《焊條電弧焊操作技巧實訓》開放實驗的教學改革探索

摘要：針對實踐型及創新型專業人才的培養目標和焊條電弧焊實驗的特點，對焊條電弧焊實驗進行了開放式實驗教學的改革探索。通過該開放實驗的教學，可以使材料科學與工程專業的學生不拘擬于“材料學”或“材料加工”專業理論的實驗教學思維方式，充分調動學生的積極性和創造性，培養其動手能力和創新能力。它是鍛煉學生發現問題、獨立思考、團隊協作、師生溝通、解決問題的關鍵環節，能為學生畢業后的就業打下堅實基礎。

關鍵詞：焊條電弧焊；開放實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0052-02

開放實驗是理工科大學應用最多、教學效果最顯著、最受學生喜愛的實驗類型，它的最大特點是增強學生自主創新能力，為學生合理利用課余時間、將理論知識與實踐相結合、加強動手操作技能、在實驗中發現問題并解決問題、為就業打下良好的基礎提供平臺。針對目前學生對實踐學習的積極性高漲、迫切要求增強個人就業前的實踐培訓等情況，我們對《焊條電弧焊操作技巧實訓》開放實驗進行了教學改革的探索，取得了較好的教學成果。

一、利用現代教學手段講解焊條電弧焊的重要性及安全注意事項

在現代工業生產中，由于焊條電弧焊普適性強、設備成本低，在實際生產中占有舉足輕重的地位。在開放實驗的前期，我們利用網絡、視頻、課件等手段，向學生講解焊條電弧焊的重要性。另外，利用社會上發生的各種焊接安全事故，進行安全生產教育。通過各種血淋淋的事實，讓學生樹立起安全第一的生產意識，有助于培養他們走上工作崗位后時時刻刻警鐘長鳴。

二、利用焊接仿真模擬工具進行前期操作訓練

為了確保安全，消除部分學生對焊接引弧后的恐懼心理，我們利用自制的焊接仿真模擬工具，結合實驗室現有的各種焊條電弧焊設備，進行無電情況下的模擬焊接。在授課過程中還播放一些焊工操作技巧視頻，將單調乏味的文字內容通過對視頻中工人師傅具體操作的點評講解給學生，使學生對焊機、焊鉗、焊條、引弧、運條、委弧、挑弧、接弧及收弧等內容有具體直觀的認識。在無電模擬焊接訓練過程中，首先由實驗教師進行分步驟的示范操作，然后對學生進行一對一的指導，發現不正確的操作立即進行現場糾正。第一輪后，對整個實驗室進行開放管理，由同學互相監督進行后面的多輪訓練。實驗教師可以在機房通過網絡傳輸進行觀察，將每位學生的優缺點記錄下來。學生進行多輪無電焊接模擬訓練后，集中在機房通過視頻回放等手段，由指導教師對每位同學的操作進行點評，使學生在訓練的前期就掌握正確的焊接方法和操作技巧。

三、現場操作步驟的訓練

在這個訓練過程中，只需學生將整個焊接過程按操作規程正確演練下來即可，不必講究過多焊接過程中的技巧。學生可按照“開機→引弧→運條→收弧→關機”的步驟完成焊接，對焊條的夾持、防護面罩的使用、正負極的接線、焊接姿式、焊接時手臂和手腕的動作要有正確的認識并能熟練的應用，而對從引弧到收弧過程中的技巧不進行重點練習。由于是帶電作業，且是380V的高壓，進行現場操作步驟的訓練時，指導教師必須留在現場，隨時處理突發情況。另外，學生要穿好防護服和絕緣鞋，戴好焊接手套。

四、操作技巧的訓練

在學生能正確熟練地完成整個焊接過程后，就可以進行引弧后操作技巧的訓練，包括敲擊引弧、劃擦引弧、豎焊、仰焊等內容，指導教師可對每一步驟進行詳細的現場指導。當學生掌握了基本的操作技巧后，可由同學單個進行操作，其他同學在機房通過視頻觀察其整個操作過程。這時必須有兩位指導教師配合，一位教師在現場觀察操作人員，并準備隨時處理各種突發情況，另一位教師在機房通過視頻向其他同學進行講解，將正確與錯誤之處點明。這樣有助于學生不受焊接時弧光的影響，能清楚看到焊接操作者的各種動作，做到心中有數，事半功倍。訓練結束后，學生可將自己或他人進行焊接時的錄像視頻文件拷貝帶走，課余時間在電腦上回放揣摸，進一步加強認識，以利于下一次實驗時改正錯誤，提高操作技能。

五、理論聯系實際

學生們在完成一定的訓練后，即可焊接部分產品，將產品進行焊接質量檢測。檢測方法包括無損檢測和破壞性檢測。無損檢測有目測焊接外觀質量、磁粉檢測、熒光檢測等方法，破壞性檢測主要是觀察焊接接頭的金相顯微組織（包括焊縫區、熔合區、熱影響區、母材區和特征）及內部缺陷。根據檢測的結果，尤其是焊接缺陷的產生，聯系課堂上的理論知識，根據實驗目的，學生自己查閱文獻，并對文獻進行分析總結，鼓勵學生之間相互探討（包括焊條的型號及規格、母材的化學成分、焊條與母材之間的匹配、焊接電流的大小、開坡口的型式、焊接速度的控制等內容），然后制訂具體的實驗方案，與實驗指導教師進行討論，確立可行后進行新的操作訓練。這一點是整個開放實驗的核心內容，它是鍛煉學生發現問題、獨立思考、團隊協作、師生溝通、解決問題的關鍵環節。在整個過程中，指導教師主要起引導、啟發的作用，改變學生們之前單純地認為焊條電弧焊僅僅就是焊接完就萬事大吉的傳統看法。通過這樣的過程鼓勵學生積極思考，增強學生的自主學習、獨立思考的能力。達到一定水平的學生可以去考取焊接技師等證書，為以后的就業打好堅實的基礎。為了充分調動學生的參與性，可以由個人自行設計造型簡單的小桌凳、機器人、汽車模型、小工藝品等制件。實驗結束后，學生可將這些有紀念意義的制品帶走珍藏。通過整個開放實驗的開展，促進學生將所學的理論知識應用于實踐，有利于提高學生的實驗創新能力和培養其團隊精神。

六、管理方法

開放性實驗要有完善的教學管理體系，這樣才能顯示出其獨特的優勢。教學管理體系包括如下幾方面。

1.課程的介紹，不要只有一些籠統的文字內容（如教學大綱等），最好有相關的視頻播放，學生可以在網上點擊觀看，這樣能更好地激發學生選課的積極性，并對該實驗有初步的感性認識。

2.完善的選課系統，教學管理系統內要有開放實驗的具體時間（包括晚上、休息日等，只要是指導教師和實驗室的開放時間允許）、每次訓練課的具體內容、最多容納的人數等。學生選課成功后，即可按部就班進行實驗。

3.成績的評定，一般的實驗作為理論課程補充的實驗課程，對學生考核往往是通過其上交的實驗報告進行評分，學生只需簡單模仿，背離了開放實驗教學的初衷。《焊條電弧焊操作技巧實訓》開放實驗可以進行分階段打分，學生完成一個階段實驗即可評定一次分數，并且主要針對操作技能及發現問題、分析問題、解決問題的能力（而不是一兩份文字性的實驗報告）進行評定。

《焊條電弧焊操作技巧實訓》開放實驗利用開放式的實驗教學模式，使材料科學與工程專業的學生不拘擬于“材料學”或“材料加工”專業理論的實驗教學思維方式，充分調動學生的積極性、創造性、團隊協作性，是培養現代工業所需的實踐型、創新型專業人才的重要途徑。

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