无损检测专业建设探索与实践——西安工程大学应用物理学特色专业建设

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(西安工程大学 理学院， 西安 710048)

无损检测专业建设探索与实践
——西安工程大学应用物理学特色专业建设

王秋萍，张英堂，苏耀恒，张晓军，郝红娟，夏蔡娟

(西安工程大学理学院，西安710048)

介绍了西安工程大学应用物理学无损检测专业方向的建设过程，包括专业建设背景、专业特色形成、专业建设思路、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学体系建设等。经过十余年的建设和发展，目前应用物理学专业是陕西省综合改革试点专业、西安工程大学特色专业。

无损检测；应用物理学专业；专业建设；人才培养

1 专业建设背景及现状

西安工程大学应用物理学专业创办于2001年，面向全国三十个省市自治区招生，按理工类招生，本科(一本)，学制四年。应用物理学专业无损检测方向2006年设立，截止目前该专业方向已有11届本科生毕业，毕业学生达870余人，毕业生就业状况良好。该专业目前为陕西省综合改革试点专业、西安工程大学特色专业。

传统的应用物理学专业是一个理学专业，学生主要学习以力、热、光、电、磁、原子物理等为主要内容的理论知识，同时学习一部分直接与理论知识相关的应用。培养出来的学生具有深厚的数理基础和较强的实践动手能力，有着较宽的适应面。但大多数没有明确的专业方向，或者虽然有专业方向，却与社会需求不相符合,而导致一种尴尬局面，即全国大多数学校的应用物理学专业学生就业困难，出现专业招生难、毕业生找工作难的情况。应用物理学专业也就成了冷门专业，招生被亮黄牌，西安工程大学也不例外。在当今大众化高等教育的大背景下，“特色决定生存”已经日益成为共识[1]。面对应用物理学专业就业的低迷状况，物理系领导和应用物理学专业负责人主动出击，走向社会面对市场，从社会对人才的需求、人才的培养和就业等方面入手，进行了大量的调研。他们根据应用物理学专业的特点和社会对人才的需求情况，以及学生就业市场的反馈信息，发现社会对无损检测技术人才需求量巨大，需求领域涉及特种设备、火电、水电、核电、新能源、铁路、公路、船舶、航空、航天、石油、化工、兵器、冶金、建筑、海洋和汽车等。而当时我国高校中在“测控技术与仪器”、“材料测试与仪器”等专业名录下设置无损检测本科专业方向培养本科层次无损检测人员的学校有南昌航空大学[2-3]、北京交通大学、武汉大学、大连理工大学、辽宁石油化工大学、华东理工大学、海军航空工程学院等10余所；培养无损检测专科生的学校有陕西工业职业技术学院、丹东机电职业技术学院、深圳职业技术学院、长沙空军职业技术学院、河北石油职业技术学校、江苏常州职业技术学院等。这些学校大都集中在东部地区，而西部地区几乎是个空缺。另一方面，他们发现无损检测技术的理论基础与应用物理学高度相关，可以与应用物理学专业相结合，走理学与工学结合之路，走特色专业改革之路，探索应用物理学专业改革之路。于是，系里把无损检测课程纳入应用物理学专业教学计划之中，使无损检测技术系列课程成为应用物理学专业教学计划的核心课程和亮点：对传统的应用物理学专业中的若干课程进行适度删减和压缩，对与无损检测课程内容联系紧密的课程进行补充和整合；用“永久性的朝阳产业”——无损检测技术，改造和提升传统的应用物理学专业，使应用物理学中的“应用”二字落实于无损检测技术，使之具有鲜明的专业特色——无损检测技术。2006年我校应用物理学专业无损检测方向第一批、64名本科生毕业，就业率几乎达到100%。毕业生就业率大幅提高，引起学校领导高度重视，该专业于2008年被评为特色专业。目前在应用物理学专业下设立无损检测方向的本科院校还有北京理工大学珠海学院[4]。

2 专业建设过程

2.1专业建设思路

依照学校的整体发展规划，紧跟人才市场需求的导向，在参照教育部应用物理学专业规范的基础上，经过多年的建设和发展，逐步形成了成熟的应用物理学专业无损检测方向的培养方案，明确了专业建设思路，即“厚基础、宽口径、强专业、有技能”。

2.2课程体系建设

课程体系的建设按照专业建设思路设置，由公共基础课、学科基础课、专业主干课、专业限选课和专业拓展选修课构成，课程体系布局如图1所示。

图1 应用物理学专业无损检测方向课程体系布局示意

“厚基础”体现在公共基础课和学科基础课的构成上。公共基础课包括思想政治、英语、体育、计算机、高等数学、线性代数、概率统计等课程，是提高学生素养和基本技能的课程体系。学科基础课由工程基础课(包括工程制图、材料力学、工程力学、焊接技术、电子技术、电路原理、单片机原理与接口技术、工程训练(电子)等课程)和完整的物理基础课程(包括力学、热学、光学、电磁学、原子物理、数学物理方法、基础物理实验等课程)体系组成，为学生打下坚实的物理基础，以增强学生的物理素养和发展后劲。

“宽口径”体现在专业主干课、专业方向限选课和专业拓展选修课的构成上。专业主干课程(包括理论力学、电动力学、量子力学、固体物理等课程)体现应用物理学的专业特色，专业方向限选课(包括传感器技术、超声检测、射线检测、磁粉检测、涡流检测、渗透检测、工程材料及热加工工艺、无损检测新技术、无损检测实验等课程)和专业拓展选修课(光伏技术、有限元分析、MATLAB 程序设计、数字图像处理、失效分析、质量控制等课程)是以行业需求为导向，围绕行业对人才需求的变化，开设的10余门选修课。这些选修课的开设是根据无损检测行业需求的变化情况及时调整的，课程设置是动态的。学生可以按照自己的意愿、兴趣和行业需求选择学习，以扩展知识面、增强就业选择能力。

“强专业”体现在学科基础课、专业主干课和专业方向限选课的构成上。是指在完整的物理基础和应用物理学的专业基础上，通过无损检测课程群(射线检测、超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测、无损检测新技术等课程)实现了应用物理学专业的无损检测特色，把应用物理学中“应用”二字落实于无损检测技术。

“有技能”体现在专业限选课和专业拓展选修课上，这些课程是从知识与能力并重、理论和技能相结合的角度出发而进行设置的。专业课和技能课主要是为了培养学生的动手能力、基本技能、表达能力和工程综合能力。同时，学校和专业积极创造条件，使绝大多数学生在校期间考取无损检测二级资质和光伏技术资质等，以适应行业及社会对人才的要求，使学生持证就业、增加就业机会、提高就业率。

应用物理学专业的特色主要体现在教学计划中。该专业四年内共学习45门理论课程，包括专业实践、毕业实习在内的10门实践课程，共计2 552学时，总学分为191.5。其中与无损检测技术直接相关的课程有10门，以专业方向限选课的形式出现在教学计划中，约400学时，占总学时的16%；实践学分占总学分的21%。学生学完这些课程后可获得一个比较完整的无损检测知识结构，成为一名物理基础深厚、无损检测专业方向明确，并掌握一定工程实践能力的理论研究及工程技术开发的高级应用型人才。

2.3师资队伍建设

应用物理学专业主要采用“校企联合培养”和引进人才的方法培养和建设师资队伍。

“校企联合培养”是指从现有教师中结合教师的知识背景抽调部分教师到知名企业接受与专业相关度高的理论和实践培训。系里在调研的基础上，科学地制定并分批安排和落实了师资培训计划。2007年抽调物理系五名教师到中航工业西安航空发动机有限公司无损检测中心和宝鸡宝钛集团质量部等知名企业生产一线进行为期3个月的培训，分别学习了五大常规检测技术。学满归来时，五位教师均取得了中国机械工程学会无损检测分会颁发的相应科目的二级资质证书，做到了持有检测资质证书上课，分别承担射线检测、超声检测、涡流检测、渗透检测、磁粉检测等五大常规检测课程的教学任务，成功地解决了专业方向课程的师资问题。后来又委派部分教师到其他高校专业深造，或到武汉中科创新技术股份有限公司、陕西鼓风机集团有限公司等国内无损检测知名企业培训学习无损检测新技术。系里在自己培养专业教师的同时加大人才引进力度，先后从北京大学、武汉大学等高校引进了多名无损检测相关专业的博士。

目前应用物理学专业(无损检测专业方向)共有教师13人，其中教授3人，副教授3人，讲师5人，实验技术人员2名；博士8人，硕士3人(其中2人在读博士)；持有无损检测二级资质证书的有6人，在企业一线培训和学习的老师有9人。应用物理学专业教师主要担任部分学科基础课程和无损检测专业方向课程的教学以及实习、实践环节的教学，同时进行专业建设和学科建设。除此之外，专业还聘请了山东瑞祥模具有限公司、武汉中科创新技术股份有限公司等国内知名企业的无损检测专家和高级工程师给学生授课与实践指导。

应用物理学专业拥有一支吃苦耐劳、积极进取、朝气蓬勃的师资队伍，应用物理教学团队现为陕西省省级教学团队，为承担和建设陕西省省级人才培养模式创新实验区奠定了良好基础。近三年应用物理学专业教师共主持与无损检测特色专业建设相关的教改项目14项(其中陕西省省级项目5项)，获得教学成果奖9项(其中省部级教学成果三等奖1项、校级教学成果特等奖1项)，发表教学论文8篇；成功申请与无损检测相关的科研项目3项(其中国家自然基金1项)；发表与专业方向相关的科研论文9篇(其中SCI检索5篇)。

2.4实践教学体系建设

应用物理学专业无损检测方向实践教学体系示意如图2所示，包括实验教学、实践教学和毕业设计三部分。

图2 应用物理学专业无损检测方向实践教学体系示意

2.4.1 实验教学

实验教学中物理基础实验满足教育部应用物理学专业规范最基本的实验要求。专业基础实验是围绕与无损检测技术相关度较高的知识领域开设的，一部分与检测对象相关，另一部分与检测仪器相关。无损检测专业实验包含了五大常规检测实验，可使学生掌握完备的无损检测实验技能，并具备考证能力。

图3 超声检测实验阶梯式教学图示

无损检测专业实验教学有两大特色，其一是采用“阶梯式”教学方法(见图3)。“阶梯式”实验教学对超声检测实验进行了重点扩展，逐层拔高，使学生不仅掌握了最基本的超声检测技术，也掌握了先进的相控阵和衍射时差法检测技术。其中导波研究型实验依托于国家自然基金“焊缝缺陷导波形成机理与检测应用研究”，让部分学生参与实验并完成相应的研究工作。资质考证实训安排在毕业前夕进行，组织学生到西安航空发动机有限公司无损检测中心进行集中理论培训和实验实训，由公司无损检测技术人员现场授课并进行实验指导。实训环节还针对参加无损检测技能竞赛的学生，竞赛前组织参赛学生在实验室集中训练，期间邀请外聘实践指导教师现场指导。其二是“全天候开放”教学。“全天候开放”教学是指无损检测实验室从周一至周五每天开放，学生可在网上预约实验，也可随时进入实验室预习实验、完成实验内容，或进行相关实验研究。这是保证实践教学顺利开展、实践教学体系有效运行的重要手段和措施。

图4 学生专业实践——维修仪器

2.4.2 专业实践

图5 LED显示屏设计实物示例

专业实践是学生参加实践活动的一个中间实践环节，是一门使学生了解并初步掌握本专业所学理论知识在实际生产管理和实际生活中具体应用的、最具直观性的实践性教学。其主要目的是让学生对本专业的知识、技能产生感性认识，开阔学生视野，丰富学生的知识结构，在实际工作和实践中锻炼学生理论联系实际并解决实际问题的能力。应用物理学专业无损检测方向的专业实验分为两个阶段进行，第一个阶段是组织学生参加校内专业实践，主要内容有实验仪器设备或部件的研制或维修(见图4)、电子设计(见图5)、新进仪器的安装调试等。这个阶段专业实践的主要目的是让学生对所学应用物理学专业知识的一些基本技能进行实践锻炼。

第二个阶段的专业实践是组织学生到无损检测相关企业一线参观学习或实践。以应用物理学专业无损检测专业方向2013级为例，先后组织学生到宝鸡石油机械厂无损检测中心、宝鸡桥梁厂无损检测中心、宝鸡钢管厂参观学习，让学生直观了解和感性认识无损检测技术在实际生产中的应用。后来,系里又组织学生到山东瑞祥模具有限公司进行为期2周的生产实践活动，让学生在实操中得到锻炼并认识无损检测技术在实际生产中的应用及其重要性。图6和图7为学生实习实操现场。在山东瑞祥模具有限公司实习期间，同学们主要学习了数字式超声波探伤仪及探头的使用、CSK-IA试块性能测试、利用CSK-IIA试块制作DAC曲线、UT焊板焊缝探伤、UT管焊缝探伤、UT锻件检测、X射线评片等。

图7 学生实操实训现场

2.4.3 毕业实践

毕业实践是专业教学计划中理论与实际相结合的一个重要实践性教学环节，是学生走上实际工作岗位前的一次非常重要的见习过程。应用物理学专业积极与陕西乃至全国与无损检测高度相关的知名企业加强联系并建立合作关系，先后在中航工业西安航空发动机集团有限公司、山东瑞祥模具有限公司、汕头市超声仪器研究所有限公司、武汉中科创新技术股份有限公司、陕西恩埃姆检测技术有限公司等企业建立了实习基地，较好地解决了学生的毕业实习问题。

自2007年以来，本专业大四学生一直在中航工业西安航空发动机集团有限公司无损检测中心参加为期4周的集中实习，在那里可以得到五大常规检测方法的系统训练和学习。实习期间各企业检测部门都为学生配备了专门的技术人员进行指导。超声检测的主要内容有理论讲解、锻件检测实操、大径管检测实操、焊缝检测实操、水浸法全自动检测观摩、小径管全自动检测观摩等；射线检测的主要内容有理论讲解、拍片、洗片、评片、观摩等；渗透检测的主要内容有理论讲解、着色渗透法实操、荧光渗透法实操、评定缺陷等；磁粉检测的主要内容有理论讲解、荧光磁粉检测实操、观察缺陷等。每种检测方法实习结束后，指导教师会指导学生完成工艺卡的编制。

根据学生的意愿和单位的要求，专业允许学生到已签约的单位或其他与专业高度相关的企业自主实习。部分学生还可以在暑假、寒假期间到汕头市超声仪器研究所有限公司、武汉中科创新技术股份有限公司、陕西恩埃姆检测技术有限公司进行自主实习。 其中汕头市超声仪器研究所有限公司和武汉中科创新技术股份有限公司在本专业设立了“无损检测专项奖学金”，鼓励无损检测专业方向品学兼优的学生。

2.4.4 毕业设计

毕业设计是大学生本科阶段最后一个教学环节。从学校、学院以及专业层面，都高度重视毕业设计环节。专业为每位学生配备指导教师，要求人均一题，并且题目与专业高度相关。毕业设计从定题到完成的整个过程由指导教师负责，专业统一组织开题和答辩。大部分学生在校内完成毕业设计，也允许部分在已签约公司实习的学生根据公司的实习内容和要求完成毕业设计。

2.5教材建设

无损检测系列课程的参考教材主要以引进为主，无损检测实验指导书是教师自编的讲义。目前引进的参考教材以NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材《射线检测》、《超声检测》、《磁粉检测》、《渗透检测》以及任吉林教授编写的《涡流检测》等五部教材为主，其他教材为辅，同时将行业标准引入课堂。目前专业也在积极组织教师自行编写部分教材。

3 结语

为了适应高等教育日益激烈的竞争，满足市场对人才多样化、多层次的需要，笔者所在校系进行了应用物理学无损检测特色专业建设。事实证明，该特色专业建设已见成效，该专业本科毕业生就业率在我校名列前茅，往年本专业学生也有多名同学报考硕士研究生，院系将继续奋勇开拓、创造条件建设好应用物理学无损检测特色专业，以适应 “中国制造2025”对高素质无损检测专业技术人员的需求和对无损检测人才的培养要求。

[1] 卢超，邬冠华，任吉林，等.无损检测专业实践教学体系建设的探索[J].无损检测，2011，33(8): 59-64.

[2] 任吉林.南昌航空大学无损检测教育三十年[J].无损检测，2008，30(4): 248-257.

[3] 宋凯，卢超，敖波，等.测控技术与仪器(无损检测)专业培养计划分析与探索[J].无损检测，2016，38(4): 74-78.

[4] 游泳，夏纪真，邢秀文，等.关于中国无损检测专业学历教育人才培养的思考[J].无损检测，2015，37(10):77-80.

ExplorationandPracticeofNondestructiveTestingSpecialtyConstruction——FeatureSpecialtyConstructionofAppliedPhysicsinXi′anPolytechnicUniversity

WANGQiuping,ZHANGYingtang,SUYaoheng,ZHANGXiaojun,HAOHongjuan,XIACaijuan

(SchoolofSciences,Xi'anPolytechnicUniversity,Xi′an710048,China)

The construction process of applied physics nondestructive testing specialty in Xi'an Polytechnic University is introduced, including the background of specialty construction, the formation of specialty characteristics, specialty construction thought, course system construction, teachers' team and practice teaching system construction, etc. After more than ten years of construction and development, currently, applied physics specialty is the comprehensive reform pilot profession in Shaanxi province and it is also the characteristic specialty of Xi'an Polytechnic University.

nondestructive testing; applied physics specialty; specialty construction; talent training

TG115.28

A

1000-6656(2017)10-0076-05

2017-02-23

国家自然基金资助项目(11204227)；西安工程大学博士基金资助项目(BS1436)；教改资助项目(2016JG52，2016JG48)

王秋萍(1978-)，女，副教授，博士，应用物理系主任，无损检测专业负责人，长期从事无损检测技术的教学与研究工作

王秋萍, wangjup@163.com

10.11973/wsjc201710017