王 剛，姚宗湘，張麗萍，陳玉華，尹立孟

（1.重慶科技學院，重慶 401331；2.南昌航空大學，江西 南昌 330063）

0 前言

金屬材料焊接是焊接技術(shù)與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課，課程要求學生通過學習能結(jié)合具體焊接結(jié)構(gòu)分析常用金屬材料的焊接性，并制定出符合生產(chǎn)實際的典型焊接工藝。對該課程知識的掌握程度在很大程度上影響該專業(yè)學生就業(yè)后的適應工作節(jié)奏和判斷、處理工程現(xiàn)場問題的能力[1-2]。

該課程知識點多，各種材料之間焊接性既有相似性，又有其自身特點；同時，該課程與工程實踐結(jié)合緊密，焊接性及工藝除與材料成分有直接關(guān)系外，還與具體焊接結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸、工作環(huán)境和焊接施工環(huán)境等息息相關(guān)[3-4]。由于學生缺乏工程實踐經(jīng)驗，學習過程中若只局限于理論知識的點滴記憶，很容易出現(xiàn)將常見材料的焊接性和應采取的工藝措施搞混淆，造成實踐中模棱兩可，對具體焊接結(jié)構(gòu)無從下手的尷尬狀況。

1 課程改革內(nèi)容

重慶科技學院是應用型大學人才培養(yǎng)示范學校，同時也是教育部批準的“卓越工程師”試點培養(yǎng)學校之一。為解決現(xiàn)行教學與工程實際結(jié)合的緊密程度不夠、難以滿足應用型人才培養(yǎng)目標的現(xiàn)狀，學校對該課程內(nèi)容及授課模式等進行系列改革。

1.1 理論與實際相結(jié)合，課堂現(xiàn)場相結(jié)合

焊接技術(shù)與工程屬于典型的應用型專業(yè)，要使學生將《金屬材料焊接》課程內(nèi)容與工程化相聯(lián)系，需要做到教學模式、教學內(nèi)容與實踐相結(jié)合。

1.1.1 改革單一理論課堂授課模式，注重課堂現(xiàn)場相結(jié)合

改變原來的理論或理論和實驗的單一授課模式，貫徹“從工程實際中尋找理論研究對象，讓理論研究結(jié)果指導實踐生產(chǎn)”的新模式，在此基礎上，重慶科技學院確定的課程教學模式如圖1所示。其基本思路是課程的整個教學分兩條線，第一條為理論學習，即通過生產(chǎn)現(xiàn)場等視頻資料的學習使學生發(fā)現(xiàn)問題，明確學習本課程的內(nèi)容、意義和目標，帶著問題完成課堂學習后結(jié)合每章節(jié)的實際案例結(jié)構(gòu)，如表1所示，擬定焊接結(jié)構(gòu)工藝方案草案，并通過分組討論確定出完善的工藝方案；第二條為工程實踐學習，通過類似結(jié)構(gòu)現(xiàn)場參觀和現(xiàn)場工藝技術(shù)文件學習來實現(xiàn)。最后通過學生自己制定的方案與現(xiàn)場工藝方案的對比分析將兩條線串起來，形成對比分析報告來鞏固課堂上的理論，同時將比現(xiàn)場工藝更合理、經(jīng)濟的工藝內(nèi)容反饋給現(xiàn)場技術(shù)人員，為優(yōu)化提供參考。

1.1.2 改革教師為主型授課方式，強調(diào)課堂+課后+現(xiàn)場組合學習

圖1 課程教學模式

表1 課程內(nèi)容學時分配及要求

結(jié)合應用型人才培養(yǎng)需求，重慶科技學院在制定2015級專業(yè)人才培養(yǎng)計劃時，按培養(yǎng)達成目標要求將該課程內(nèi)容劃分成課堂理論學時、課外工程案例現(xiàn)場分析和實訓操作3部分（見表1），其中實踐學時與理論學時的比例不低于2∶1。執(zhí)行時通過課堂理論講解、實驗室模擬訓練、現(xiàn)場生產(chǎn)參觀和案例討論的組合學習方式，使學生在課堂學習與實踐中領(lǐng)悟材料的工藝要點和經(jīng)濟性需求，達到熟練、融會貫通該課程知識點的目標。

由于重慶科技學院從2013年開始強化校外實習基地和校內(nèi)實訓基地建設，與重慶周邊企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，保證了課外現(xiàn)場教學的順利進行，同時該教學方式還能讓老師收集到很多現(xiàn)場技術(shù)難題，后期成為同學們畢業(yè)設計課題和老師與企業(yè)進行合作的研究方向，目前形成了企業(yè)和學?；セ莼ダ牧夹匝h(huán)。

1.2 將比較法貫穿于課堂和現(xiàn)場課程教學中

比較教學法指利用課程內(nèi)容的相互聯(lián)系和區(qū)別，使學生掌握和鞏固教學內(nèi)容，從而達到教學目標的一種邏輯思維方法[5]。因為該課程知識點多，各種材料之間的焊接性、不同材料同種缺陷的產(chǎn)生原因和預防措施等有相似性，也有其自身特點，所以采用比較法教學容易達到事半功倍的效果。

1.2.1 不同材料焊接性的對比[5]

不同用途種類的材料，如強度用鋼與特殊性能鋼，可從焊縫及熱影響區(qū)主要關(guān)注點的不同（強度或特殊性能）進行對比；同一種用途材料，如強度鋼中的熱軋正火鋼、調(diào)質(zhì)鋼，可從裂紋敏感性及工藝措施的遞進性進行對比；奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼可從晶間腐蝕的產(chǎn)生機理、產(chǎn)生過程、應對工藝措施等進行對比。

1.2.2 同一種缺陷形成原因及預防措施對比

焊接性分析主要從接頭缺陷和性能變化進行分析，材料不同，產(chǎn)生缺陷的原因和應對措施也不同。由于焊接的不均勻加熱，強度用鋼焊接均可能出現(xiàn)過熱區(qū)脆化，但因材料成分、組織、強化方式不同，其產(chǎn)生的主要原因和應對措施有差異，如表2所示通過對比講解學生更容易理解和記憶。

表2 同一種缺陷形成原因及預防措施對比

1.2.3 現(xiàn)場缺陷及控制措施與教材理論分析對比

金屬材料的焊接性與應用環(huán)境、工藝條件的關(guān)系較大，教材中針對各種材料的缺陷和預防措施進行了很多理論分析，而生產(chǎn)現(xiàn)場的技術(shù)人員可能運用的方法并不完全與理論一致，教學中可利用現(xiàn)場學習機會使學生通過觀察實際缺陷、探討產(chǎn)生原因和控制缺陷的工藝措施與課堂相關(guān)理論進行對比分析，將抽象化的理論逐步實例化、具體化。

1.2.4 案例結(jié)構(gòu)自編方案與現(xiàn)場工藝對比

現(xiàn)場教學中將學生經(jīng)過討論后形成的工藝方案與生產(chǎn)現(xiàn)場實際使用的工藝技術(shù)方案進行對比（見圖1），找出兩方案中的相同和不同部分，尤其從方案合理性、經(jīng)濟性、高效性、操作方便性等方面比較不同部分的優(yōu)缺點，在比較分析中加深對理論知識的理解。

比較法教學有助于學生記憶課程知識點，同時將各知識點串起來，借助于對生產(chǎn)現(xiàn)場的了解，即可實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合、理論指導實踐的靈活應用目標。

1.3 將國際焊接工程師（IWE）培訓內(nèi)容融入課程,提高學生的國際競爭力

重慶科技學院于2015年10月正式開始與哈爾濱焊接技術(shù)培訓中心合作進行重慶地區(qū)在校大學生國際焊接工程師（IWE）聯(lián)合培養(yǎng)基地建設，目前已完成三期培訓班工作。

《金屬材料焊接》課程內(nèi)容與國際焊接工程師培訓體系中“材料及材料的焊接行為”部分聯(lián)系緊密[6]，如表3所示，引入IWE培訓后，即將其有關(guān)國際標準、工程實例等內(nèi)容融入課堂理論教學中。不同焊接結(jié)構(gòu)可能需遵守不同的標準，讓學生提前接觸國際標準和國際規(guī)程，既培養(yǎng)學生樹立遵守規(guī)范的良好習慣，又拓寬學生的國際視野,增強該專業(yè)學生的國際競爭力[7]。

從學生就業(yè)后反饋情況看，在課程中接受“國際焊接工程師”培訓內(nèi)容或經(jīng)過“國際焊接工程師”培訓合格的學生，在工作中能按標準、從經(jīng)濟性等出發(fā)解決實際生產(chǎn)中的問題，獲得用人單位的好評。

表3 IWE培訓學時計劃[8]

1.4 實行雙師制+學生助理團隊授課模式，課堂上采用啟發(fā)式和分組討論的教學方式

為了使工程實踐學習落到實處，該課程在執(zhí)行時，特別組建了授課團隊：1名理論課授課教師、1名現(xiàn)場單位企業(yè)教師和1～2名學生助理（本專業(yè)研究生），學生助理協(xié)助理論課授課教師進行課堂討論組織、作業(yè)批改和學生問題收集。學生助理通過全程參與課程教學，既可以鞏固和強化專業(yè)知識，還能夠協(xié)助企業(yè)解決生產(chǎn)中的技術(shù)難題，增強與人溝通交流的能力。

同時，為了讓學生更好地掌握此門課程，每章節(jié)后都有與生產(chǎn)實際相結(jié)合、無標準答案、學生必須在理解課堂內(nèi)容基礎上通過查閱大量文獻才能完成的作業(yè)。學生課后作業(yè)和疑難解答主要在課程中的分組討論時完成，具體執(zhí)行時將學生分成4～6組，每組委派1人輪流以PPT的形式向全班匯報其解答思路，其他組成員必須對匯報的解答提出自己的見解，并將匯報情況和發(fā)表的見解計入學生的平時成績。通過這種方式，學生在反復學習、比較、補充中牢固掌握課程的內(nèi)容知識點，同時也在一定程度上培養(yǎng)了學生的自學能力和表達能力。

2 結(jié)論

通過實施上述改革措施，該課程正逐步使教學由“教師為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W生為主”，學生對知識的理解更深入，課程達標后學生基本具備解決現(xiàn)場問題的能力。在整個教學環(huán)節(jié)中也反映出一些急需解決的問題，如分組討論式教學中，每個題目的難易程度很難做到一致，學生在提問時問題的難度也有所不同，導致學生的平時成績存在不合理因素。

[1]陳玉華.金屬材料焊接課程的特色化教學改革[J].中國冶金教育，2012（01）：32-33.

[2]劉軍，董俊慧，侯繼軍.《金屬材料焊接》課程教學過程的研究與實踐[J].中國校外教育（上旬刊），2015（z1）：272-272.

[3]周慧琳，于匯泳.工作過程系統(tǒng)化課程模式在熔焊原理及金屬材料焊接課程中的實施[J].河南機電高等專科學校學報，2011（7）：103-105.

[4]韓濤.《金屬材料焊接》在課程改革中的應用分析[J].建筑工程技術(shù)與設計，2016（27）：2458.

[5]于艷杰.比較教學法在金屬材料焊接課程中的應用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（5）：37-37.

[6]常鳳華，張巖.國際焊接工程師培訓與高校工程化人才的培養(yǎng)[J].電焊機，2009，39（3）：14-16.

[7]陳玉華.卓越工程師教育背景下《金屬材料焊接》課程改革的探索[J].職業(yè)技術(shù)研究，2011（34）：233-235.

[8]王剛，姚宗湘，尹立孟，等.以IWE促進焊接專業(yè)工程化自適應能力提升研究[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2017（7）：113-115.