新工科人才培養(yǎng)模式下超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

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(guó)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(cè)技術(shù)作為常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)中一項(xiàng)重要的檢測(cè)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(cè)和產(chǎn)品在役使用中的檢查維護(hù)，無損檢測(cè)技術(shù)都能提供有力的技術(shù)保障。無損檢測(cè)技術(shù)人員尤其是超聲檢測(cè)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(cè)人員的資質(zhì)培訓(xùn)，加劇了無損檢測(cè)工程技術(shù)人員的緊缺狀態(tài)。國(guó)家人社部中國(guó)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(cè)，收集匯總2020 年前三季度人力資源市場(chǎng)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(cè)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(guó)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(cè)工程技術(shù)人才需求的緊缺程度。

長(zhǎng)期以來，無損檢測(cè)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(cè)人員需要掌握檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)的材料種類單一，工件的形狀固定，缺乏引入檢測(cè)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(cè)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(cè)人員，圍繞超聲檢測(cè)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(cè)課程教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

1 超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)模式

超聲檢測(cè)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(cè)。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(cè)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(chǎng)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(shì)。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(cè)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(cè)方法相比，超聲檢測(cè)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?，突出振?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龋怪比肷渲攸c(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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)定。行業(yè)中通用試塊材質(zhì)都為鋼，為了方便測(cè)量?jī)蓚€(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(cè)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(cè)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(chǎng)檢測(cè)中的實(shí)際問題。近年來為了服務(wù)于國(guó)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(cè)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(cè)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(cè)時(shí)須采用雙晶縱波聚焦斜探頭檢測(cè)焊縫內(nèi)部缺陷，而表面缺陷則需用爬波探頭進(jìn)行檢測(cè)［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(cè)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(cè)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(guó)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(cè)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(cè)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(cè)，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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)厚［10-11］，引導(dǎo)學(xué)生思考超聲測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試工件厚度

圖4 超聲動(dòng)態(tài)法測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)提出了新的要求。在超聲檢測(cè)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(cè)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(cè)行業(yè)中，非線性超聲檢測(cè)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(cè)靈敏度。非線性超聲檢測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)材料疲勞損傷檢測(cè)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(cè)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(cè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系

超聲檢測(cè)技術(shù)是用超聲方法檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)課程教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系

4 結(jié) 語(yǔ)

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(cè)課程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)踐。在超聲檢測(cè)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(cè)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。