無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)研究

時(shí)間:2022-03-23 09:08:08

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無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)研究

一、引言

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種不損害被檢測(cè)對(duì)象的使用性能作為前提,應(yīng)用多種的物理、化學(xué)原理,通過(guò)對(duì)各種工程用材料、零部件和結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試,并評(píng)價(jià)材料的連續(xù)性、完整性以及安全性等多種性質(zhì)的一種檢測(cè)技術(shù)方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以探測(cè)材料或構(gòu)件內(nèi)部是否有缺陷,并對(duì)缺陷的形狀、方位、大小、取向、分布和夾雜物等復(fù)雜情況進(jìn)行判斷,還可以提供材料的組織分布、應(yīng)力狀態(tài)等機(jī)械或物理性能方面的信息。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在石油化工、機(jī)械制造、汽車(chē)、輪船、航空航天以及核能工業(yè)等領(lǐng)域中被采用,因此該技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。對(duì)于材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)這門(mén)課程所涵蓋的專(zhuān)業(yè)知識(shí)是應(yīng)當(dāng)掌握或了解的。特別是材料物理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,應(yīng)該更加熟練地掌握這門(mén)課程所教授的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。統(tǒng)計(jì)近幾年西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)生的就業(yè)情況,材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生今后從事的工作(包括生產(chǎn)類(lèi)和科研類(lèi))均涉及到無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)。本文針對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的教學(xué)研究內(nèi)容、教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)方法進(jìn)行闡述,并在此基礎(chǔ)上提出一些改進(jìn)。

二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法

1.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在近三十年得到了飛速的發(fā)展,這方面的教材如雨后春筍般出現(xiàn)在了各高校的圖書(shū)館里。普遍的教材所講述的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括以下幾種:(1)超聲波檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)是利用超聲波原理對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行無(wú)損探傷和無(wú)損評(píng)價(jià)。(2)射線檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)是利用x射線、γ射線和中子射線等不同射線的原理對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行。(3)渦流檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)是利用電磁學(xué)的原理在檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生渦流電流從而對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。(4)磁粉檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)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(cè)方法。(5)滲透檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)是檢測(cè)材料表面和近表面開(kāi)口缺陷的檢測(cè)方法。(6)其他檢測(cè)技術(shù),包括激光全息檢測(cè)技術(shù)、聲振檢測(cè)技術(shù)、微波檢測(cè)技術(shù)、聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)和紅外檢測(cè)技術(shù)。2.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)方法。本課程目前作為大四第一學(xué)期的選修課程根據(jù)教學(xué)大綱將設(shè)置32個(gè)學(xué)時(shí),其中有4個(gè)學(xué)時(shí)是實(shí)驗(yàn)課程,在這有限的學(xué)時(shí)里,根據(jù)指定的教材,有選擇性的進(jìn)行講授,其他的部分作為自學(xué)內(nèi)容,通過(guò)課后的集中答疑對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行講解。常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)、磁粉檢測(cè)技術(shù)和滲透檢測(cè)技術(shù),對(duì)于比較新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),特別是最近幾年新發(fā)展的但使用不廣泛的,在課堂上稍作介紹,給學(xué)生介紹相關(guān)的閱讀資料讓學(xué)生課后自學(xué)。本課程在授課過(guò)程中應(yīng)把握如下授課原則:(1)講述一些無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本知識(shí)、基本原理及常規(guī)的應(yīng)用;(2)若涉及到具體的操作應(yīng)用,給學(xué)生介紹有針對(duì)性的閱讀資料,學(xué)生在自學(xué)中依據(jù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)資料繼續(xù)深入的學(xué)習(xí);(3)本課程的目的是擴(kuò)大學(xué)生的閱讀面、給學(xué)生打下無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)。

三、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)特點(diǎn)及教學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

1.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)特點(diǎn)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)目前作為一門(mén)選修課,選修的學(xué)生很多,可謂是趨之若鶩,原因是該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,對(duì)于那些有了一定材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)積累的學(xué)生而言,渴望對(duì)先進(jìn)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備進(jìn)行了解和操作。根據(jù)教學(xué)大綱要求,該課程有32個(gè)學(xué)時(shí),其中有4個(gè)學(xué)時(shí)是實(shí)驗(yàn)課程。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)根據(jù)教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,在授課過(guò)程中主要采用板書(shū)和多媒體相結(jié)合的方式;針對(duì)超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲透檢測(cè)和磁粉檢測(cè)等常規(guī)檢測(cè)方法和技術(shù),介紹其基本檢測(cè)原理和相關(guān)知識(shí)時(shí)采用板書(shū),在板書(shū)講授過(guò)程中重點(diǎn)在突出檢測(cè)結(jié)果的分析和應(yīng)用實(shí)例時(shí)要結(jié)合多媒體,通過(guò)圖片和動(dòng)畫(huà)的放映,增強(qiáng)學(xué)生的視覺(jué)印象,有利于對(duì)文字的理解和記憶。此外,在介紹重點(diǎn)的過(guò)程中也針對(duì)于紅外檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、聲振檢測(cè)、微波檢測(cè)和紅外無(wú)損檢測(cè)等技術(shù)簡(jiǎn)單地作一介紹,可以對(duì)常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。通過(guò)授課讓學(xué)生對(duì)課程的基本內(nèi)容有了了解,但學(xué)生對(duì)常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還停留在了解其原理和功能方面,對(duì)具體的操作還缺乏實(shí)踐性、并不是很熟悉;所以有必要通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程讓學(xué)生熟悉設(shè)備的操作,同時(shí)以此來(lái)強(qiáng)化和加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程大綱的要求,本課程開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課的條件是具有常用的檢測(cè)設(shè)備儀器以及擁有一定數(shù)量的具有典型缺陷的結(jié)構(gòu)件。針對(duì)不同的零部件和缺陷有選擇性的進(jìn)行實(shí)際操作;例如利用磁粉的聚集狀態(tài)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部缺陷進(jìn)行磁粉技術(shù)檢測(cè),利用超聲波對(duì)焊件的內(nèi)部缺陷進(jìn)行超聲波技術(shù)檢測(cè)等[6,7]。2.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)課程通過(guò)板書(shū)授課的方式主要要求學(xué)生了解和掌握無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本原理、基本概念和簡(jiǎn)單的操作應(yīng)用方式,再結(jié)合有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)課程安排,并讓學(xué)生親自進(jìn)行不同設(shè)備的操作,以此來(lái)加深學(xué)生對(duì)常用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)。伴隨著近些年新材料的研發(fā),新材料的缺陷也變得行色各異,從而促進(jìn)了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和新型設(shè)備的研發(fā)和使用,從而導(dǎo)致無(wú)損檢測(cè)技術(shù)這門(mén)課程的內(nèi)容變得越來(lái)越多、實(shí)踐性越來(lái)越強(qiáng)以及相應(yīng)的信息量越來(lái)越大。這就要求授課教師在講授教材上的內(nèi)容時(shí)應(yīng)加入一些最近的學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài),即添加一些最新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備等,也可以給學(xué)生介紹一些科研人員最近的科研成果或發(fā)展動(dòng)態(tài)。采用多媒體進(jìn)行教學(xué)時(shí),要多使用幻燈片,通過(guò)幻燈片把要講的內(nèi)容放映在大屏幕上,有文字、有圖片、重點(diǎn)突出、一目了然;同時(shí)也可以把課外的一些閱讀材料簡(jiǎn)短地介紹給學(xué)生,比如其他的檢測(cè)技術(shù)視頻和影像資料的網(wǎng)址等。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)這門(mén)選修課在大四的第一學(xué)期開(kāi)設(shè),本科生在畢業(yè)之前,特別是有些要攻讀研究生的學(xué)生,應(yīng)在上專(zhuān)業(yè)課的過(guò)程中培養(yǎng)自己的科研習(xí)慣,閱讀科技方面的文獻(xiàn)是科研活動(dòng)不可分割的一部分,所以教師在授課的過(guò)程中,應(yīng)采用多媒體更多地播放學(xué)科方面最前沿的科研動(dòng)態(tài),即最近發(fā)表的有影響力的國(guó)內(nèi)外的文章以及從事相關(guān)領(lǐng)域研究的科研團(tuán)隊(duì)和院所,并且要教授學(xué)生對(duì)科技論文進(jìn)行閱讀、查閱和下載的方法,這樣不僅可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、鍛煉學(xué)生科學(xué)研究的意識(shí)和培養(yǎng)良好的從事科研習(xí)慣,而且讓學(xué)生明白自主學(xué)習(xí)和科研的切入點(diǎn),同時(shí)為畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文撰寫(xiě)的順利進(jìn)行一定量的訓(xùn)練。

四、結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)這門(mén)課程現(xiàn)有的教材和所要講授的內(nèi)容,在原有授課方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)科最新的發(fā)展動(dòng)態(tài),為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面和激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣,建議授課教師在講授教學(xué)大綱要求的基本內(nèi)容之外,在課堂上介紹一些最新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和從事相關(guān)課題研究的團(tuán)隊(duì)最新的科研成果或動(dòng)態(tài),有針對(duì)性地給學(xué)生介紹和講授一些中英文的科技論文,從而豐富授課內(nèi)容和活躍課堂氣氛。

參考文獻(xiàn)

[1]馬寶全,周正干.航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)非接觸無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].航空學(xué)報(bào),2014,(35)7:1787-1803.

[2]陳大鵬,毛宏霞,肖志河.紅外熱成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)測(cè)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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 2.西安石油大學(xué)信息中心