无损检测技术课程教学研究

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一、引言

无损检测技术是一种不损害被检测对象的使用性能作为前提，应用多种的物理、化学原理，通过对各种工程用材料、零部件和结构件进行检验和测试，并评价材料的连续性、完整性以及安全性等多种性质的一种检测技术方法。无损检测技术可以探测材料或构件内部是否有缺陷，并对缺陷的形状、方位、大小、取向、分布和夹杂物等复杂情况进行判断，还可以提供材料的组织分布、应力状态等机械或物理性能方面的信息。无损检测技术在石油化工、机械制造、汽车、轮船、航空航天以及核能工业等领域中被采用，因此该技术的应用范围十分广泛。对于材料类专业的学生而言，无损检测技术这门课程所涵盖的专业知识是应当掌握或了解的。特别是材料物理专业的学生，应该更加熟练地掌握这门课程所教授的专业知识。统计近几年西安石油大学材料科学与工程学院毕业生的就业情况，材料类专业的学生今后从事的工作（包括生产类和科研类）均涉及到无损检测技术方面的基础知识。本文针对无损检测技术的教学研究内容、教学特点和教学方法进行阐述，并在此基础上提出一些改进。

二、无损检测技术课程的教学内容与教学方法

1.无损检测技术课程的教学内容。无损检测技术在近三十年得到了飞速的发展，这方面的教材如雨后春笋般出现在了各高校的图书馆里。普遍的教材所讲述的无损检测技术主要包括以下几种：（1）超声波检测技术，该技术是利用超声波原理对检测对象进行无损探伤和无损评价。（2）射线检测技术，该技术是利用x射线、γ射线和中子射线等不同射线的原理对检测对象进行。（3）涡流检测技术，该技术是利用电磁学的原理在检测对象上产生涡流电流从而对其进行检测。（4）磁粉检测技术，该技术是利用磁粉的聚集显示铁磁性材料工件表面与近表面缺陷的检测方法。（5）渗透检测技术，该技术是检测材料表面和近表面开口缺陷的检测方法。（6）其他检测技术，包括激光全息检测技术、声振检测技术、微波检测技术、声发射检测技术和红外检测技术。2.无损检测技术课程的教学方法。本课程目前作为大四第一学期的选修课程根据教学大纲将设置32个学时，其中有4个学时是实验课程，在这有限的学时里，根据指定的教材，有选择性的进行讲授，其他的部分作为自学内容，通过课后的集中答疑对学生提出的问题进行讲解。常用的无损检测技术包括超声波检测、射线检测技术、涡流检测技术、磁粉检测技术和渗透检测技术，对于比较新型的无损检测技术，特别是最近几年新发展的但使用不广泛的，在课堂上稍作介绍，给学生介绍相关的阅读资料让学生课后自学。本课程在授课过程中应把握如下授课原则：（1）讲述一些无损检测技术的基本知识、基本原理及常规的应用；（2）若涉及到具体的操作应用，给学生介绍有针对性的阅读资料，学生在自学中依据专业技术资料继续深入的学习；（3）本课程的目的是扩大学生的阅读面、给学生打下无损检测的技术基础和应用基础。

三、无损检测技术课程的教学特点及教学发展趋势

1.无损检测技术课程的教学特点。无损检测技术目前作为一门选修课，选修的学生很多，可谓是趋之若鹜，原因是该课程具有很强的实践性，对于那些有了一定材料科学基础知识积累的学生而言，渴望对先进的专业设备进行了解和操作。根据教学大纲要求，该课程有32个学时，其中有4个学时是实验课程。无损检测技术根据教学大纲规定的教学内容，在授课过程中主要采用板书和多媒体相结合的方式；针对超声波检测、射线检测、涡流检测、渗透检测和磁粉检测等常规检测方法和技术，介绍其基本检测原理和相关知识时采用板书，在板书讲授过程中重点在突出检测结果的分析和应用实例时要结合多媒体，通过图片和动画的放映，增强学生的视觉印象，有利于对文字的理解和记忆。此外，在介绍重点的过程中也针对于红外检测、声发射检测、声振检测、微波检测和红外无损检测等技术简单地作一介绍，可以对常用的无损检测技术进行对比，同时扩大学生的知识面。通过授课让学生对课程的基本内容有了了解，但学生对常用无损检测设备还停留在了解其原理和功能方面，对具体的操作还缺乏实践性、并不是很熟悉；所以有必要通过实验课程让学生熟悉设备的操作，同时以此来强化和加深对教学内容的掌握。根据实验课程大纲的要求，本课程开设实验课的条件是具有常用的检测设备仪器以及拥有一定数量的具有典型缺陷的结构件。针对不同的零部件和缺陷有选择性的进行实际操作；例如利用磁粉的聚集状态对焊接结构件的内部缺陷进行磁粉技术检测，利用超声波对焊件的内部缺陷进行超声波技术检测等[6，7]。2.无损检测技术课程的教学发展趋势。无损检测技术课程通过板书授课的方式主要要求学生了解和掌握无损检测技术的基本原理、基本概念和简单的操作应用方式，再结合有针对性的实验课程安排，并让学生亲自进行不同设备的操作，以此来加深学生对常用无损检测技术的认识。伴随着近些年新材料的研发，新材料的缺陷也变得行色各异，从而促进了无损检测技术的发展和新型设备的研发和使用，从而导致无损检测技术这门课程的内容变得越来越多、实践性越来越强以及相应的信息量越来越大。这就要求授课教师在讲授教材上的内容时应加入一些最近的学科发展动态，即添加一些最新的无损检测技术和相应的设备等，也可以给学生介绍一些科研人员最近的科研成果或发展动态。采用多媒体进行教学时，要多使用幻灯片，通过幻灯片把要讲的内容放映在大屏幕上，有文字、有图片、重点突出、一目了然；同时也可以把课外的一些阅读材料简短地介绍给学生，比如其他的检测技术视频和影像资料的网址等。无损检测技术这门选修课在大四的第一学期开设，本科生在毕业之前，特别是有些要攻读研究生的学生，应在上专业课的过程中培养自己的科研习惯，阅读科技方面的文献是科研活动不可分割的一部分，所以教师在授课的过程中，应采用多媒体更多地播放学科方面最前沿的科研动态，即最近发表的有影响力的国内外的文章以及从事相关领域研究的科研团队和院所，并且要教授学生对科技论文进行阅读、查阅和下载的方法，这样不仅可以扩大学生的知识面、锻炼学生科学研究的意识和培养良好的从事科研习惯，而且让学生明白自主学习和科研的切入点，同时为毕业设计和论文撰写的顺利进行一定量的训练。

四、结语

本文针对无损检测技术这门课程现有的教材和所要讲授的内容，在原有授课方法的基础上，根据学科最新的发展动态，为了扩大学生的知识面和激发学生对科研的兴趣，建议授课教师在讲授教学大纲要求的基本内容之外，在课堂上介绍一些最新的无损检测技术和从事相关课题研究的团队最新的科研成果或动态，有针对性地给学生介绍和讲授一些中英文的科技论文，从而丰富授课内容和活跃课堂气氛。

参考文献

[1]马宝全，周正干.航空航天复合材料结构非接触无损检测技术的进展及发展趋势[J].航空学报，2014，(35)7:1787-1803.

[2]陈大鹏，毛宏霞，肖志河.红外热成像无损检测技术现状及发展[J].计算机测量与控制，2016，(24)4:1-6.

作者:姬帅 单忱 刘忠军 雷西虎 单位:1.西安石油大学材料科学与工程学院 2.西安石油大学信息中心