無損檢測技術課程教學研究

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一、引言

無損檢測技術是一種不損害被檢測對象的使用性能作為前提，應用多種的物理、化學原理，通過對各種工程用材料、零部件和結構件進行檢驗和測試，并評價材料的連續性、完整性以及安全性等多種性質的一種檢測技術方法。無損檢測技術可以探測材料或構件內部是否有缺陷，并對缺陷的形狀、方位、大小、取向、分布和夾雜物等復雜情況進行判斷，還可以提供材料的組織分布、應力狀態等機械或物理性能方面的信息。無損檢測技術在石油化工、機械制造、汽車、輪船、航空航天以及核能工業等領域中被采用，因此該技術的應用范圍十分廣泛。對于材料類專業的學生而言，無損檢測技術這門課程所涵蓋的專業知識是應當掌握或了解的。特別是材料物理專業的學生，應該更加熟練地掌握這門課程所教授的專業知識。統計近幾年西安石油大學材料科學與工程學院畢業生的就業情況，材料類專業的學生今后從事的工作（包括生產類和科研類）均涉及到無損檢測技術方面的基礎知識。本文針對無損檢測技術的教學研究內容、教學特點和教學方法進行闡述，并在此基礎上提出一些改進。

二、無損檢測技術課程的教學內容與教學方法

1.無損檢測技術課程的教學內容。無損檢測技術在近三十年得到了飛速的發展，這方面的教材如雨后春筍般出現在了各高校的圖書館里。普遍的教材所講述的無損檢測技術主要包括以下幾種：（1）超聲波檢測技術，該技術是利用超聲波原理對檢測對象進行無損探傷和無損評價。（2）射線檢測技術，該技術是利用x射線、γ射線和中子射線等不同射線的原理對檢測對象進行。（3）渦流檢測技術，該技術是利用電磁學的原理在檢測對象上產生渦流電流從而對其進行檢測。（4）磁粉檢測技術，該技術是利用磁粉的聚集顯示鐵磁性材料工件表面與近表面缺陷的檢測方法。（5）滲透檢測技術，該技術是檢測材料表面和近表面開口缺陷的檢測方法。（6）其他檢測技術，包括激光全息檢測技術、聲振檢測技術、微波檢測技術、聲發射檢測技術和紅外檢測技術。2.無損檢測技術課程的教學方法。本課程目前作為大四第一學期的選修課程根據教學大綱將設置32個學時，其中有4個學時是實驗課程，在這有限的學時里，根據指定的教材，有選擇性的進行講授，其他的部分作為自學內容，通過課后的集中答疑對學生提出的問題進行講解。常用的無損檢測技術包括超聲波檢測、射線檢測技術、渦流檢測技術、磁粉檢測技術和滲透檢測技術，對于比較新型的無損檢測技術，特別是最近幾年新發展的但使用不廣泛的，在課堂上稍作介紹，給學生介紹相關的閱讀資料讓學生課后自學。本課程在授課過程中應把握如下授課原則：（1）講述一些無損檢測技術的基本知識、基本原理及常規的應用；（2）若涉及到具體的操作應用，給學生介紹有針對性的閱讀資料，學生在自學中依據專業技術資料繼續深入的學習；（3）本課程的目的是擴大學生的閱讀面、給學生打下無損檢測的技術基礎和應用基礎。

三、無損檢測技術課程的教學特點及教學發展趨勢

1.無損檢測技術課程的教學特點。無損檢測技術目前作為一門選修課，選修的學生很多，可謂是趨之若鶩，原因是該課程具有很強的實踐性，對于那些有了一定材料科學基礎知識積累的學生而言，渴望對先進的專業設備進行了解和操作。根據教學大綱要求，該課程有32個學時，其中有4個學時是實驗課程。無損檢測技術根據教學大綱規定的教學內容，在授課過程中主要采用板書和多媒體相結合的方式；針對超聲波檢測、射線檢測、渦流檢測、滲透檢測和磁粉檢測等常規檢測方法和技術，介紹其基本檢測原理和相關知識時采用板書，在板書講授過程中重點在突出檢測結果的分析和應用實例時要結合多媒體，通過圖片和動畫的放映，增強學生的視覺印象，有利于對文字的理解和記憶。此外，在介紹重點的過程中也針對于紅外檢測、聲發射檢測、聲振檢測、微波檢測和紅外無損檢測等技術簡單地作一介紹，可以對常用的無損檢測技術進行對比，同時擴大學生的知識面。通過授課讓學生對課程的基本內容有了了解，但學生對常用無損檢測設備還停留在了解其原理和功能方面，對具體的操作還缺乏實踐性、并不是很熟悉；所以有必要通過實驗課程讓學生熟悉設備的操作，同時以此來強化和加深對教學內容的掌握。根據實驗課程大綱的要求，本課程開設實驗課的條件是具有常用的檢測設備儀器以及擁有一定數量的具有典型缺陷的結構件。針對不同的零部件和缺陷有選擇性的進行實際操作；例如利用磁粉的聚集狀態對焊接結構件的內部缺陷進行磁粉技術檢測，利用超聲波對焊件的內部缺陷進行超聲波技術檢測等[6，7]。2.無損檢測技術課程的教學發展趨勢。無損檢測技術課程通過板書授課的方式主要要求學生了解和掌握無損檢測技術的基本原理、基本概念和簡單的操作應用方式，再結合有針對性的實驗課程安排，并讓學生親自進行不同設備的操作，以此來加深學生對常用無損檢測技術的認識。伴隨著近些年新材料的研發，新材料的缺陷也變得行色各異，從而促進了無損檢測技術的發展和新型設備的研發和使用，從而導致無損檢測技術這門課程的內容變得越來越多、實踐性越來越強以及相應的信息量越來越大。這就要求授課教師在講授教材上的內容時應加入一些最近的學科發展動態，即添加一些最新的無損檢測技術和相應的設備等，也可以給學生介紹一些科研人員最近的科研成果或發展動態。采用多媒體進行教學時，要多使用幻燈片，通過幻燈片把要講的內容放映在大屏幕上，有文字、有圖片、重點突出、一目了然；同時也可以把課外的一些閱讀材料簡短地介紹給學生，比如其他的檢測技術視頻和影像資料的網址等。無損檢測技術這門選修課在大四的第一學期開設，本科生在畢業之前，特別是有些要攻讀研究生的學生，應在上專業課的過程中培養自己的科研習慣，閱讀科技方面的文獻是科研活動不可分割的一部分，所以教師在授課的過程中，應采用多媒體更多地播放學科方面最前沿的科研動態，即最近發表的有影響力的國內外的文章以及從事相關領域研究的科研團隊和院所，并且要教授學生對科技論文進行閱讀、查閱和下載的方法，這樣不僅可以擴大學生的知識面、鍛煉學生科學研究的意識和培養良好的從事科研習慣，而且讓學生明白自主學習和科研的切入點，同時為畢業設計和論文撰寫的順利進行一定量的訓練。

四、結語

本文針對無損檢測技術這門課程現有的教材和所要講授的內容，在原有授課方法的基礎上，根據學科最新的發展動態，為了擴大學生的知識面和激發學生對科研的興趣，建議授課教師在講授教學大綱要求的基本內容之外，在課堂上介紹一些最新的無損檢測技術和從事相關課題研究的團隊最新的科研成果或動態，有針對性地給學生介紹和講授一些中英文的科技論文，從而豐富授課內容和活躍課堂氣氛。

參考文獻

[1]馬寶全，周正干.航空航天復合材料結構非接觸無損檢測技術的進展及發展趨勢[J].航空學報，2014，(35)7:1787-1803.

[2]陳大鵬，毛宏霞，肖志河.紅外熱成像無損檢測技術現狀及發展[J].計算機測量與控制，2016，(24)4:1-6.

作者:姬帥 單忱 劉忠軍 雷西虎 單位:1.西安石油大學材料科學與工程學院 2.西安石油大學信息中心