基于技能大赛探索无损检测技术实验教学改革——以梧州学院材料成型及控制工程专业为例

吴海龙，曾勇谋，刘 莹，曹 宇

（1.梧州学院大数据与软件工程学院，广西 梧州 543002；2.梧州学院机械与资源工程学院，广西 梧州 543002）

0 引言

无损检测技术是一门理论性、综合性和实用性较强专业课程[1]。在无损检测技术的学习过程中，学生不仅要掌握相关的理论知识，还要具备实际的操作技能和应用能力[2]。无损检测技术理论与无损检测技术实验是两门联系非常紧密的专业基础课，二者互为依存，互为补充。无损检测技术实验通过实验操作让学生进一步加深理解理论课所学知识，更重要意义还在于引导学生在科学实验的海洋中，学到一些基本的实验理论，掌握基本的实验方法，培养学生正确使用检测设备、分析检测结果和解决工程实际问题的能力，能显著提高学生的动手操作能力[3-4]。因此，无损检测技术实验教学是无损检测技术课程的重要组成部分，是培养高水平应用型人才的重要途径[5-6]。然而，在实际实验教学过程中，由于受到传统教学模式的制约，仅按照实验课教学大纲来传授知识，课程内容基础且滞后，无法追踪学科前沿热点[7]。严重影响学生的创新性和主动性，导致学生学习兴趣下降和工程实践能力不足，达不到无损检测技术实验课程教学效果。学科专业技能竞赛恰好能够弥补这些不足[8-9]。全国大学生无损检测（超声）技能大赛（简称“技能大赛”）是一项大学生专业技能竞赛，比赛内容包含理论知识和实际操作技能两部分，采用以赛代训的方式，“以赛促教、以赛促改、以赛促学”，旨在提升在校学生无损检测技术的理论水平和实验动手能力，为全国相关专业大学生提供一个相互交流和学习的实践平台，推动无损检测高素质创新型人才的培养。

着眼于无损检测技术实验课程和技能大赛竞赛内容存在共同点。在实验教学中引入技能大赛元素来充分挖掘学生潜能，进一步提高学生对无损检测技术原理的理解和设备的应用能力，提高学生的学习兴趣和学习主动性，进一步培养学生的竞争意识和创新精神，来提升无损检测技术实验课程教学效果。因此，技能大赛对无损检测技术实验课程的教学改进具有十分重要的作用。

1 无损检测技术实验教学现状

目前，无损检测技术实验教学在各大高校和技校中已经得到广泛开展[10]。梧州学院材料成型控制工程专业近年也开设了无损检测技术课程，课程由无损检测技术理论课程与无损检测技术实验课程两部分组成，授课对象为大四本科生。无损检测技术实验课开设了2 个实验，均为验证性实验，无课外开放性实验要求。分析了近4 年的教学情况，总结发现在实验教学过程中存在以下问题：

（1）实验设备比较少、老旧。学校近几年几乎未对无损检测实验设备进行更新或者采购，导致设备比较陈旧、滞后，无法满足现代化无损检测技术的检测要求。此外，实验室超声检测仪很少，学生人数最多时有近90 人。又因为实验周期较长，再加上课时少、学生自主性差，仅仅依靠上课时间练习，导致学生实践机会少，远远达不到预期的教学效果。

（2）实验教学方法简单。无损检测技术实验教学仍采用老师黑板原理讲授、设备演示和经典实验重现的教学方法，缺少现代化的教学手段，难以满足学生的学习需求，影响学生的积极性。

（3）实验内容相对单一。实验教学内容仅限于在学生掌握基本实验技能的基础上，对钢板对接焊缝缺陷进行检测，检测结果与理论值进行对比。这主要是进行单一验证性实验操作训练，综合性不强。说明实验教学内容和实际应用脱节，缺少真实的工程案例和应用实践，导致学生缺乏对实际问题的综合分析和解决问题能力的培养，难以满足学生的学习需求和未来的发展需求。

（4）实验教师专业背景单一。无损检测技术是一门涉及多学科交叉的学科，内容涉及物理学、材料学及机械工程学科等多个专业领域，需要教师具备丰富的理论基础和专业的实验技能来进行教学和指导。目前实验课程由2 名材料类专业教师担任，由于专业的限制，涉及物理、机械类等专业知识很难生动有趣、彻底讲清楚，影响学生的学习兴趣。

这些问题反映了当前无损检测技术实验课程教学中存在的一些困难和挑战，需要教师、学生和学校共同努力，探索有效的教学模式和方法，提高教学质量和效果。

2 技能大赛促进无损检测技术实验教学改革的思路

技能大赛是对学生检测技能能力进行全面考核的比赛活动，通过“以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促评”的方式，将技能大赛的内容引入到实验课程中，使技能大赛与理论学习、技能实操紧密结合起来，实现教、学、做、赛相互融合，可以有效激发学生的学习兴趣、学习动力和竞争意识，促进学生的创新思维和实践能力，从而促进地方应用型本科院校无损检测技术实验教学课程改革[9，11]。

2.1 “以赛促教”，促进教学方法的改进

传统的无损检测实验教学模式主要以老师黑板原理讲授、设备演示和学生实验验证的教学方法，学生主要是被动接受知识，难以激发学生的学习兴趣、学习动力和学习自主性[12]。为了改变这种状况，通过引入技能竞赛元素到无损检测技术实验课程中，首先，由验证性的实验转变为探究式实验，学生从“被动学”到“主动学”的转变，学生需要通过自主探究和实践操作来解决问题，从而更好地理解超声波检测的基本原理、优点和局限性。其次，技能大赛需要组队进行合作，共同解决问题，才能取得好成绩。在实验课程中把学生分成小组进行合作学习，共同探索试件内部缺陷的位置、大小和类型，寻找解决问题的新方法和新思路，有助于学生互相合作、交流、分享经验，增强学生的合作能力和团队精神，培养学生的创新思维和创造能力。再次，赛教融合，师生协同提高。技能大赛是一个集训练、竞技、交流、合作于一体的平台，不仅挑战的是学生的综合素质和实操技能，也能促进指导教师之间的交流和合作，不断促使教师自身专研、学习，不断提升教师的教学水平和专业知识。

2.2 “以赛促改”，促进实验课程内容的新颖性

在传统的无损检测技术实验课堂中，教学内容主要是超声检测设备的基本使用方法、探测试件内部缺陷的操作技能和检测数据对比分析等知识，即对超声波速、探头前沿、延时、K 值测定、DAC 曲线的绘制和钢板对接焊缝缺陷的定位定量评定等，教学内容基础且内容更新缓慢，无法追踪无损检测技术的前沿热点，已经满足不了学生的求知欲。技能大赛项目具有紧随超声检测技术前沿动态的特征，以技能大赛项目为来源，对实验课程内容进行调整。根据技能大赛的要求，适当调整无损检测技术实验的内容、难度和时间要求，使竞赛内容与实验课程内容相互转换，让学生接触和熟悉更多的无损检测技术和实践操作方法，来辅助无损检测技术实验课程，实现了以综合型实验取代单一验证型实验的目的，转化后的实验课程内容具有一定的复杂性、综合性和较高的新颖性，也为学生提供触及科研前沿的机会，对学生的创新意识、科研思维的提升产生积极影响，也进一步拓展了无损检测技术实验课程的教学内容。

2.3 “以赛促学”，促进学生学习主动性

技能大赛是一种鼓励学生主动学习和自我提升的比赛形式。比赛内容由超声检测理论知识和超声检测实际操作技能两部分组成，考核时间均为60 min。超声检测理论知识大赛出题范围为《无损检测员基础知识》和《全国特种设备无损检测人员资格考试统编教材——超声检测》；超声检测实际操作技能大赛内容为对接焊缝超声检测（检测标准按NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测第3 部分：超声检测》执行）。这就需要参赛者具备扎实的理论功底和熟练的操作技能。特别是在实际操作过程中，需要参赛者能够在有限的时间内快速检查超声检测仪器、试件、辅助材料等是否完好，是否符合检测要求，然后正确选择探头规格、合适的试块型号、调整仪器检测灵敏度和检测评定标准的运用等。同时，在实操过程中还需要对缺陷的反射波幅度、缺陷位置、缺陷长度、缺陷深度等数值进行检测、记录，最后对缺陷进行分析评定。参赛者在有限的时间内顺畅完成这些，并且检测结果在“实际操作项目评分标准”范围内，这就要求参赛者具备扎实的理论基础知识和熟练的操作技能，需要学生在平时勤学苦练。此外，技能大赛考试内容有些超出课本范围，要想在比赛中获得佳绩，往往要求学生补充大量检测知识和熟练操作技能，这就在学生中掀起勤学基本知识、勤练技能的良好氛围，激发了学生的竞争意识，显著提高了学生的学习主动性和学习热情。

2.4 “以赛促评”，提升实验教学质量

首先，通过参加技能竞赛，能够实时关注竞赛内容，及时了解无损检测技术发展的趋势。针对竞赛内容及时调整无损检测技术实验课程内容，设计合理的课程内容和任务，体现实验课程内容的实用性和新颖性。其次，通过学生的竞赛表现和获奖情况的反馈，及时发现学生对无损检测技术理论与实验课程中知识的不足，及时调整和完善实验教学内容和方法，提高实验教学的质量和效果。再次，利用技能竞赛活动建立学生和教师之间的学术交流平台，学生能够大胆反馈在课堂教学中知识讲得快、听不懂等问题，进一步促进师生知识共享和互动，加强实验教学的质量和深度。最后，技能大赛也是一个交流、学习的平台，通过无损检测技术行业人才的交流，可以及时了解行业特点，提出合理明确的技术人才培养方向，切合行业需求，满足国家对高层次应用型专门人才的要求。这些都能显著提升无损检测技术实验课程的教学质量。

3 结语

无损检测技术实验教学中引入技能大赛竞赛元素，通过以赛代训的方式，“以赛促教、以赛促改、以赛促学、以赛促评”教学模式使专业技能竞赛内容和实验课程有效整合，相互转化，相互促进，能够有效促进无损检测技术实验教学的改进。在教学中，应注重增加实践操作环节，优化教学方式，拓宽教学内容，加强学生综合能力培养。通过开展技能大赛，为学生提供展示自我的平台，激发了学生的学习热情和创新能力，对提高实验课程教学的质量和水平具有积极的意义和价值，能够为培养高水平无损检测技术人才打下坚实的基础。这为地方应用型本科院校通过组织专业学科竞赛提升实验教学效果提供了积极的参考。