正實(shí)現(xiàn)面向生產(chǎn)需求的工程創(chuàng)新實(shí)踐。

圖5 用有限元模擬超聲波檢測工件內(nèi)部缺陷

圖6 非線性超聲法評(píng)估復(fù)合材料的殘余壽命

3 超聲檢測實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系

超聲檢測技術(shù)是用超聲方法檢測材料性能和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的技術(shù)，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收的方法。超聲檢測課程傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)主要是根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)測試數(shù)據(jù)質(zhì)量和提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來進(jìn)行評(píng)定。這種教學(xué)評(píng)價(jià)體系無法對(duì)新工科培養(yǎng)模式下學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主參與度、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

建立新的課程教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系（見圖7），對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力、測試數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在新建立的評(píng)價(jià)體系中自主學(xué)習(xí)能力占比20%，包括學(xué)生在預(yù)選了實(shí)驗(yàn)任務(wù)后對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)理論的自主學(xué)習(xí)，以及自行到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行儀器設(shè)備基本操作使用。具體操作時(shí)可通過與學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)問答交流以及儀器操作熟練程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力方面占比30%，該部分主要評(píng)估學(xué)生實(shí)施檢測任務(wù)的過程中實(shí)驗(yàn)流程是否合乎規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，探頭試塊選用是否合理，遇到問題解決方案是否合理，提出方案的創(chuàng)新性和實(shí)施性。測試數(shù)據(jù)和報(bào)告占比40%，這部分主要評(píng)估學(xué)生在檢測過程中數(shù)據(jù)的可靠性和可重復(fù)性，對(duì)學(xué)生熟練掌握儀器操作提出較高的要求；同時(shí)，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的條理性和完整性也是評(píng)分高低的主要因素。最后一個(gè)方面是實(shí)驗(yàn)小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作的程度占比10%。這部分主要評(píng)估實(shí)驗(yàn)小組在預(yù)選實(shí)驗(yàn)任務(wù)后分工合理性、組內(nèi)各成員任務(wù)完成是否及時(shí)、以及實(shí)驗(yàn)組織實(shí)施有序和協(xié)調(diào)性。通過以上方面對(duì)整個(gè)教學(xué)過程進(jìn)行評(píng)估，充分考慮了學(xué)生實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)后的全過程，同時(shí)將學(xué)生自主學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作都納入了評(píng)估范圍。

圖7 超聲檢測課程教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系

4 結(jié) 語

為了配合新時(shí)代的新工科背景下人才培養(yǎng)，以培養(yǎng)具備自主學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的工程人才為教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)超聲檢測課程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)踐。在超聲檢測理論教學(xué)時(shí)，緊密結(jié)合工程實(shí)際，充分采用對(duì)比法教學(xué)加深物理概念理解，設(shè)置設(shè)計(jì)性任務(wù)培養(yǎng)自主思考和創(chuàng)新能力。超聲檢測實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用開放模式運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)選題以工程問題為背景，借助有限元仿真，注重學(xué)研產(chǎn)融合，大力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。建立了適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，有效促進(jìn)新工科人才培養(yǎng)模式的持續(xù)運(yùn)行。