理論技能復(fù)合型培養(yǎng)模式焊接教學(xué)中的探索與實(shí)踐

龔建勛 陳愚 李湘文 張明華 尹力

摘要：我國(guó)焊接專業(yè)人才已形成了中國(guó)特色的人才培養(yǎng)體系，但其工程實(shí)踐能力等方面仍存在明顯差距。焊接理論和技能教育改革以培養(yǎng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和國(guó)際化的技術(shù)人才為目的。本文分析了我國(guó)目前焊接工程師和焊工的培養(yǎng)模式及其不足，針對(duì)焊接專業(yè)人才理論和技能失衡的問(wèn)題，提出了“技能培訓(xùn)”實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，自主開(kāi)展工程實(shí)踐訓(xùn)練，設(shè)置技能考試模塊，使焊接理論課“實(shí)戰(zhàn)化”，以使之與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)緊密結(jié)合，使學(xué)生掌握焊接工程師的必備焊接操作技能，構(gòu)造新時(shí)代的“焊接理論技能復(fù)合型人才培養(yǎng)模式”，這有利于焊接畢業(yè)生獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)試驗(yàn)和產(chǎn)品試制工作。

關(guān)鍵詞：焊接；技能培訓(xùn)；培養(yǎng)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）36-0143-03

焊接是制造業(yè)中重要的、應(yīng)用極為普遍的基本制造方法，影響產(chǎn)品可靠性和使用壽命。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)2013年粗鋼產(chǎn)量7.79億噸，占全球鋼產(chǎn)總量的50%以上。林尚揚(yáng)院士認(rèn)為，我國(guó)焊接結(jié)構(gòu)用鋼量約占到鋼產(chǎn)量的40%，焊接材料與鋼材的比例約為2%[1]，由此推測(cè)每年有623萬(wàn)噸焊材的焊接工作量，這需要眾多焊接工程師和焊工分工協(xié)作完成。根據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，高等學(xué)校《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)學(xué)生就業(yè)率名列前茅，高職專業(yè)《焊接技術(shù)及自動(dòng)化》也名列于十大緊俏專業(yè)。

一、焊接專業(yè)人才的培養(yǎng)模式及其現(xiàn)狀

1.焊接工程師和焊工培養(yǎng)模式。長(zhǎng)期以來(lái)，高等學(xué)校擔(dān)負(fù)著焊接專才的培養(yǎng)重任，有“工程師搖籃”之譽(yù)。1993年，焊接專業(yè)被納入《材料成型及控制工程》專業(yè)進(jìn)行招生培養(yǎng)，主干課大幅壓縮，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)幾乎全部取消。此外，我國(guó)用人單位存在大學(xué)畢業(yè)生崗前專業(yè)培訓(xùn)不健全、不重視繼續(xù)教育的狀況，學(xué)生倉(cāng)促上任，結(jié)果造成不少質(zhì)量問(wèn)題，畢業(yè)生后續(xù)學(xué)習(xí)焊接技術(shù)面臨焊接理論和操作障礙。迫于這種狀況，國(guó)家教委重新設(shè)置了《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)，簡(jiǎn)稱焊接，以滿足社會(huì)對(duì)焊接專才的急切需求。2014年，湘潭大學(xué)正式恢復(fù)設(shè)置了《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)，以適應(yīng)焊接人才的專業(yè)化培養(yǎng)需求?，F(xiàn)有高等學(xué)?！昂窕A(chǔ)、寬口徑”的培養(yǎng)模式可使學(xué)生專業(yè)視野寬廣，適應(yīng)能力較強(qiáng)，但實(shí)踐技能明顯不足。西方發(fā)達(dá)國(guó)家工科本科生教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和研究潛力的培養(yǎng)[2-3]，將創(chuàng)新思維、研究能力和實(shí)踐能力放在教育首位，有穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地和良好的實(shí)驗(yàn)條件。不僅如此，英、德等國(guó)等要求學(xué)生去企業(yè)實(shí)習(xí)一年才能取得畢業(yè)證書(shū)。我國(guó)因自身?xiàng)l件限制，無(wú)法如此全面系統(tǒng)進(jìn)行工程技術(shù)教育和訓(xùn)練[4]。

地方高校對(duì)該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。高校的地域性，決定了其應(yīng)承擔(dān)培養(yǎng)服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程應(yīng)用型人才的重任。例如：湘潭大學(xué)培養(yǎng)焊接畢業(yè)生主要滿足湖南以及廣東沿海等地區(qū)焊接專才需求，畢業(yè)生具有從事現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝、焊接設(shè)計(jì)、焊接材料和焊接檢驗(yàn)等方面的基本理論知識(shí)，以及應(yīng)用焊接專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。然而，不少地方高校由于擴(kuò)招或者新設(shè)焊接專業(yè)時(shí)間過(guò)短，設(shè)備投入、技能培訓(xùn)等未能跟上，致使學(xué)生焊接技能差，操作能力弱。較好的焊接技能是一名合格焊接工程師的必備素質(zhì)，這是因?yàn)?，生產(chǎn)及研發(fā)工作中，往往需要焊接工程師通過(guò)試焊、試制來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性和可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷及焊接制造工藝問(wèn)題，從而確定最優(yōu)化方案。焊接高技能人才已成為阻礙我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的“瓶頸”之一。制造企業(yè)對(duì)“高技能”人才存在“重使用，輕培養(yǎng)”的問(wèn)題，這主要表現(xiàn)為：有高級(jí)焊工需求時(shí)，以高薪為誘餌，項(xiàng)目完工即解聘。短期獲取了最大利益，長(zhǎng)期則不利于企業(yè)技術(shù)積累和產(chǎn)品升級(jí)換代，制造水平始終停留于生產(chǎn)、組裝等低層次。焊接技能培養(yǎng)需要長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練和積累才能完成，這使高級(jí)焊工培養(yǎng)成本高，目前高職院和技校擔(dān)任了培養(yǎng)焊工的重任，“師傅帶徒弟”的傳統(tǒng)模式隨著人才頻繁流動(dòng)而使之可行性變差，技術(shù)和技能傳承性變差，甚至斷檔。近年來(lái)，我國(guó)高職教育發(fā)展迅速，工程實(shí)踐和技能培訓(xùn)場(chǎng)地欠缺日益凸顯。為彌補(bǔ)上述缺憾，職業(yè)學(xué)校將學(xué)生打包去企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)三個(gè)月至半年以獲取一定技能，但企業(yè)作為生產(chǎn)主體，無(wú)法提供全方位的技能鍛煉機(jī)會(huì)，技能提升空間有限。我國(guó)焊接專業(yè)人才，即焊接工程師和焊工的培養(yǎng)屬于兩線運(yùn)作模式，互不交叉融合。普通高校焊接畢業(yè)生具有較好的理論基礎(chǔ)，但操作技能差；高職院和技校培養(yǎng)的學(xué)生實(shí)踐能力較好，但理論水平欠缺。二者均屬于一條腿走路，培養(yǎng)既具良好的理論素養(yǎng)，又具有較好的操作技能的焊接專業(yè)人才將彌補(bǔ)上述缺憾，實(shí)現(xiàn)我國(guó)焊接制造水平又快又好地發(fā)展。

2.焊接人才理論技能失衡所帶來(lái)的問(wèn)題?！昂附硬僮骷寄堋痹诤附由a(chǎn)中的重要性越來(lái)越突出，這體現(xiàn)在對(duì)焊接操作者的技術(shù)要求愈加嚴(yán)格。為打造創(chuàng)新型的高端制造產(chǎn)業(yè)，從戰(zhàn)略層面上國(guó)家大力發(fā)展職業(yè)技術(shù)教育，培養(yǎng)大量高技能的產(chǎn)業(yè)工人。新產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)離不開(kāi)技術(shù)熟練的操作者，特別是鍋爐、壓力容器、管道及化工容器等產(chǎn)業(yè)，需通過(guò)國(guó)家職業(yè)技術(shù)資格考試，持證上崗。焊接質(zhì)量問(wèn)題不少產(chǎn)生于操作，產(chǎn)業(yè)工人理論基礎(chǔ)薄弱，焊接工程師缺乏操作體驗(yàn)，質(zhì)量問(wèn)題難以根除。因而，焊接工程師必備一定的焊接操作技能，產(chǎn)業(yè)工人也必需一定理論基礎(chǔ)。以生產(chǎn)電站鍋爐聞名的上海鍋爐廠有限公司，對(duì)新進(jìn)大學(xué)生要求通過(guò)三個(gè)焊接操作模塊的技能考核才能上崗；上海汽輪廠要求大學(xué)畢業(yè)生先從事汽輪機(jī)或者蒸汽輪輪機(jī)的安裝調(diào)試工作一年。上述兩者人才培訓(xùn)和管理經(jīng)驗(yàn)表明，大學(xué)畢業(yè)生只有先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的技能實(shí)訓(xùn)，才能使其所制定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝方案與現(xiàn)生產(chǎn)相適應(yīng)，從而及時(shí)將智力轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。現(xiàn)實(shí)情況卻是，大部分企業(yè)不具備上述企業(yè)崗前培訓(xùn)能力，由高等學(xué)校先期進(jìn)行焊接技能初步培訓(xùn)顯得尤為關(guān)鍵。焊接操作一方面讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)，掌握基本的焊接操作技能，進(jìn)而通過(guò)將學(xué)生分組，制作小型焊接件，來(lái)體驗(yàn)工程實(shí)踐并發(fā)現(xiàn)典型工程問(wèn)題，即實(shí)施實(shí)踐案例教學(xué)法，圍繞一定培訓(xùn)目的把實(shí)際中真實(shí)的情景加以典型化處理，形成供學(xué)員思考分析和決斷的案例，再通過(guò)獨(dú)立研究和相互討論的方式以提高學(xué)員的分析和解決問(wèn)題能力的一種方法。

3.焊接課程特點(diǎn)與不足。高等學(xué)校焊接專業(yè)主干課程有：《焊接概論》、《焊接冶金學(xué)》（基本原理）、《焊接冶金學(xué)》（金屬焊接性）、《熔焊方法及設(shè)備》、《弧焊電源與其數(shù)字化控制》、《焊接結(jié)構(gòu)學(xué)》、《壓焊方法及設(shè)備》、《焊接檢驗(yàn)》、《焊接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)與裝備》，另有還有選修課：《釬焊》、《噴涂與噴焊》、《焊接區(qū)斷口金相分析》等。職業(yè)技術(shù)學(xué)院的焊接專業(yè)課程設(shè)置與上述相比，主干科目差不多，但內(nèi)容深度、廣度均大幅度降低。焊接專業(yè)課知識(shí)點(diǎn)多、面廣且散。課程《焊接冶金學(xué)》（金屬焊接性）所涉及的結(jié)構(gòu)鋼焊接一章中包括熱軋及正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼、珠光體耐熱鋼、低溫鋼的焊接問(wèn)題，涉及焊接核心問(wèn)題各異，機(jī)理相差過(guò)大，沒(méi)有連貫性，如同“中藥方”，對(duì)無(wú)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)大學(xué)生而言，內(nèi)容枯燥、抽象，初覺(jué)新鮮，后則晦澀難懂，直到工作若干年，才逐漸理解其實(shí)質(zhì)。課程內(nèi)容過(guò)于抽象，這使大學(xué)生難以提升學(xué)習(xí)興趣，其專業(yè)認(rèn)知水平難以深入和與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題對(duì)接。對(duì)于初任焊接教師而言，理解透徹尚且不易，何況要將知識(shí)點(diǎn)串成線，融會(huì)貫通，則需花費(fèi)巨大精力。然而，通過(guò)學(xué)生參與焊接工程實(shí)踐，通過(guò)親身感受和體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，可起事半功倍之效。傳統(tǒng)書(shū)本案例教學(xué)無(wú)法獲此效果，這需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的焊接技能培訓(xùn)。因而，改革現(xiàn)有課程內(nèi)容和方式，并使焊接專業(yè)教學(xué)貼近企業(yè)實(shí)際情況，培養(yǎng)既有一定的專業(yè)基礎(chǔ)理論水平，又有一定實(shí)踐操作能力的復(fù)合型應(yīng)用技術(shù)人才，非常重要。

4.問(wèn)題解決思路。美國(guó)70%的一流大學(xué)工學(xué)院均設(shè)有焊接專業(yè)，開(kāi)展面向市場(chǎng)的工程技能訓(xùn)練，使學(xué)生具有焊接工程師必要技能，這為我們解決上述問(wèn)題提供了思路。然而，我國(guó)不少高校礙于實(shí)驗(yàn)條件限制，加上實(shí)踐教學(xué)成本高，效益難以體現(xiàn)，形成了注重課堂理論教學(xué)的理念和傳統(tǒng)，實(shí)踐環(huán)節(jié)往往抓得不緊，考核評(píng)價(jià)隨意。不僅如此，像焊接這類(lèi)工程性專業(yè)，需有一定的工程實(shí)踐體驗(yàn)，才能較好地將理論與具體工程緊密結(jié)合。通過(guò)焊接操作技能、工程設(shè)計(jì)等綜合實(shí)訓(xùn)，可使學(xué)生具有良好的工程實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)，培植興趣，激發(fā)學(xué)生求知欲，實(shí)現(xiàn)“理論→實(shí)踐→理論”的學(xué)習(xí)過(guò)程，利于教學(xué)時(shí)疏通關(guān)鍵知識(shí)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)做”合一，真正體現(xiàn)出“理論實(shí)踐一體化”教學(xué)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

二、理論技能復(fù)合型培養(yǎng)模式在焊接課程的探索與實(shí)踐

1.培養(yǎng)方式與課程改革。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)既是知識(shí)傳授的手段，也是從理論到實(shí)踐的知行統(tǒng)一的過(guò)程。通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、系統(tǒng)、細(xì)致、循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)課訓(xùn)練，可以培養(yǎng)良好的操作技能。目前大學(xué)授課主體為90后大學(xué)生，特點(diǎn)是口才好但動(dòng)手能力弱，學(xué)生操作技能整體下降較為明顯，這需要對(duì)現(xiàn)有課程設(shè)置進(jìn)行探索和改進(jìn)。針對(duì)以上形勢(shì)和需求，湘潭大學(xué)焊接研究所經(jīng)過(guò)多輪討論和修改，對(duì)焊接專業(yè)課程進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。例如：將原選修課《焊接概論》定為《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)的前期必修和雙語(yǔ)課程，規(guī)定課程任務(wù)是學(xué)習(xí)氣焊、氣割、手工電弧焊等基本焊接理論及其操作技能，著重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識(shí)，切實(shí)掌握焊接操作技能，使學(xué)生具有分析解決實(shí)際問(wèn)題以及設(shè)計(jì)工藝規(guī)范的初步能力。為此，設(shè)置了課堂講授、焊接技能操作實(shí)驗(yàn)、技能現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估和答疑等教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)上述基本教學(xué)步驟，使學(xué)生掌握解氣焊、氣割、手工電弧焊等基本焊接工藝及其操作技能。焊接技能操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括手工電弧焊（開(kāi)坡口、制備對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭）、氣割和氣焊等，技能考核采用單獨(dú)焊接操作，現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分。

2.焊接操作教學(xué)方式探索與實(shí)踐。手工電弧焊操作技能實(shí)驗(yàn)，對(duì)引弧、運(yùn)條和收弧等基本操作技術(shù)均需要通過(guò)沿“眼—腦—手”協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)才能完成，產(chǎn)品焊接質(zhì)量受操作者技能及情緒影響較大。例如：運(yùn)條時(shí)需根據(jù)焊縫位置和接頭形式等采用不同的擺動(dòng)方式，如：鋸齒形、月牙形、環(huán)形、“8”字形等，每一種方式均需要熟練掌握。為此，首先購(gòu)買(mǎi)焊接操作技能視頻，實(shí)行電化教學(xué)與自學(xué)，并反復(fù)研究視頻資料，從中吸收點(diǎn)子，實(shí)地進(jìn)行焊接操作實(shí)習(xí)。在技能教學(xué)上，先手把手教學(xué)，然后分組相互討論，并現(xiàn)場(chǎng)對(duì)焊接操作情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生好奇心和求知欲。其次，設(shè)置焊接技能訓(xùn)練科目，做到先易后難，確保訓(xùn)練的連續(xù)性和針對(duì)性。將焊接分為三個(gè)動(dòng)作：引弧、運(yùn)條和收尾，務(wù)求每一個(gè)工作均熟練掌握。接著，引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)焊縫連接技巧，使所焊焊縫連續(xù)、寬厚一致。最后，學(xué)習(xí)氣割開(kāi)坡口等操作技能，掌握氣焊基本技能，實(shí)現(xiàn)平板對(duì)接焊?，F(xiàn)場(chǎng)切割焊縫觀察，評(píng)估學(xué)生焊接技能水平。為此，將以上操作步驟定為三個(gè)科目，只有先通過(guò)科目1技能考試，才能進(jìn)行科目2，依次類(lèi)推。通過(guò)三個(gè)模塊的實(shí)訓(xùn)和操作技能考試，使同學(xué)們具有初級(jí)焊工的焊接技能水平。我們制定和完善了實(shí)踐環(huán)節(jié)綜合考評(píng)環(huán)節(jié)，通過(guò)學(xué)生單獨(dú)制作焊接作品，如鋼制小板凳、工具箱和小型鋼結(jié)構(gòu)件等，進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以之作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的成績(jī)考核重要依據(jù)?？傊?，在本實(shí)驗(yàn)課程通過(guò)切割、手工電弧焊實(shí)踐操作技能培訓(xùn)等一系列環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握焊接工程師的必備焊接操作技能，能夠正確地制定焊接工藝和作業(yè)規(guī)程。

三、結(jié)論

通過(guò)在焊接課程教學(xué)中講授焊接基本方法和理論，利用實(shí)踐環(huán)節(jié)使學(xué)生學(xué)習(xí)焊接操作基本技能，自主開(kāi)展工程實(shí)踐訓(xùn)練，使課程教學(xué)“實(shí)戰(zhàn)化”，以使之與現(xiàn)生產(chǎn)緊密結(jié)合，使學(xué)生掌握焊接工程師的必備焊接操作技能，構(gòu)造“焊接理論技能復(fù)合型人才培養(yǎng)模式”。這有利于焊接畢業(yè)生獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)試驗(yàn)和產(chǎn)品試制工作。

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