測控技術(shù)與儀器(無損檢測)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃分析與探索

宋　凱，盧　超，敖　波，陳振華

(南昌航空大學(xué) 無損檢測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南昌 330063)

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測控技術(shù)與儀器(無損檢測)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃分析與探索

宋凱，盧超，敖波，陳振華

(南昌航空大學(xué) 無損檢測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南昌 330063)

摘要：研究了我校無損檢測專業(yè)的19852014級培養(yǎng)計(jì)劃，對培養(yǎng)目標(biāo)、理論教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)體系的模塊學(xué)時分配開展了分析，數(shù)據(jù)表明我校相關(guān)專業(yè)為適應(yīng)不同時期的形勢變化，對培養(yǎng)計(jì)劃的課程設(shè)置和學(xué)時分配進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)置。培養(yǎng)計(jì)劃調(diào)整既反映了我校無損檢測專業(yè)方向發(fā)展歷程，也是我國無損檢測本科教育的一個縮影，同時對新版培養(yǎng)計(jì)劃提出了改革的設(shè)想。

關(guān)鍵詞：無損檢測；培養(yǎng)計(jì)劃；高等教育

30多年來，測控技術(shù)與儀器(無損檢測)專業(yè)從無到有歷經(jīng)了艱苦創(chuàng)業(yè)、調(diào)整充實(shí)、提高發(fā)展等幾個階段，目前人才培養(yǎng)定位為：培養(yǎng)思想素質(zhì)好、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要、具有創(chuàng)新精神，具備無損檢測理論和工藝、檢測信號處理、檢測儀器的設(shè)計(jì)和開發(fā)能力，以及材料加工、力學(xué)性能測試、質(zhì)量控制等方面的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力，能在航空、機(jī)械等國民經(jīng)濟(jì)各部門從事工業(yè)無損檢測、檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)、檢測項(xiàng)目運(yùn)行管理等方面工作，獲得檢測工程師基本訓(xùn)練的應(yīng)用型高級專門人才。

筆者以測控技術(shù)與儀器(無損檢測)專業(yè)19852014級的專業(yè)培養(yǎng)方案為研究對象，采用模塊分析、縱向?qū)Ρ鹊姆椒ǚ治鰧W(xué)時分配及變化規(guī)律，展現(xiàn)我校相關(guān)專業(yè)系部為適應(yīng)形勢變化，所開展的大量修訂與探索工作，以反映我校無損檢測專業(yè)方向發(fā)展歷程。

1歷史沿革與培養(yǎng)計(jì)劃現(xiàn)狀

1978年由國務(wù)院國防工業(yè)辦公室組織的對全國范圍內(nèi)軍工企業(yè)無損檢測工作的調(diào)研中一致認(rèn)為，無損檢測專業(yè)人員由于未經(jīng)過系統(tǒng)的教育，在一定程度已經(jīng)影響和制約了無損檢測技術(shù)在國防系統(tǒng)的應(yīng)用，而當(dāng)時無損檢測高等教育在中國尚屬空白。為加強(qiáng)國防工業(yè)無損檢測技術(shù)人才的培養(yǎng)，推動我國無損檢測技術(shù)的發(fā)展，國務(wù)院國防工業(yè)辦公室于1979年在廣西南寧召開的全國國防工業(yè)系統(tǒng)無損檢測工作會議明確提出：在南昌航空工業(yè)學(xué)院(現(xiàn)南昌航空大學(xué))籌建無損檢測本科專業(yè)。

經(jīng)過部高等教育司審查后批準(zhǔn)，于1982年以機(jī)械制造工藝與設(shè)備專業(yè)(無損檢測專門化)的名義開始正式招生。兩年后在我國著名科學(xué)家錢學(xué)森的親自關(guān)心過問和原國防工辦的支持下，1984年經(jīng)原國家教委的批準(zhǔn)在南昌航空工業(yè)學(xué)院(現(xiàn)南昌航空大學(xué))設(shè)置“無損檢測”本科專業(yè)，并正式列入高等教育本科專業(yè)目錄，目錄編號為：“軍(0602)(試辦)《無損檢測》”[1]，從而為我國無損檢測高等教育揭開了新的一頁。

1.1培養(yǎng)目標(biāo)及要求

培養(yǎng)目標(biāo)是本科專業(yè)的靈魂核心，其定位將決定專業(yè)的發(fā)展，特色的形成也與培養(yǎng)目標(biāo)的變化息息相關(guān)。我校無損檢測專業(yè)長期以來堅(jiān)持把“培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的高級無損檢測技術(shù)專業(yè)人才”作為人才培養(yǎng)目標(biāo)[2]，并通過多年來的反復(fù)探索、實(shí)踐,不斷進(jìn)行了改革和完善。

表1為19852014級的培養(yǎng)計(jì)劃目標(biāo)。在1994年之前專業(yè)名稱為”無損檢測”，專業(yè)定位清晰明確，即培養(yǎng)無損檢測高級工程技術(shù)人才，獲得相應(yīng)的工程師基本訓(xùn)練。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，不僅關(guān)注常規(guī)無損檢測，對產(chǎn)品的預(yù)控、檢測及無損檢測新技術(shù)也日益重視，從而也拓寬了對人才培養(yǎng)的口徑。

表1　南昌航空大學(xué)不同年級無損檢測專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)比較

1994年教育部調(diào)整專業(yè)目錄，大幅減少本科專業(yè)，因此專業(yè)名稱調(diào)整為“檢測技術(shù)及儀器儀表”，但本科培養(yǎng)方向仍堅(jiān)持無損檢測方向，因此專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)也沒有大的調(diào)整，僅僅在表達(dá)上進(jìn)一步明確了“針對材料和產(chǎn)品的物理性能、組織結(jié)構(gòu)和缺陷進(jìn)行無損檢測”。值得注意的是，培養(yǎng)目標(biāo)中第一次提出培養(yǎng)應(yīng)用型高等工程技術(shù)人才，這是符合無損檢測專業(yè)的實(shí)際情況的。

1998年專業(yè)名稱進(jìn)一步調(diào)整為“測控技術(shù)與儀器”，這期間教研室對專業(yè)培養(yǎng)方向進(jìn)行了大討論，經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)研和討論后研究認(rèn)為，為適應(yīng)教育部“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的要求，專業(yè)屬“儀器科學(xué)與技術(shù)”的測控技術(shù)與儀器，并且學(xué)校將“電子測量技術(shù)”專業(yè)也調(diào)整至我教研室，因此增設(shè)計(jì)算機(jī)測控與儀器技術(shù)方向。在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)上將無損檢測和計(jì)算機(jī)測控與儀器技術(shù)方向的共性提煉出來，即掌握有關(guān)信息量的檢測、轉(zhuǎn)換分析和處理的原理、方法和技術(shù)，這期間涉及了1999級2007級共8屆學(xué)生。

1.2理論教學(xué)體系

無損檢測是一門集物理學(xué)、材料科學(xué)、電子技術(shù)、測量技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)于一體的工程型應(yīng)用學(xué)科，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。隨電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無損檢測涉及的內(nèi)容越來越豐富，新技術(shù)不斷拓展，具有明顯的學(xué)科交叉、內(nèi)涵豐富、外延寬廣等鮮明特點(diǎn)。

圖1　公共課學(xué)時變化

無損檢測專業(yè)理論課程按照功能模塊可分為公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和專業(yè)選修課。公共課涉及政治理論課、英語、體育和軍事理論等，從19852014級其學(xué)時變化如圖1所示。由圖1可以看出，初辦專業(yè)之時公共課學(xué)時較少，1985級僅為638學(xué)時，隨后公共課學(xué)時急劇增加，直到1992級達(dá)到最高值858學(xué)時，之后由于涉及了專業(yè)目錄調(diào)整，公共課學(xué)時逐漸下降，經(jīng)過幾次波動后，現(xiàn)在基本穩(wěn)定在770學(xué)時左右。

無損檢測專業(yè)基礎(chǔ)課根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)主要由學(xué)科基礎(chǔ)課、電子類基礎(chǔ)課、材料類基礎(chǔ)課和檢測類基礎(chǔ)課構(gòu)成，學(xué)科基礎(chǔ)課包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理和工程數(shù)學(xué)三類課程。圖2為19852014級學(xué)科基礎(chǔ)課的學(xué)時變化規(guī)律，可看出專業(yè)設(shè)置之初對學(xué)科基礎(chǔ)課很重視，學(xué)時達(dá)到529學(xué)時，在1990級達(dá)到最高點(diǎn)552學(xué)時，后持續(xù)下降，在2002級達(dá)到最低點(diǎn)486學(xué)時；由于是基礎(chǔ)類型課程，上述學(xué)時的差異對專業(yè)的影響不十分顯著。電子類基礎(chǔ)課包括計(jì)算機(jī)語言、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)方面課程，學(xué)時分配如圖3所示，學(xué)時波動十分明顯，在1990級之前基本小于300學(xué)時，而1992級之后陡然升至450學(xué)時以上，至部分年級甚至超過了500學(xué)時。這是由于專業(yè)在1994年以后被調(diào)整至儀器類專業(yè)，一方面為了符合儀器類的基本培養(yǎng)要求;另一方面也為了給學(xué)生拓展一個就業(yè)的渠道。

材料類基礎(chǔ)課歷來是無損檢測方向的重要基礎(chǔ)課，主要體現(xiàn)在材料、加工技術(shù)和斷裂及失效分析等方面，其學(xué)時變化如圖4所示。受電子類基礎(chǔ)課程的影響，材料類基礎(chǔ)課學(xué)時不斷減少，特別指出的是，2002級的材料類基礎(chǔ)課學(xué)時得到了一定加強(qiáng)，檢測類基礎(chǔ)課主要由常規(guī)無損檢測技術(shù)課程的理論基礎(chǔ)課如電磁場理論、射線學(xué)基礎(chǔ)等構(gòu)成，學(xué)時設(shè)置的變化如圖5所示，呈現(xiàn)單調(diào)遞減規(guī)律，主要原因是電子類基礎(chǔ)課占去了大量的學(xué)時，而這部分教學(xué)內(nèi)容則放置在專業(yè)檢測課程中完成。

圖2　學(xué)科基礎(chǔ)課學(xué)時變化

圖3　電子類基礎(chǔ)課學(xué)時變化

圖4　材料類基礎(chǔ)課學(xué)時變化

專業(yè)檢測課程一直相對比較穩(wěn)定，包括超聲檢測、射線檢測、電磁檢測和滲透檢測，按照五大常規(guī)檢測技術(shù)設(shè)置，較長的一段時間內(nèi)，光學(xué)無損檢測課程也是必修課程，即使后來放在了選修序列，由于光學(xué)檢測技術(shù)的重要性[3]，也是作為最重要的選修課之一。

值得一提的是，從各類課程來看,1992級學(xué)時都相對較多，理論課程總學(xué)時達(dá)到了2942學(xué)時，比現(xiàn)行2011版培養(yǎng)計(jì)劃多了644學(xué)時，屬于學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)最重的一屆了。

圖6　實(shí)踐教學(xué)學(xué)時變化

1.3實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)踐教學(xué)對于培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高學(xué)生實(shí)踐能力有著特別重要的作用，主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)實(shí)習(xí)、課程實(shí)習(xí)、社會實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、技能訓(xùn)練和畢業(yè)設(shè)計(jì)等[4]。圖6為19852014級實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時分配變化，圖7為與無損檢測密切相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié),如專業(yè)課程設(shè)計(jì)、技能訓(xùn)練和畢業(yè)設(shè)計(jì)等的學(xué)時安排。由圖67可見,在多年的培養(yǎng)計(jì)劃修訂過程中,學(xué)校注重加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合，重視實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)，做到了實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)同等重要。目前專業(yè)集中實(shí)踐周為40周，比1985級的28周增加了43%，與無損檢測密切相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)由長期的23周也增加到目前的28周。同時改變了較早的實(shí)驗(yàn)教學(xué)附屬于理論課的狀況，單獨(dú)開設(shè)了不少實(shí)驗(yàn)課程。1986年首次設(shè)置的技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)是專業(yè)發(fā)展過程中的一個亮點(diǎn)，解決了學(xué)生畢業(yè)后實(shí)踐動手能力不強(qiáng)、考證通過率低的狀況，是目前一直持續(xù)堅(jiān)持的環(huán)節(jié)，設(shè)置時間總體為34周，如圖8所示，涉及的檢測方法為超聲檢測、射線檢測和磁粉檢測。

圖7　與無損檢測密切相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時變化

圖8　技能訓(xùn)練學(xué)時變化

2培養(yǎng)計(jì)劃修訂的幾點(diǎn)思考

新版培養(yǎng)計(jì)劃修訂是在學(xué)校開展“真正”學(xué)分制改革的背景下進(jìn)行的，實(shí)施學(xué)分制是真正體現(xiàn)以人為本、以學(xué)生為中心的現(xiàn)代教育理念的重要舉措，是落實(shí)因材施教原則，培養(yǎng)個性化創(chuàng)新人才，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的制度保證[5-6]。根據(jù)我校工作部署，這是我校全日制本科生實(shí)施的重要教學(xué)改革。

對于測控技術(shù)與儀器(無損檢測)專業(yè)，培養(yǎng)具有鮮明的無損檢測特色的應(yīng)用型高級專門人才是我院一直追求的目標(biāo)，我們的辦學(xué)理念是：無損理論與工藝方法并重,檢測技術(shù)與測控系統(tǒng)相融,技能訓(xùn)練與資格取證結(jié)合,特色行業(yè)與國防工業(yè)兼?zhèn)洹?/p>

基于此，針對歷屆培養(yǎng)計(jì)劃的分析，我們對學(xué)分制人才培養(yǎng)計(jì)劃的主要改革思路為：

(1) 明晰人才培養(yǎng)理念。圍繞培養(yǎng)“思想素質(zhì)好、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要、具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級專門人才”的我校人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，正確處理應(yīng)用型人才培養(yǎng)與厚基礎(chǔ)、寬口徑之間的關(guān)系。改革教育教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性，在專業(yè)教學(xué)階段積極采用研究式和探究式的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，逐漸形成了以應(yīng)用為導(dǎo)向、以能力為本位、基礎(chǔ)實(shí)、知識寬、重實(shí)踐、強(qiáng)能力的本科層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

(2) 選擇合理的學(xué)科基礎(chǔ)課、材料類和電子類基礎(chǔ)課的分配方案。利用我校擬實(shí)行的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電子類課程的分類分級教學(xué)，根據(jù)課程內(nèi)容前后的要求和銜接，適度降低學(xué)科基礎(chǔ)課的比例，增加材料類課程學(xué)時，并注重取舍服務(wù)于無損檢測方向的內(nèi)容安排，總體降低電子類基礎(chǔ)課學(xué)時，不過度強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)完備性，可引導(dǎo)學(xué)生在無損檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向的興趣。及時更新教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供符合時代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)課程間邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，注意系列課程之間的銜接，進(jìn)行必要的課程重組和整合，避免課程內(nèi)容簡單重復(fù)。

(3) 加強(qiáng)專業(yè)檢測類課程和無損檢測新技術(shù)選修課的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理。專業(yè)檢測類課程以五大常規(guī)檢測課程為抓手，注重常規(guī)檢測技術(shù)發(fā)展，緊跟社會的進(jìn)步；梳理各行業(yè)工業(yè)中已經(jīng)應(yīng)用較為成熟的檢測新技術(shù)，按技術(shù)類別或行業(yè)對象形成多門無損檢測新技術(shù)課程；對于新技術(shù)類別課程的實(shí)驗(yàn)可梳理系內(nèi)現(xiàn)有的教師科研設(shè)備開展演示實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)一步建立以CIVA仿真軟件為主的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的仿真計(jì)算，通過“場”的觀測深刻理解無損檢測新技術(shù)原理和方法。

(4) 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié), 突出學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。整合實(shí)踐教學(xué)課程體系，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以無損檢測工藝與實(shí)驗(yàn)、無損檢測課程設(shè)計(jì)、無損檢測技能訓(xùn)練、無損檢測工程師技能訓(xùn)練、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和職業(yè)資格取證為能力逐層遞進(jìn)環(huán)節(jié)，輔以無損檢測新技術(shù)與儀器設(shè)備創(chuàng)新訓(xùn)練、無損檢測科研助手、“三小”項(xiàng)目和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等，按照基本技能層、綜合應(yīng)用能力與初步設(shè)計(jì)能力層、工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層等“三層次”，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，有機(jī)地結(jié)合創(chuàng)新性、開放性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)成獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系。調(diào)動學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的積極性，鼓勵學(xué)生積極參加職業(yè)資格證書考試。

(5) 積極推進(jìn)培養(yǎng)計(jì)劃中的平臺+模塊的模式，探索“卓越無損檢測工程師”計(jì)劃的人才培養(yǎng)模式[7]。培養(yǎng)計(jì)劃中必修課大量縮減，選修課程學(xué)時迅速增加，模塊的指導(dǎo)作用更為重要；我專業(yè)是教育部卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，實(shí)行3+1的培養(yǎng)方案，采取了在企業(yè)1年的分散學(xué)習(xí)，聘請企業(yè)骨干力量為兼職教師，選擇有特色且能實(shí)現(xiàn)“雙贏”的企業(yè)，根據(jù)其需求和條件設(shè)置特色課程。

3結(jié)語

對無損檢測專業(yè)方向歷屆培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了綜合分析，從培養(yǎng)目標(biāo)及要求、理論教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)體系的學(xué)時分配及設(shè)置變化規(guī)律等方面進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步提出了新版人才培養(yǎng)計(jì)劃修訂思路，為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的無損檢測高級人才。

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The Analysis and Exploration of the Measuring and Control Technology and Instrumentations (NDT) Specialty Cultivation Plan

SONG Kai, LU Chao, AO Bo, CHEN Zheng-hua

(Key Laboratory of Nondestructive Test ( Ministry of Education), Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China)

Abstract：The NDT (nondestructive testing) specialty cultivation plan from class 1985 to 2014 was studied, and class hour distribution of different modules about training objective, theory education and practical teaching system were also analyzed. The setting data show that the program curriculum and class hours is optimized settings to adapt to changes in different periods situation. On the one hand the adjustment of specialty cultivation plan reflects the professional development of NDT specialty in our school, and on the other hand it is a miniature of the nondestructive testing of undergraduate education in our country. At last, we proposed the reform tentative plan on the credit system edition of the specialty cultivation plan.

Key words:Nondestructive testing; Specialty cultivation plan; Undergraduate education

中圖分類號：TG115.28

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-6656(2016)04-0074-05

DOI:10.11973/wsjc201604018

作者簡介：宋凱(1975-)，男，博士，副教授，系主任，從事電磁無損檢測的教學(xué)和科研工作。通信作者：宋凱，E-mail: songkainiat@tom.com。

基金項(xiàng)目：江西省卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃建設(shè)資助項(xiàng)目(贛教高字(2014)42號)

收稿日期：2015-09-24