焊接專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)理論教學(xué)的研究與實踐

屈華 劉偉東 陳明華 辛立軍

摘 要：以提高學(xué)生理論素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力為教學(xué)目標(biāo)，通過分析焊接專業(yè)各門專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識體系及其內(nèi)在聯(lián)系與承接關(guān)系，在教學(xué)中充分利用專業(yè)理論課之間的關(guān)聯(lián)性和繼承應(yīng)用性，探索并運用了“理論整體化+研究性”的教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：焊接專業(yè)；應(yīng)用型人才；課程設(shè)置；理論教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）15-0075-03

Abstract： In this paper， the relations of succession and applicability were utilized in teaching， the new teaching method of theory integration and research-oriented teaching was explored and used with analyzing the knowledge system， inner link and succession relation between the elementary courses and professional curriculum in welding specialty for the teaching objectives of enhancing the students the theoretical attainment and the ability of specialized knowledge comprehensive application， engineering practice and innovation.

Keywords： welding specialty； application-oriented talents； curriculum provision； theoretical teaching

作為一種重要的材料連接工藝，隨著現(xiàn)代制造和加工行業(yè)的飛速發(fā)展，焊接技術(shù)在石油化工、航空航天、海洋工程、核動力工程、橋梁、艦船及金屬結(jié)構(gòu)等方面的作用愈發(fā)重要。作為焊接大國，面對“中國制造”的機遇和壓力，我國行業(yè)企業(yè)對焊接專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的需求極為迫切[1， 2]。應(yīng)用型創(chuàng)新型人才培養(yǎng)即培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識綜合運用能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力，而豐厚堅實的理論基礎(chǔ)是創(chuàng)新能力的“搖籃”，“厚積”才能“薄發(fā)”。焊接專業(yè)是實踐性較強的專業(yè)，許多高等院校都非常重視焊接專業(yè)的實踐教學(xué)[3]。對于理論課教學(xué)，不少高等院校也都實行了各種各樣的教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)模式改革[4-6]。

筆者經(jīng)過多年專業(yè)課理論教學(xué)后發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對專業(yè)課的基礎(chǔ)理論理解不深，知識的綜合運用能力較差，難以達到“學(xué)以致用”的目的。主要表現(xiàn)為：（1）部分學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱；（2）部分學(xué)生理論知識掌握尚可，但只能“紙上談兵”；（3）部分學(xué)生沒有掌握焊接專業(yè)理論知識的整體脈絡(luò)，知識碎片化，無法融會貫通。如何在教學(xué)中有效解決上述問題，使學(xué)生深刻理解、長久記憶，形成完整的專業(yè)知識體系并能在實際工作中應(yīng)用，進而創(chuàng)造性地解決工程實際問題，是焊接專業(yè)課理論教學(xué)亟待解決的問題。筆者通過分析焊接專業(yè)理論課課程體系，研究了各專業(yè)課之間的有機聯(lián)系，結(jié)合研究性和整體化教學(xué)模式，對焊接專業(yè)理論課教學(xué)模式進行了探索和實踐，取得了良好的教學(xué)效果。

一、焊接專業(yè)理論課程設(shè)置

我國焊接專業(yè)的課程設(shè)置，按時間順序，從20世紀(jì)50年代末至60年代初、70年代末、80年代末及90年代初幾經(jīng)調(diào)整，在1988年12月的焊接教指會上，提出了包括淡化專業(yè)、強化專業(yè)和介于二者之間的三種專業(yè)課程設(shè)置模式[7]。焊接專業(yè)三種專業(yè)課程設(shè)置中，強化專業(yè)和淡化專業(yè)的課程設(shè)置均不適合于我校這樣的普通地方本科向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的工科院校。

我校焊接專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。著眼于我校實際和焊接專業(yè)的未來可持續(xù)發(fā)展，我校焊接專業(yè)專業(yè)課設(shè)置具有介于強化專業(yè)和淡化專業(yè)之間的課程設(shè)置特點。在《焊接冶金學(xué)》、《材料焊接性》、《弧焊電源》、《弧焊原理與工藝》和《焊接結(jié)構(gòu)》五門專業(yè)主干課的基礎(chǔ)上，專業(yè)理論課程體系的構(gòu)建主要考慮以下三原則：一是貼近社會大環(huán)境和我校的實際情況的“實際原則”；二是培養(yǎng)學(xué)生具有不循規(guī)蹈矩、墨守成規(guī)、開拓進取的勇氣和魄力的“創(chuàng)新原則”；三是鍛煉學(xué)生具有一定的先進性和前瞻性，為未來焊接的高速發(fā)展奠定基礎(chǔ)的“發(fā)展原則”。我校焊接專業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的設(shè)置如表1所示。

二、理論課間的關(guān)聯(lián)性與繼承應(yīng)用性

就焊接專業(yè)理論課程體系整體而言，每一門課程既獨立又統(tǒng)一。獨立是指每門課程都自成體系，具有完整的知識結(jié)構(gòu)和思維訓(xùn)練方法；統(tǒng)一是指每門課程都統(tǒng)一于焊接專業(yè)整體課程體系，共同構(gòu)成焊接專業(yè)學(xué)生所必須掌握的總知識結(jié)構(gòu)和思維訓(xùn)練方法。因此，焊接專業(yè)課程體系中每門課程是相互關(guān)聯(lián)與繼承的。

焊接專業(yè)專業(yè)理論課之間的關(guān)聯(lián)性和繼承應(yīng)用性在教學(xué)中的應(yīng)用以《金屬學(xué)與熱處理》和《焊接冶金學(xué)》與《材料焊接性》這三門課程為例，三門課程的知識體系及其教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)與繼承性如圖1所示。

用于焊接的材料主要是鋼鐵材料，焊接過程、工藝與鋼鐵材料密切相關(guān)，因此在《金屬學(xué)與熱處理》和《焊接冶金學(xué)》與《材料焊接性》三門課程的教學(xué)過程中，可用鋼鐵材料作為一條知識脈絡(luò)主線進行授課內(nèi)容、知識結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)與繼承應(yīng)用的講解。

《金屬學(xué)與熱處理》課程教學(xué)的目的是使學(xué)生熟知鋼鐵的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的互關(guān)系，掌握鋼鐵材料的相變過程及如何利用這種相變解決工程實際問題?！逗附右苯饘W(xué)》教學(xué)目的是使學(xué)生掌握熔焊條件下冶金過程的基本理論知識，即焊接熔池中（將凝固過程限制在熔池）鋼鐵材料發(fā)生的變化以及導(dǎo)致焊接接頭的各種物理、化學(xué)變化和組織、性能變化。因此，《焊接冶金學(xué)》與《金屬學(xué)與熱處理》的關(guān)聯(lián)性極強，其授課內(nèi)容、知識結(jié)構(gòu)很大程度上是對《金屬學(xué)與熱處理》的繼承應(yīng)用。

《材料焊接性》是從焊接性角度研究焊接接頭鋼鐵（及其他材料）的基本特性，探討被焊接鋼鐵焊縫能否獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的接頭，且滿足使用性能要求?！恫牧虾附有浴分苯永^承并應(yīng)用了《焊接冶金學(xué)》，間接繼承并應(yīng)用《金屬學(xué)與熱處理》的基礎(chǔ)理論、知識。從本質(zhì)上說，上述三門課程都與鋼鐵材料有關(guān)，都屬于理論性比較強的課程，《材料焊接性》、《焊接冶金學(xué)》和《金屬學(xué)與熱處理》在“鋼鐵”內(nèi)容上依次具有繼承應(yīng)用性的關(guān)系，即《焊接冶金學(xué)》是《金屬學(xué)與熱處理》的具體“繼承應(yīng)用”，而《材料焊接性》是《焊接冶金學(xué)》的具體“繼承應(yīng)用”，這三門課程在邏輯層次上依次向“焊接”遞進。

焊接專業(yè)其他課程之間同樣具有關(guān)聯(lián)性和繼承應(yīng)用性。例如，《弧焊電源》、《弧焊原理與工藝》與《材料焊接性》可基于熔焊工藝這一主線進行關(guān)聯(lián)與繼承，《特種焊接設(shè)備》、《特種焊接技術(shù)》與《材料焊接性》可基于特種焊這一主線進行關(guān)聯(lián)與繼承。筆者認為，《焊接專業(yè)導(dǎo)論》作為大一新生的專業(yè)入門課，可將各專業(yè)課的基本知識和結(jié)構(gòu)按理論-應(yīng)用-實踐這一主線進行簡要的講解，使學(xué)生初步了解焊接專業(yè)、專業(yè)基本知識結(jié)構(gòu)及后續(xù)專業(yè)課之間的關(guān)系，為其后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)勾畫出清晰的學(xué)習(xí)脈絡(luò)。

三、關(guān)聯(lián)與繼承應(yīng)用在教學(xué)實踐中的應(yīng)用

研究性教學(xué)的目的是為了引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題的能力，著重培養(yǎng)對于“未知”的研究和探索的意識。研究性教學(xué)就是要在教學(xué)中針對知識難點、不成熟的問題、與授課內(nèi)容相關(guān)而教材上沒有的知識、相關(guān)的新材料和新技術(shù)等，在有限的教學(xué)時間內(nèi)和課堂上無法完成的教學(xué)內(nèi)容，以研究性課題的形式提出并并布置給學(xué)生，要求學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇并完成小論文。

《材料焊接性》、《焊接冶金學(xué)》與《金屬學(xué)與熱處理》授課內(nèi)容的相關(guān)性及繼承應(yīng)用性要求任課教師在講授相關(guān)理論知識時，能做到承“上”啟“下”，充分利用課程的繼承應(yīng)用關(guān)系，以“先期理論”澆灌“后期理論”，將整個專業(yè)理論脈絡(luò)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生明白“前”因“后”果，從某種意義上說，就是使專業(yè)理論“整體化”。

《材料焊接性》授課內(nèi)容理論性較強，各種鋼鐵材料的焊接性分析講解幾乎都沿材料成分→熱處理+組織→接頭性能→焊接工藝這一主線展開。筆者發(fā)現(xiàn)，最初幾次授課之后，一層不變的講解模式容易引起學(xué)生厭學(xué)，教學(xué)效果較差；另外，學(xué)生關(guān)于鋼的成分認知僅限于“Fe-C”范圍，不能將《焊接冶金學(xué)》關(guān)于合金鋼的相變、凝固過程和組織與《金屬學(xué)與熱處理》所學(xué)合理銜接；《材料焊接性》基礎(chǔ)理論部分又大部分來源于《焊接冶金學(xué)》。因此，筆者在《材料焊接性》的授課過程中，嘗試將學(xué)生已弱化的《金屬學(xué)與熱處理》和《焊接冶金學(xué)》的基礎(chǔ)知識有重點、分層次的以提問或完成小論文的方式使學(xué)生“溫故而知新”，既強化了學(xué)生對《金屬學(xué)與熱處理》和《焊接冶金學(xué)》基礎(chǔ)知識的掌握，又加深了學(xué)生對《材料焊接性》知識的理解。

筆者利用課程間的關(guān)聯(lián)性和繼承應(yīng)用性，在講解低碳調(diào)質(zhì)鋼（Q690）的焊接性分析時，采用了“理論整體化+研究性”教的學(xué)模式。低碳調(diào)質(zhì)鋼（Q690）的焊接性教學(xué)分析框圖如圖2所示。

首先分析Q690鋼的成分，強調(diào)“低碳<0.18%C”，并分析其他合金元素的作用；然后依據(jù)生產(chǎn)上供貨態(tài)是“調(diào)質(zhì)”，引出其基體組織為“低碳馬氏體+貝氏體”（碳鋼組織《金屬學(xué)與熱處理》，合金鋼組織源于《焊接冶金學(xué)》）；接頭性能的講解主要應(yīng)用《焊接冶金學(xué)》方面的知識，分為焊縫常見缺陷和熱影響區(qū)性能損失；根據(jù)接頭性能分析得出Q690鋼焊接時的主要注意事項；最后從焊接工藝角度（焊前處理→焊接方法→焊接材料→工藝參數(shù)→焊后處理）講述如何高質(zhì)量實現(xiàn)Q690鋼的焊接。

從本質(zhì)上說，材料的焊接性分析主要是繼承并應(yīng)用了《金屬學(xué)與熱處理》和《焊接冶金學(xué)》的相關(guān)理論，筆者在授課時所起的作用就是“點明”需要摘取哪個“理論”，并幫助引導(dǎo)學(xué)生整合后形成焊接性的“理論”。從上述的Q690鋼焊接性分析的講解可看出，原本晦澀難懂、枯燥無味的理論課教學(xué)在一定程度上變成了教師引導(dǎo)下的學(xué)生“選擇”實踐，學(xué)習(xí)思路清晰明確，一邊汲取“舊理論”，一邊打造“新理論”，課堂氣氛嚴(yán)肅又活潑，教學(xué)效果良好。

四、結(jié)束語

“理論整體化+研究性”教學(xué)模式主要適用于大三、大四具有一定理論基礎(chǔ)的學(xué)生。這種教學(xué)模式充分利用了專業(yè)理論課之間的關(guān)聯(lián)與繼承應(yīng)用性，要求教師要同時掌握幾門課程的理論脈絡(luò)，對每一門課程的知識體系和授課思路能做到“活學(xué)活用”；另外，要求任課教師要了解學(xué)生對先期課程基礎(chǔ)理論的掌握程度，以便教學(xué)時是否要求學(xué)生提前復(fù)習(xí)。焊接專業(yè)理論課教學(xué)模式改革對于提高學(xué)生的理論素養(yǎng)，提高學(xué)生的專業(yè)知識綜合運用能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力至關(guān)重要，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵一環(huán)。

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