《表面检测技术》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《表面检测技术》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1523S03019开课单位质量技术监督学院课程名称表面检测技术SurfaceTestingTechnology课程性质选修考核类型考试课程学分3课程学时51课程类别专业发展课程（专业拓展课）先修课程普通物理、大学化学、电工电子技术、工程材料、工程力学适用专业（类）安全工程二、课程描述及目标（一）课程简介《表面检测技术》课程是安全工程专业的专业发展课程（专业拓展课-学术研究方向），注重无损检测基础知识、操作能力和工程实践综合素质有机融合，培养学生解决复杂无损检测工程问题的能力、创新思维与职业素养。基础理论与应用性较强，旨在通过理论教学，使学生具备工程结构磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测的原理、方法、设备、实际应用以及检测工艺等基础知识，认识表面无损检测技术的特点、应用范围以及在材料评价和材料加工中的地位和作用，具备表面检测技术实践操作和表面缺陷识别、评价的基本能力，瞄准表面无损检测的新技术和发展，在课程中贯穿安全工程师及无损检测工程师的责任担当和职业素养。创新成效显著，学生基础知识扎实，实践综合能力提升，职业素养逐渐提升，为学年论文、专业（生产）实习2、毕业实习、毕业论文（设计）等后续课程及解决安全工程领域检验检测复杂工程问题奠定必要理论与技术基础，为培养具有解决工程安全问题的人才提供支撑。（二）教学目标通过本课程学习，学生将学会磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面检测技术的原理、特点、适用性及局限性，综合上述表面无损检测技术的方法和应用，具备制定上述表面无损检测技术工艺和评价无损检测结果的能力。素养目标：具备创新思维和职业能力，工程师职业道德、创新意识，践行科学、严谨、精益求精的工匠精神，家国情怀、工匠精神、责任担当。课程目标1（知识目标）：应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术知识，识别特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素。课程目标2（能力目标）：运用图纸、模型等，选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素进行准确表达。课程目标3（能力目标）：依据数学和表面无损检测技术工作原理及文献调研，对特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素进行分析，能够获得表面无损检测的有效结论。课程目标4（能力目标）：利用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，考虑表面无损检测新技术、新设备、新的检测手段等，设计具有创新性的检测特种设备等领域工件表面无损检测的检测方案，并对所选方案进行最优评价。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标教学过程（达成途径）权重2-1识别能力：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别和判断特种设备安全及检验检测等相关领域程复杂问题的关键环节和参数。课程目标1课堂讲授：讲授磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等基本概念以及检测原理，将这些基础知识如何应用到实际工程的检测环节。作业：各种表面检测的应用特点以及应用场合。60%2-2工程表达能力：能够运用图纸、模型、论文等对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题进行有效表达。课程目标2课堂讲授：讲授表面检测各种方法检测结果的表达方法以及含义。作业：表面检测各种方法检测结果如何表达。20%2-3问题分析与判断能力：能依据数学和工程原理及文献调研，对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题进行分析，并获得有效结论。课程目标3课堂讲授：依据表面检测的原理对表面检测各种方法检测结果的表达方法进行分析并获得准确结论。作业：正确得出检测结论。10%3-3工程方案优化能力：能够考虑新工艺、新设备、新技术、新材料，进行单元（部件）、系统或工艺流程设计，提出具有一定创新性的设计方案，并对其进行评价与优化。课程目标4课堂讲授：通过案例教学使学生掌握检测方案的设计、检测流程实施方法，并比较选择出具有创新性的最佳检测方案。作业：使学生掌握表面检测方案的设计方法以及缺陷检测结果确定。10%四、教学方式与方法采用成果导向的教育理念，根据《表面检测技术》课程理论与工程应用结合紧密和实践性强的特点，采用理论授课与课堂讨论相结合的教学方式与方法。（一）理论授课：以课堂讲授为主体，包括概念部分、典型应用等。（二）课堂讨论：对重要内容扩展思路和加深理解，选择具有代表性的表面检测实际工程问题，学生以小组的形式，讨论并分析检测的过程。在教学过程中，引导学生进行研究性学习、探究性学习和协作学习，并坚持以学为中心的教学理念，注重工程基础知识教育和创新精神培养相结合；注重教师主导作用和学生主动学习相结合。结合多媒体教学与各种传统教学手段的优势，增强课堂教学的生动性和启发性，提高学生理解和掌握表面检测技术的基本概念、理论、方法的能力，从而提高教学质量和教学效果。五、教学重点与难点（一）教学重点表面检测技术方法的原理、方法、设备及其实际应用，检测工艺的制定，相关领域的开发和研究工作。磁粉检测的物理基础，铁磁性材料的磁畴方向和磁化过程；磁化方向与发现缺陷的关系、磁化方法的分类，磁轭法和交叉磁轭法磁粉检测应用；反差增强剂、磁粉检测常用的标准试片；磁粉检测基本程序、检测时机、磁痕显示及缺陷评定。渗透检测的工作原理、基本操作步骤及毛细作用机理；渗透检测试块的使用，渗透检测的试剂及一般工艺方法；渗透检测的显示类型，线性、圆形及密集形渗透检测缺陷显示及等级分类。涡流检测的理论基础、麦克斯韦方程，涡流检测阻抗分析法的本质，涡流渗透深度的定义及计算方法；特征频率及计算方法；有效磁导率的定义及实际意义，影响线圈阻抗的因素及影响规律，涡流检测线圈的种类；涡流检测仪器、辅助装置及应用；标准试样与对比试样；检测仪器的性能评价；涡流检测技术的应用—涡流探伤、电导率测量及材质分选、覆盖层厚度测量；电磁涡流检测新技术的发展与应用。漏磁检测的原理，漏磁检测系统的磁化方法、特点及应用。数字图像相关方法的基本原理，被测物体表面全场位移、应变的测量方法；红外热成像无损检测基础，红外热图像处理算法。（二）教学难点各种表面检测技术原理，仪器参数和适用检测方法的选择，缺陷的评价方法。磁粉检测的应用，通电圆柱导体、通电钢管、通电线圈的磁场，磁场的合成、影响退磁和漏磁场大小的因素；磁化方法和磁化方向对缺陷检测能力分析，磁粉检测常见设备及其应用；磁痕显示的分析与质量分级，确定缺陷的性质。渗透检测的毛细作用、吸附现象、乳化作用；渗透检测试块的使用和一般工艺方法；区分渗透检测的相关显示、非相关显示、伪显示等显示类型，线性、圆形及密集形渗透检测缺陷显示与质量评价。涡流检测阻抗分析法的本质，涡流渗透深度的定义及计算方法；特征频率及计算方法；有效磁导率的定义，影响线圈阻抗的因素及影响规律，涡流检测线圈的种类；涡流检测仪器、辅助装置及应用；标准试样与对比试样；检测仪器性能评价。二维和三维数字图像相关测量系统，整像素和亚像素位移测量算法，表面位移、应变全场测量应用；红外热像仪工作原理及应用，红外热图像处理算法。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章磁粉检测理解漏磁场检测与材料检测的分类、特点与基础知识，掌握磁粉检测的应用场合与范围。掌握铁磁性材料的磁畴方向和磁化过程。掌握通电圆柱导体、通电钢管、通电线圈的磁场。掌握磁场的合成、影响退磁场和漏磁场大小的因素。掌握磁化方向与发现缺陷的关系、磁化方法和磁化规范。掌握磁粉检测常见的器材、设备及其应用。掌握磁粉检测的基本程序和检测工艺，认知磁痕显示的位置、形状、尺寸和数量等，分析超标缺陷磁痕显示，判断被检测对象的质量分级。掌握磁粉检测在焊接件、锻钢件和铸钢件表面缺陷检测中的应用。15讲授课程目标1课程目标2课程目标3课程目标42第2章渗透检测理解渗透检测的工作原理、基本操作步骤，渗透检测的毛细作用、吸附现象、乳化作用等。掌握着色渗透检测和荧光渗透检测的光照类型和光照度，掌握渗透剂、显像剂等关键渗透材料的组成、综合性能、物理化学性能及特殊性能。掌握渗透检测设备和试块使用。掌握渗透检测的基本程序和检测工艺，认知渗透迹痕显示的位置、形状、尺寸和数量等，分析超标缺陷显示，判断被检测对象的质量分级。掌握渗透检测在焊接件、锻钢件和铸钢件表面缺陷检测中的应用。9讲授课程目标1课程目标2课程目标3课程目标43第3章涡流检测具备涡流检测产生的背景、特点、麦克斯韦方程、涡流检测的阻抗分析法、涡流及趋肤效应、涡流相似律、电导率、磁导率、试件尺寸、缺陷、检测频率等对阻抗的影响等基础知识。掌握涡流检测装置的组成以及各部分特点及作用；了解检测信号的分析与处理技术；掌握标准试样与对比试样的作用与区别；掌握涡流检测技术的应用及分类。检测仪器（系统）的性能评价；涡流检测技术的应用—涡流探伤、电导率测量及材质分选、覆盖层厚度测量；电磁涡流检测新技术的发展与应用。21讲授课程目标1课程目标2课程目标3课程目标44第4章漏磁检测掌握漏磁检测的原理，漏磁检测系统的磁化方法、漏磁检测的特点、漏磁检测的应用。3讲授课程目标1课程目标2课程目标3课程目标45第5章表面变形测量和红外热成像无损检测掌握数字图像相关方法的基本原理，二维和三维数字图像相关测量系统，整像素和亚像素位移测量算法，表面位移、应变全场测量应用。掌握红外热像仪工作原理，红外热图像处理算法，红外热成像无损检测的应用。3讲授课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4合计51七、学业评价和课程考核（一）考核类型：☑考试考查（二）考核方式：开卷考试☑闭卷考试课程论文课程报告☑其它：课堂互动（含考勤）、阶段性测验、实践活动、团队作业等过程考核（三）成绩评定：总成绩＝平时成绩×40%＋期末成绩×60%考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核40%课堂互动（含考勤）8%回答老师提问、考勤课程目标1阶段性测验16%具备基础知识程度课程目标1实践活动12%围绕课程目标拍摄2分钟以内小视频，考核解决问题方案的正确性课程目标2课程目标3团队作业4%围绕课程目标提交小组研讨作业，考核解决问题方案的完整性课程目标4期末考核60%按期末考核细则课程目标1课程目标2课程目标3课程目标41、平时成绩考核细则序号课程目标（能力）考核方式（其中一种或多种）权重（%）评分标准优秀（85%～100%）良好（75%～84%）中(74%～65%)及格（60%～64%）不及格（≦60%）1课程目标1：应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术知识，识别特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素。课堂互动（含考勤）、阶段性测验60%无缺勤，课堂讨论、交流积极主动，表述准确。测试85分以上。熟练掌握各种表面检测方法的原理和应用特点，熟练地识别和判断安全工程中表面检测缺陷的关键环节和参数。缺勤不多于1次，课堂讨论、交流较主动，表述基本准确。测试75-84。比较熟练掌握各种表面检测方法的原理和应用特点、能熟练识别和判断安全工程中表面检测缺陷的关键环节和参数。缺勤不多于2次，课堂讨论、交流不主动，表述不够准确。测试65-74。基本掌握各种表面检测方法的原理和应用特点能初步能识别和判断安全工程中表面检测缺陷的关键环节和参数。缺勤不多于3次，课堂讨论、交流不主动，表述不够准确。测试60-64。初步掌握各种表面检测方法的原理和应用特点能初步能识别和判断安全工程中表面检测缺陷的关键环节和参数。缺勤多于3次，几乎不参与课堂讨论、交流。测试不及格。未掌握各种表面检测方法的原理和应用特点，不能初步能识别和判断安全工程中表面检测缺陷的关键环节和参数。及不能正确选择毛坯、零件加工方法。2课程目标2：运用图纸、模型等，选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素进行准确表达。实践活动20%熟练选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域的安全工程复杂问题进行有效表达。比较熟练选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域的安全工程复杂问题进行有效表达。基本熟练选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域的安全工程复杂问题进行有效表达。初步熟练选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域的安全工程复杂问题进行有效表达。未熟练选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域的安全工程复杂问题进行有效表达。课程目标3：依据数学和表面无损检测技术工作原理及文献调研，对特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素进行分析，能够获得表面无损检测的有效结论。实践活动10%熟练依据所学知识对安全工程中的表面缺陷检测进行分析并得出有效结论。比较熟练依据所学知识对安全工程中的表面缺陷检测进行分析并得出有效结论。基本能依据所学知识对安全工程中的表面缺陷检测进行分析并得出有效结论。初步能依据所学知识对安全工程中的表面缺陷检测进行分析并得出有效结论。不能依据所学知识对安全工程中的表面缺陷检测进行分析并得出有效结论。课程目标4：利用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，考虑表面无损检测新技术、新设备、新的检测手段等，设计具有创新性的检测特种设备等领域工件表面无损检测的检测方案，并对所选方案进行最优评价。团队作业10%熟练应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，设计有创新性的检测方案，并说明其最佳依据比较熟练地应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，设计有创新性的检测方案，并能说明其最佳依据能基本应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，设计有创新性的检测方案，能基本说明其最佳依据能初步应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，设计有创新性的检测方案，能初步说明其最佳依据不能应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，设计有创新性的检测方案，不能说明其最佳依据2、期末考核细则序号课程目标（能力）考核题型（其中一种或多种）权重（100%）评分标准优秀（85%～100%）良好（75%～84%）中(74%～65%)及格（60%～64%）不及格（≦60%）1课程目标1：应用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术知识，识别特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素。选择、判断并改错、简答、综合60%熟练掌握磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术的基本原理以及检测特点应用场合比较熟练掌握磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术的基本原理以及检测特点应用场合基本掌握磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术的基本原理以及检测特点应用场合初步掌握磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术的基本原理以及检测特点应用场合未掌握磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等表面无损检测技术的基本原理以及检测特点应用场合。2课程目标2：运用图纸、模型等，选择合适的表面无损检测方法，对特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素进行准确表达。选择、判断并改错、简答、综合20%熟练表达各种表面检测方法能比较熟练表达各种表面检测方法基本能表达各种表面检测方法并部分正确分析检测结果初步能表达各种表面检测方法并部分正确分析检测结果不能表达各种表面检测方法且不能正确分析检测结果3课程目标3：依据数学和表面无损检测技术工作原理及文献调研，对特种设备等领域工件表面无损检测的关键问题及影响因素进行分析，能够获得表面无损检测的有效结论。选择、判断并改错、简答、综合10%正确分析各种表面检测结果并得出有效结论能较正确分析各种表面检测结果并得出有效结论。基本能分析各种表面检测结果并得出部分有效结论。初步能分析各种表面检测结果并得出部分有效结论。不能分析各种表面检测结果且得不出有效结论。4课程目标4：利用磁粉检测、渗透检测、涡流检测、漏磁检测、表面变形测量和红外热成像等无损检测技术的系统知识，考虑表面无损检测新技术、新设备、新的检测手段等，设计具有创新性的检测特种设备等领域工件表面无损检测的检测方案，并对所选方案进行最优评价。选择、判