為提高創(chuàng)新思維開(kāi)展的焊接實(shí)踐教學(xué)改革研究

劉健　賈文軍　張觀達(dá)　田騰飛　畢勝

摘要：為有效完成國(guó)家“卓越工程師計(jì)劃”培養(yǎng)目標(biāo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維及藝術(shù)情操，天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實(shí)習(xí)訓(xùn)練中心提出以創(chuàng)作帶動(dòng)教學(xué)的工程實(shí)訓(xùn)模式，針對(duì)卓越工程師班，特別是藝術(shù)學(xué)院學(xué)生，對(duì)手工電弧焊焊接實(shí)習(xí)進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)改革，主要包括改善焊接教學(xué)場(chǎng)所及實(shí)習(xí)環(huán)境、專設(shè)下料區(qū)域、增加鐵藝造型設(shè)備、開(kāi)展焊接藝術(shù)雕塑及工藝品作品展，教學(xué)成效在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：金工實(shí)習(xí)；焊接；鐵藝造型；創(chuàng)意作品

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）17-0140-02

一、引言

教育部在2010年啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”），目的在于以行業(yè)企業(yè)需求為導(dǎo)向，以工程實(shí)際為背景，以工程技術(shù)為主線，通過(guò)密切高校和行業(yè)企業(yè)的合作、制訂人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、改革人才培養(yǎng)模式、建設(shè)高水平工程教育師資隊(duì)伍，著力提升學(xué)生的工程素養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力。天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實(shí)習(xí)訓(xùn)練中心自2011年9月正式啟動(dòng)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”以來(lái)，結(jié)合中心發(fā)展實(shí)際，以綜合型工程人才培養(yǎng)理念為先導(dǎo)，提出以項(xiàng)目、創(chuàng)作帶動(dòng)教學(xué)的工程實(shí)訓(xùn)模式。先后針對(duì)機(jī)械、電氣、紡織等相關(guān)專業(yè)卓越工程師班開(kāi)展了相應(yīng)的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，并在實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)和培養(yǎng)效果。為進(jìn)一步深化工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，擴(kuò)大項(xiàng)目、創(chuàng)作式教學(xué)在金工實(shí)訓(xùn)中的受益面，針對(duì)天津工業(yè)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院環(huán)設(shè)、視傳等專業(yè)的焊接實(shí)習(xí)進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)改革，讓學(xué)生從傳統(tǒng)單調(diào)的電焊操作中迸發(fā)出創(chuàng)意的火花，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及全局意識(shí)。

二、焊接實(shí)習(xí)簡(jiǎn)介

焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過(guò)原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過(guò)程。作為機(jī)械加工領(lǐng)域的常用成型方法，焊接通常是國(guó)內(nèi)各高校金工實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的一個(gè)必修內(nèi)容。手工電弧焊是手工操縱焊條，以電弧熱作為焊接熱源進(jìn)行焊接的方法，手工電弧焊操作方便、靈活，設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于各種焊接位置和接頭型式，因而得到廣泛應(yīng)用，如圖1所示，即為傳統(tǒng)焊接實(shí)習(xí)的實(shí)踐場(chǎng)所及實(shí)習(xí)過(guò)程。

三、焊接實(shí)習(xí)教學(xué)改革

通常情況下，焊接實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師僅僅講授一下焊接方法及相關(guān)注意事項(xiàng)，并指導(dǎo)學(xué)生做一些簡(jiǎn)單的金屬片或金屬棒等材料的焊接練習(xí)，學(xué)生在此過(guò)程中體驗(yàn)不到樂(lè)趣和成就感，也很難對(duì)焊接效果做出準(zhǔn)確預(yù)知和判斷。針對(duì)這些問(wèn)題，天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實(shí)習(xí)訓(xùn)練中心就焊接實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了改革嘗試，改善焊接實(shí)習(xí)環(huán)境、增加鐵藝造型設(shè)備、讓學(xué)生開(kāi)展焊接藝術(shù)雕塑及工藝品作品展，提高學(xué)生創(chuàng)新思維及藝術(shù)情操，教學(xué)成效在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)。

1.實(shí)習(xí)功能區(qū)域劃分。如圖2所示，將傳統(tǒng)的焊機(jī)實(shí)習(xí)車間按照不同功能劃分為授課區(qū)、下料區(qū)、造型區(qū)、焊接區(qū)和作品展示區(qū)。

2.焊接實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)安排。（1）時(shí)間安排。針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，焊接實(shí)習(xí)時(shí)間不同，例如非機(jī)類專業(yè)實(shí)習(xí)總時(shí)間為兩周，焊接實(shí)習(xí)時(shí)間為0.5天；機(jī)類專業(yè)實(shí)習(xí)總時(shí)間為四周，焊接實(shí)習(xí)時(shí)間為1.5天；藝術(shù)類專業(yè)實(shí)習(xí)總時(shí)間為兩周，焊接實(shí)習(xí)時(shí)間為4天。（2）任務(wù)分配。如圖3所示，根據(jù)焊接實(shí)習(xí)的具體時(shí)間，合理布置焊接藝術(shù)作品的難易程度。一般將每個(gè)班分成5組（每組6人左右），通過(guò)播放以往各屆學(xué)生積累的作品ppt展示，由組員參考后自行決定焊接作品內(nèi)容，最后根據(jù)焊接過(guò)程組員的各自表現(xiàn)及團(tuán)隊(duì)合作、作品完成情況、考勤情況及日常清理等內(nèi)容給予學(xué)生成績(jī)。（3）焊接指導(dǎo)。為了改善焊接環(huán)境，規(guī)范教學(xué)秩序，保障學(xué)生安全，我們建設(shè)了14個(gè)隔斷、28個(gè)工位，每個(gè)隔斷都裝設(shè)了排風(fēng)系統(tǒng)。另外，在授課區(qū)設(shè)兩個(gè)焊接工位供老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行集體講授示范。（4）下料操作。下料區(qū)有無(wú)齒鋸、等離子切割等切割設(shè)備，我們?yōu)閷W(xué)生提供直徑6mm的金屬棒料、600*600*2和600*1200*2的金屬板料、細(xì)鐵條等焊接對(duì)象用于作品用料。同時(shí)，焊接實(shí)習(xí)車間也是學(xué)校內(nèi)的廢舊自行車處理的好場(chǎng)所，學(xué)生們會(huì)自發(fā)的將學(xué)校收集的廢舊自行車用于作品材料。（5）造型示范。如圖4所示，為了提高學(xué)生的動(dòng)手興趣及創(chuàng)新精神，增設(shè)手動(dòng)鐵藝造型設(shè)備用于焊接作品用料成型，滿足學(xué)生的作品創(chuàng)意設(shè)計(jì)。手動(dòng)鐵藝造型設(shè)備包括折彎器、扭曲器、成型器等，具有折角、卷圓、螺旋成型扭曲多種功能，可滿足多種S形、C形、P形花型的制作。

四、總結(jié)

學(xué)生們?cè)诟纳坪蟮暮附訉?shí)習(xí)車間，可以自如設(shè)計(jì)焊接創(chuàng)作、完成自己的作品，在此過(guò)程中，可以掌握下料工具、鐵藝造型設(shè)備等的使用及傳統(tǒng)手工電弧焊的操作，基于藝術(shù)作品作為創(chuàng)作驅(qū)動(dòng)，提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)焊接的興趣及團(tuán)隊(duì)合作精神。

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