产教融合背景下材料类本科生创新能力培养及其实践路径研究——以“现代无损检测技术”课程为例

郭宇航 简刚

江苏科技大学材料科学与工程学院 江苏镇江 212003

加快建设高水平知识技能型、创新型人才队伍，为全面建设社会主义现代化国家、实现高水平科技自立自强提供有力人才保障。2016年6月2日，中国成为《华盛顿协议》的第18个正式成员国，一方面表明我国高等院校理工类专业本科工程型人才培养逐步与国际高等工程教育认证体系接轨，另一方面也意味着我国高等院校工程教育发展将面临老牌工业强国的冲击与挑战。如何提高国内高等院校工程教育质量和工程技术人才培养水平，是未来国内高等院校理工类专业本科教育面临的主要问题之一。现代无损检测技术作为一门在高端制造领域应用广泛的质检技术之一，已得到国内特种设备行业、造船行业和机械制造企业的高度重视，是高技能人才紧缺的就业方向之一。大连理工大学、南昌航空大学等多所国内高等院校根据专业发展和社会需求均设置相关本科专业方向或在材料类专业中普遍开设“现代无损检测技术”专业课程，为社会培养专门无损检测技术人才。然而，目前高校设置课程内容多为基础知识和验证性实验，教学模式单一，学生缺乏依托无损检测技术的实践与应用。

“现代无损检测技术”是我院材料成型及控制工程、焊接技术与工程和金属材料工程等三个专业的基础性专业课。通过无损检测技术可以发现金属材料焊接后焊缝区、铸件、锻件和热处理后金属零件的缺陷，如未焊透、气孔、夹杂、裂纹等缺陷，这些缺陷会导致工件在使用过程中失效或者发生相应的安全事故。我们还可以通过缺陷的类型来优化和改进焊接参数和相应的铸造工艺，在实际生产过程，可以减少返工，降低废品率，从而降低工件的制造成本。通过优化“现代无损检测技术”课程理论教学体系，同时建立与之匹配的实践教学方案，学生在掌握无损检测技术基础理论的同时，实践技能得到夯实和提高，是我们要面对的主要问题，文中我们将详细予以阐述。

1 现状分析

目前，国内特种设备行业、船舶制造行业、无损检测行业和机械制造领域对无损检测专业人才的需求量较大，对于无损检测专业人才培养，尤其注重学生依托无损检测技术发现问题、分析问题和解决问题能力的培养，掌握扎实的专业理论基础，能够让学生毕业后短时间内胜任中大型的无损检测项目就是其中重要的学习内容。“现代无损检测技术”是焊接技术与工程、材料成型及控制工程和金属材料工程三个专业方向共同开设的一门有专业背景的应用型专业选修课，每年较少有毕业生关注无损检测这个就业方向。

在以往的培养计划中，“现代无损检测技术”课程设置主要包括超声、射线、磁粉和渗透等四项常规项目以及一些新型无损检测技术，同时依托超声检测和射线检测开展基础性的实验项目。学生通过课程学习很难掌握重要专业理论基础和实际操作技能，对无损检测技术相关的专业理论知识的实际应用场景较为陌生，难以胜任依托无损检测技术解决工程实际问题的工作需要。在工程教育专业认证评价体系中，理论教学与实践环节在培养工程技术人才的重要环节同等重要，能够更直观地体现课程目标达成度。本课程按照工程教育专业认证要求，并结合本专业的特色，优化了四项课程学习目标：

(1)能够通过掌握各种常规无损检测方法的基本原理及应用分类，正确选择生产过程中所需的无损检测方法。

(2)具备正确选择生产过程中所需要的无损检测设备类型、材料及工艺参数的能力。

(3)具备应用相关无损检测标准、进行工件质量分析管理及设备质量监察管理的基本能力。

(4)具备操作常用的无损探伤设备的能力及对测试结果进行分析的能力。

2 应对策略

针对当前我国高等教育普遍存在“重科研轻教学、重理论轻实践、重知识轻能力”的现象，通过分析社会行业需求，结合我校办学特色和材料学院的专业背景，依托“现代无损检测技术”课程开展了一系列以产教融合为背景的实践探索。首先，紧密结合产业实际需求，优化教学内容和培养方案。将无损检测新技术、中国标准(GB)、美国标准(ASME)和欧盟标准(EN)，无损检测材料相关基础知识、职业技能证书和学科竞赛等内容融入理论教学体系，分配一定的教学时数。同时将学科竞赛、职业技能证书、实习基地、技培基地、就业基地等内容注入实践教学环节，进一步优化和丰富实践教学内容。

3 教学体系的优化

3.1 教学内容

由于课程性质及课时限制，理论知识的讲授很难涵盖完整的无损检测专业理论、检测方法及应用背景。这导致学生的知识点和技能点缺失，因此设置符合产业发展需求的教学内容，以支撑本专业人才培养需求。重新梳理和完善教学内容，除传统的超声(UT)、射线(RT)、磁粉(MT)和渗透(PT)四项检测外，增加超声波衍射时差法(TOFD)、涡流(ET)和声发射检测(AE)等产业需求较大的无损检测新技术；另外，中国标准(GB)、美国标准(ASME)和欧盟标准(EN)等行业标准，以及无损检测材料相关基础知识等内容纳入理论教学内容，进而拓宽学生的无损检测专业理论知识；向学生们讲授职业技能证书和学科竞赛等相关知识，在教学内容上迈出产教融合的第一步。

3.2 实践环节

在实践性环节的设计上充分考虑无损检测职业技能证书的考核内容和学科竞赛的考核内容，重新设计实验项目。根据实际情况，实验项目主要涉及传统的超声(UT)、射线(RT)、磁粉(MT)和渗透(PT)等四项检测方法，设置案例式实验项目：(1)螺旋管焊缝超声检测、缺陷评价及焊接工艺问题分析；(2)压力容器射线检测、缺陷评价及焊接工艺问题分析；(3)铸造发动机气缸的渗透检测及裂纹预防对策分析；(4)传动轴承的磁粉检测及表面裂纹产生机制分析，贯通专业理论知识与产业需求之间的壁垒。通过向学生们积极推介职业技能证书，与学科竞赛进一步推动无损检测技术与产业需求之间的融合，同时与行业主管部门及龙头企业联合打造实习基地、技培基地和就业基地，进一步拓宽产教融合的深度与广度。案例式实践环节学时分配、学生分组及考查目标见下表。

课程主要讲授内容及学时分配表

3.3 产教融合与校企协同创新，打造具有行业背景的实践实训基地

3.3.1 实习基地

通过与行业主管部门及龙头企业沟通交流，我校“现代无损检测技术”产教融合型课程的培养目标、课程内容、实践能力训练和职业技能培养等环节获得同行专家的肯定和大力支持，愿意向我校材料成型及控制工程、焊接技术与工程、金属材料工程专业的学生提供无损检测相关实习的机会。

3.3.2 技培基地

已与国内的相关培训机构达成了为我校材料成型及控制工程、焊接技术与工程、金属材料工程等专业的在校生上门提供低价、有偿和优质的美国ASNT和欧盟(EN)无损检测证书培训。同时还在积极接洽江苏省市场监督管理局，申请我校材料学院为镇江市无损检测技培基地。

3.3.3 就业基地

通过加入中国特种设备协会协作会员(隶属于国家质量技术监督局)，依托协会平台向全国的无损检测相关企业推荐我校毕业生，目前已有几十家国内无损检测行业龙头企业来我校进行常态化招聘。

4 经验总结

4.1 新工科背景下，成功创建复合型创新人才培养的新模式

在“现代无损检测技术”课程教学中，将理论教学、实践教学、职业资格认证、学科竞赛、实习实训基地，就业推荐相结合，通过动态优化人才培养方案、持续改进人才培养模式、校企共建双师队伍和育人平台、结合开展情景教学、实际需求反哺教学等富有成效的举措，学科交叉、校企协同、科教结合，学生的知识融合能力、工程实践能力和专业创新能力得到明显的提升。

4.2 工程认证背景下，成功构建了复合型创新人才培养的新体系

基于工程教育认证理念，理论与实践并举、知识与技能并重、课内与课外联动、共性与个性结合，构建了多元融通的复合型创新人才培养新体系。该体系理工交融、文理渗透、通用性强。基于学校办学特色、行业特色需求和材料学科融合特色开设“现代无损检测技术”课程，该课程体系有利于本科生大类招生的培养思想。学有余力的本科生可选修无损检测相关的材料类基础课程，如焊接结构、焊接冶金学、焊接设备概论、热处理原理与工艺、凝固原理、铸造基础、金属塑性加工学、金相检验等一系列的专业核心课程，在拓宽理论基础的前提下，解决实际问题的能力也得到了大幅提高。

4.3 学历+职业技能证书背景下，成功构建理论知识向技能的转化机制

学历证书与职业技能等级证书结合起来服务国家需要、行业需求、促进学生就业能力有效提升，主要宗旨是坚持以学生为中心，深化复合型技术技能人才培养培训模式和评价机制改革，提高人才培养质量，打通技术技能人才成长通道，拓展就业创业本领。“现代无损检测技术”完全符合这一理念，学生们不但能根据无损检测的结果来分析缺陷产生的原因，还能根据缺陷的类型、位置和分布反向优化制造和加工工艺。这些都要求无损检测人员不但具有强大的专业背景，还要具备材料专业理论的综合运用能力。教学团队在改进和优化实践教学环节的同时，全面对接职业技能认证和学科竞赛，打通知识向技能转化的障碍，有效地提升学生的专业技能和实践能力。

5 效果评价

随着智能制造产业的升级，现代化无损检测高素质技术人才的需求不断扩大，作为技术人才培养的高地，我们把“现代无损检测技术”课程教学及实践教学及时做出调整以应对日新月异的产业需求。教学内容的优化改进结合实践环节的丰富和完善，为产教融合提供了有效路径，通过打造实习基地、技培基地和就业基地等三大基地拓宽了产教融合的深度和广度。经过新的课程体系的教学与实践，有效提高学生课堂学习参与度和主动学习能力，培养学生实践应用能力，为学生毕业就业后切实应用无损检测技术从事金属材料相关的开发和研究工作打下夯实基础。同时，在毕业生参加各个相关工作领域的无损检测资格取证的通过率逐年提高。无损检测行业相关的就业率从14%提高到35%以上，无损检测行业所属单位对我院毕业生非常认可，都表示在工作中上手快、接受能力强，且具备一定的工程实践经验。目前，在新工科、工程教育认证和“1+X”职业技能证书等精神的指引下，“现代无损检测技术”的教学改革还有较大的提升空间，产教融合的具体内容还有待进一步挖掘。基于“现代无损检测技术”教学改革的举措可为产教融合型课程的教学改革提供范例与参考。