《焊接方法與設(shè)備》教學(xué)改革研究與實踐

姚宗湘+蔣德平+王剛+張麗萍+尹立孟

摘要：《焊接方法與設(shè)備》是焊接技術(shù)與工程（或焊接方向）的主干課程之一。本文從該課程特點及涉及的內(nèi)容入手，分析目前該課程在授課及學(xué)習(xí)過程中存在的問題，結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方式、教學(xué)方法以及實踐能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行探索，取得了明顯的效果，但同時也提出了不足及改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：焊接方法；人才培養(yǎng)；實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0141-02

焊接作為材料連接的重要手段之一，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電力、化工容器、船舶制造、航天航空、汽車、電子等工業(yè)部門。據(jù)統(tǒng)計，每年全世界45%以上的鋼材要經(jīng)過焊接加工，一些發(fā)達(dá)國家可達(dá)到50%以上。焊接技術(shù)的廣泛應(yīng)用需要社會上培養(yǎng)大量既具有一定焊接理論知識，同時也具備一定實踐操作的焊接人才，而焊接是目前人才市場迫切需求的專業(yè)之一[1，2]。我校焊接技術(shù)與工程專業(yè)的設(shè)立順應(yīng)了時代發(fā)展的需要，必將為社會輸送大量優(yōu)秀的焊接技術(shù)人才?！逗附臃椒ㄅc設(shè)備》是焊接專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在理解焊接電弧物理學(xué)、焊絲熔化與熔滴過渡、母材熔化與焊縫成形及焊接過程控制技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)、深入地掌握常用弧焊方法的工作原理、工藝特點和規(guī)律、設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成、應(yīng)用范圍，培養(yǎng)正確選用焊接方法、合理配置焊接設(shè)備、合理制訂焊接工藝的初步能力，為畢業(yè)后從事焊接工程技術(shù)工作提供牢固的弧焊方法、設(shè)備、工藝方面的理論和實踐基礎(chǔ)。該課程在焊接專業(yè)課程設(shè)置中具有承上啟下的作用，既為學(xué)習(xí)后續(xù)《焊接結(jié)構(gòu)》等課程打下了基礎(chǔ)，同時也為以后從事焊接領(lǐng)域的相關(guān)工作提供了必要的基礎(chǔ)理論支撐，所以此課程在焊接專業(yè)的人才培養(yǎng)中具有舉足輕重的地位。如何學(xué)好該課程，掌握該課程的精髓，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，是該課程教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注的問題。

一、目前存在的問題

筆者經(jīng)過多年該課程的教學(xué)，發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

1.教學(xué)方式相對單一，主要以教師講授為主，也就是傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)。理論課程上，教師在課堂上滿懷激情地講課，而大多數(shù)學(xué)生卻在下面“開小差”，比如玩手機(jī)、看課外書等。教師與學(xué)生的互動很少，難以引起學(xué)生的注意和興趣，學(xué)習(xí)效果自然就差。

2.教材內(nèi)容相對陳舊。焊接方法與設(shè)備教材一般是多年前編寫的，教材里面涉及的新方法或技術(shù)相對比較滯后，而大多數(shù)教師在授課時基本上是依照教材而備課的，新技術(shù)或新方法在課堂上幾乎沒有提及，因此學(xué)生也很難授受到該領(lǐng)域或?qū)W科的前沿知識，不利于學(xué)生的培養(yǎng)。

3.實踐能力培養(yǎng)薄弱。該課程中有超過50%的內(nèi)容是各種焊接方法的學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，實踐占的比例很少，常見CO2、埋弧焊、TIG焊、MAG焊等焊接方法各有2個學(xué)時的課內(nèi)實驗時間，實驗以演示型為主，學(xué)生動手操作的時間無乎為零，所以很難達(dá)到通過實踐加深理論知識的目的。

二、解決的思路與方法

為了提高教學(xué)質(zhì)量，針對傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題進(jìn)行了探索和嘗試。

1.合理整合教學(xué)內(nèi)容。為了能夠讓學(xué)生及時了解該學(xué)科的前沿領(lǐng)域，使課堂教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)，授課教師在備課時，要在熟悉教材的基礎(chǔ)上，認(rèn)真地對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、刪減和補充。該課程在授課時選用的教材為普通高等教育“十一五”重點規(guī)劃教材——《熔接方法與設(shè)備》，該教材涉及的知識較多，理論學(xué)時有限（一般為40學(xué)時左右），而且部分內(nèi)容與后續(xù)一些課程內(nèi)容有重復(fù)，比如弧焊機(jī)器人概述、電渣焊、電子束焊等，將此部分理論知識刪除不講，作為學(xué)生自學(xué)部分課后學(xué)習(xí)。對于新出現(xiàn)的新型工藝或方法，比如熱絲TIG焊方法、變極性等離子弧焊（簡稱VPPAW）、激光焊等目前應(yīng)用比較多的新型弧焊方法，教師要深刻理解并備課，將這些平常學(xué)生很少看到的焊接方法以科普知識或講座的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，這樣使學(xué)生既了解了前沿知識，也對這些新型焊接方法有一定的熟悉。

2.合理使用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。由于該課程的理論性相對較強(qiáng)，而且部分內(nèi)容很抽象，尤其是焊接電弧部分，內(nèi)容多而雜，每一部分的章節(jié)又相對獨立，如何讓學(xué)生能夠在有限的學(xué)時中能夠掌握該課程的主要內(nèi)容呢？為了達(dá)到這一目的，授課時充分利用多媒體軟件引入大量的動畫及視頻，使學(xué)生對一些抽象（如電弧的物理本質(zhì)、熔滴過渡、焊縫成形等）或很少見到的現(xiàn)象有一個直觀印象或感性認(rèn)識，這樣在理解深奧理論時要相對容易些。在現(xiàn)代授課過程上，雖然多媒體教學(xué)克服了傳統(tǒng)課程教學(xué)中繪圖難、板書浪費時間等缺點，同時也將抽象的、難于理解的知識形象直觀的表現(xiàn)出來，促進(jìn)了學(xué)生理解，提高了教學(xué)質(zhì)量，但板書作為傳統(tǒng)的一種教學(xué)方式，仍必不可少，“板書+多媒體”相結(jié)合的教學(xué)方式是該課程授課時采用的教學(xué)方式，學(xué)生普遍反映良好。

3.采用啟發(fā)式和分組討論的教學(xué)方式。在該課程講述時，不斷采用啟發(fā)式教學(xué)方法，任何一個問題不急于給學(xué)生結(jié)論，而是通過層層遞進(jìn)的方式引導(dǎo)學(xué)生逐步得出結(jié)論。比如在該課程第一節(jié)講時，先通過一個焊條電弧焊的視頻，讓學(xué)生思考焊接時觀察到的現(xiàn)象，進(jìn)而引出熱源以及弧焊時熱源產(chǎn)生的方式。在學(xué)習(xí)每一種常用焊接方法時，圍繞熱量的分布這一主線引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)焊接方法及焊接工藝制定包含的內(nèi)容，引導(dǎo)并讓學(xué)生了解焊接的過程就是熱量產(chǎn)生、熱量分布的過程，影響熱量分布的因素將會影響到焊接工藝的制定和結(jié)構(gòu)的使用性能。讓學(xué)生抓住這一主線來學(xué)習(xí)該課程效果自然就好。為了讓學(xué)生更好地掌握此門課程，授課教師有針對性地布置大作業(yè)，該項作業(yè)主要是學(xué)生通過資料查閱在課后完成的。教師將授課學(xué)生分成若干組（一般4—6組為宜），每個小組的題目都不完全相同，自由組合討論小組并指派小組長，小組長負(fù)責(zé)小組內(nèi)部學(xué)生的分工及互評打分，每位學(xué)生都要參與其中，每組指派一名學(xué)生代表以PPT的形式在課堂上講述，授課教師再對每組做點評，點評后學(xué)生們可就PPT所涉及的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行提問，講述者主答，同小組學(xué)生可補充，授課教師根據(jù)學(xué)生參與及回答問題的情況給予相應(yīng)的成績，組長打分+教師打分之和作為該學(xué)生本次作業(yè)成績的參考，同時將該成績記為平時成績之一。

4.采用案例教學(xué)方法。焊接是一門實踐性特別強(qiáng)的學(xué)科。課堂教學(xué)中我們通常會將在互聯(lián)網(wǎng)等媒體上看到的關(guān)于焊接破壞的事故帶到理論教學(xué)中，焊接結(jié)構(gòu)的破壞，除了結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)之外，相當(dāng)大的原因是由于焊接制造工藝措施不合理造成的。通過案例教學(xué)，一是可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；二是通過事故的分析使學(xué)生初步學(xué)會分析實際問題的方法，具備分析問題的能力，為以后從事焊接相關(guān)工作打下理論基礎(chǔ)。

5.設(shè)立實驗專周培養(yǎng)實驗?zāi)芰?。在教學(xué)中我們非常重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，按照我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的方針政策，將該課程實驗獨立設(shè)課一周，這樣學(xué)生就有充分的時間熟悉CO2氣體焊設(shè)備、弧焊機(jī)器人、TIG焊設(shè)備、埋弧焊設(shè)備等設(shè)備的原理、組成以及操作方法，在熟悉設(shè)備操作的基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求，在專周時間內(nèi)，學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，自主選擇實驗室的材料和獨立制訂工藝，然后按照制訂的工藝在一個時間較為寬松的環(huán)境下獨立進(jìn)行實驗。這樣既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生有充分的時間進(jìn)行實踐，培養(yǎng)了實踐操作能力。

三、效果及存在的問題

通過上述一系列措施的實施，使教學(xué)逐步由“以教師為主”轉(zhuǎn)化為“以學(xué)生為主”，學(xué)習(xí)效果有所提高，對知識的理解更進(jìn)一步，初步掌握了分析問題的能力，提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。但是，在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中也反映出一些問題，譬如討論式教學(xué)中，每個題目的難易程度不易把握，學(xué)生在提問時問題的難度也有所不同，因此在跟學(xué)生評分時可能會存在差異。當(dāng)然這是任何一項改革過程中都會遇到的問題，相信隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，會找到一些方法來平衡。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐冬霞，張寶慶.對“焊接方法與設(shè)備”課程教學(xué)模式的思考[J].中國電力教育，2010，182（2）：57-58.

[2]楊英發(fā).《焊接方法與設(shè)備》課程教學(xué)改革研究與實踐[J].廣西輕工業(yè)，2009，132（11）：181-183.endprint