淺析熔焊原理課程的教學(xué)改革

摘 要 本文分析了熔焊原理課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，并結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，提出了相應(yīng)的改革措施，通過更新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法、采用現(xiàn)代化教學(xué)手段、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和師資建設(shè)等方式，從而達(dá)到培養(yǎng)具備較強(qiáng)綜合素質(zhì)專業(yè)人才的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 熔焊原理 課程改革 實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

焊接是當(dāng)前制造業(yè)中最重要的工藝技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電力、車輛、船舶、橋梁、建筑、軍工、航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域。熔焊原理課程是我校材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)課，它在培養(yǎng)焊接方向技術(shù)人員的教學(xué)過程中起著重要的作用。該課程內(nèi)容主要涉及焊接化學(xué)冶金原理、焊接材料、焊縫固態(tài)相變及焊接熱影響區(qū)的組織形成與特點(diǎn)、焊接冶金缺陷的形成與控制等基本理論問題，可為分析材料的焊接性、正確選擇焊接材料、制定合理的焊接工藝和探索提高焊接質(zhì)量的途徑提供理論依據(jù)，是從事焊接技術(shù)工作不可缺少的重要基礎(chǔ)知識(shí)。

1 該課程的教學(xué)現(xiàn)狀

結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)部分高校熔焊原理課程教學(xué)的調(diào)研情況和筆者近年來的教學(xué)體會(huì)，發(fā)現(xiàn)該課程的教學(xué)主要存在以下幾方面問題：

（1）可適用于本科教學(xué)的教材和參考用書非常有限。目前大多與本課程相關(guān)的教材為職業(yè)教育而編寫，這些教材理論知識(shí)較淺，導(dǎo)致學(xué)生缺乏再學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，無法達(dá)到高等教育的目的。我校選用的是機(jī)械工業(yè)出版社天津大學(xué)張文鉞教授主編的《焊接冶金學(xué)（基本原理）》，雖然該教材涵蓋了學(xué)生所需掌握的焊接基本原理和知識(shí)，但部分內(nèi)容較陳舊，如書中第二章焊接材料型號(hào)和牌號(hào)的編制方法仍為已廢除的舊國(guó)標(biāo)所規(guī)定的內(nèi)容，在教學(xué)時(shí)尚需補(bǔ)充新國(guó)標(biāo)內(nèi)容以跟進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

（2）課程內(nèi)容繁多，教學(xué)重點(diǎn)不明確。熔焊原理課程作為材料成型及控制工程專業(yè)焊接方向的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有概念多、內(nèi)容廣、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前部分高校的課堂教學(xué)方式基本仍是照本宣科，將教材中的內(nèi)容一股腦灌輸給學(xué)生，教學(xué)重點(diǎn)不明確。此外，由于不同章節(jié)內(nèi)容之間邏輯性不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)了之后印象不深刻，知識(shí)點(diǎn)難以全面掌握。因此，大部分學(xué)生只能靠死記硬背，知識(shí)水平僅限于應(yīng)付考試，不具備專業(yè)的素養(yǎng)和運(yùn)用知識(shí)的能力，滿足不了現(xiàn)代社會(huì)的要求。

（3）教學(xué)模式和手段單一。目前，很多高校課堂教學(xué)仍存在以教材為主線、教師為中心、學(xué)生被動(dòng)接受的“填鴨式”教學(xué)模式。部分學(xué)校甚至仍采用傳統(tǒng)的黑板板書教學(xué)，教學(xué)手段單一，缺乏圖片、動(dòng)畫、視頻等直觀形象的內(nèi)容，加上作為專業(yè)基礎(chǔ)理論課程本身內(nèi)容較枯燥，課堂氣氛沉悶，久而久之導(dǎo)致學(xué)生失去了對(duì)本課程學(xué)習(xí)的興趣和重視。

（4）實(shí)踐教學(xué)較弱。由于受到實(shí)驗(yàn)課時(shí)少（4學(xué)時(shí)）、學(xué)生數(shù)量規(guī)模擴(kuò)大以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件如實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地有限等因素影響，目前該課程的實(shí)踐教學(xué)大多以演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)為主，缺少設(shè)計(jì)性、研究性的學(xué)習(xí)內(nèi)容和綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。此外，大部分擔(dān)任該課程教學(xué)的老師缺乏工廠實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際操作能力有待提高。

2 該課程的教學(xué)改革

針對(duì)上述教學(xué)過程中存在的系列問題，我校對(duì)熔焊原理課程采取了一些教學(xué)改革措施，以期達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)、技能型人才的目標(biāo)。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

其一，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，把握教學(xué)重點(diǎn)。本課程理論性較強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)繁雜，而教學(xué)課時(shí)相對(duì)較少（32學(xué)時(shí)），因此在教學(xué)過程中必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。我校在編制該課程教學(xué)大綱等指導(dǎo)性教學(xué)文件時(shí)，充分考慮到應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求和教學(xué)內(nèi)容本身的系統(tǒng)性、科學(xué)性、適時(shí)性等，對(duì)知識(shí)點(diǎn)提出了“了解、熟悉、掌握、應(yīng)用”四個(gè)不同層次要求，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)主要知識(shí)點(diǎn)的掌握。

其二，更新教學(xué)內(nèi)容，跟蹤科學(xué)前沿。隨著當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，在教學(xué)過程中及時(shí)引入一些與課程密切相關(guān)的新焊接工藝、新焊接設(shè)備和新焊接材料等以擴(kuò)大學(xué)習(xí)的信息量。如在講到“焊接材料”一章時(shí)，除了介紹教材中傳統(tǒng)的焊條、焊劑、焊絲的相關(guān)知識(shí)外，還適當(dāng)補(bǔ)充國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料中報(bào)導(dǎo)的一些新型焊接材料的設(shè)計(jì)思路、制造工藝和應(yīng)用場(chǎng)合，從而有效拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野、激發(fā)其學(xué)習(xí)欲望和提升其學(xué)習(xí)積極性。

2.2 教學(xué)模式和手段的改革

結(jié)合熔焊原理課程內(nèi)容的特點(diǎn)，我校采用多媒體輔助教學(xué)手段來提高課堂教學(xué)效率和效果。多媒體課件可將理論知識(shí)以文字、數(shù)據(jù)、圖表、動(dòng)畫等形式展現(xiàn)出來，可有效提高學(xué)生的注意力和積極性。例如，大量典型的焊接熱影響區(qū)組織很難正確地用粉筆在黑板上描繪出來，配合多媒體金相照片即可直觀地講解不同區(qū)域組織的形成及特點(diǎn)。對(duì)于一些難于講述和晦澀難懂的章節(jié)內(nèi)容，如通過插入動(dòng)畫的方式生動(dòng)形象地解釋熔池的形成、熔滴過渡形式等，通過播放現(xiàn)場(chǎng)錄像視頻介紹熔焊、壓焊和釬焊這三大類型焊接方法的特點(diǎn)等，學(xué)生更容易理解和掌握。

在教學(xué)過程中，通過摒棄以往“以教師、課堂、教材為中心”傳授式的單一模式，采用“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體、以知識(shí)掌握為基礎(chǔ)、以能力培養(yǎng)為主線、以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)”的新型教學(xué)模式，綜合運(yùn)用案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、小組討論法等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。如在每一章節(jié)開講前，提出具有引導(dǎo)意義的問題或列舉工程實(shí)例，引出所要講述的內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明確學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)。在教學(xué)過程中通過運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)對(duì)實(shí)際工程案例進(jìn)行討論和分析，然后回歸課本，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)該章節(jié)知識(shí)的重要性。這種“提出問題—分析問題—解決問題—回歸專業(yè)知識(shí)”的教學(xué)思路可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更能把理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐巧妙地結(jié)合在一起，有助于學(xué)生鞏固所學(xué)理論知識(shí)和靈活運(yùn)用理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。

2.3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

熔焊原理課程中部分內(nèi)容僅靠課堂教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要使學(xué)生真正牢固地掌握課堂上所學(xué)理論知識(shí)，較好地培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)規(guī)范和動(dòng)手操作技能，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。我院充分利用校辦實(shí)習(xí)工廠和市內(nèi)已建立良好關(guān)系的實(shí)習(xí)基地如衡陽(yáng)鋼管廠，帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)習(xí)，現(xiàn)場(chǎng)了解焊接材料的選用、焊接工藝參數(shù)的確定、焊接缺陷的形成原因和防制措施等與課程相關(guān)的知識(shí)。其次，結(jié)合工程實(shí)際問題開設(shè)一些綜合型設(shè)計(jì)性、研究性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生運(yùn)用課堂所學(xué)理論知識(shí)自主設(shè)計(jì)和選擇焊接方法、焊接材料及焊接工藝參數(shù)，開放實(shí)驗(yàn)室為其創(chuàng)造動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，為創(chuàng)新思維提供自由發(fā)揮的空間。在考核方面，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)后整理分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫等有規(guī)范性要求，并制定相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，以全面提升學(xué)生的科研素養(yǎng)和科技寫作能力。

此外，我校還通過開設(shè)第二課堂的形式讓學(xué)生參與到老師的科研項(xiàng)目中。如2006級(jí)材料成型及控制工程五名學(xué)生自大三開始參與產(chǎn)學(xué)研課題“連鑄堆焊輥的研制與開發(fā)”，采用理論研究和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了軋輥母材和焊材的設(shè)計(jì)選用、埋弧堆焊工藝、焊后熱處理工藝到焊接過程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)、基于智能矢量控制變頻的埋弧堆焊無級(jí)變速機(jī)床，建立了焊接數(shù)據(jù)庫(kù)，繪制了連鑄堆焊輥生產(chǎn)過程質(zhì)量控制圖。該項(xiàng)目于2010年通過省級(jí)科技鑒定并獲得衡陽(yáng)市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。這些改革不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)，還可使他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中再實(shí)踐，為今后走上工作崗位和學(xué)習(xí)深造打下良好的基礎(chǔ)。

2.4 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

針對(duì)擔(dān)任該課程教學(xué)的年輕老師缺乏工廠實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，不能較好地結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際教授理論知識(shí)的問題，我校采取了一些措施加強(qiáng)相關(guān)師資隊(duì)伍的建設(shè)。如通過實(shí)行“以老帶新”的計(jì)劃，讓一些具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和工廠實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的老教授幫助年輕教師盡快熟悉和掌握教學(xué)內(nèi)容；通過不定期選派老師到其它兄弟高校學(xué)習(xí)進(jìn)修或到相關(guān)企業(yè)參加系統(tǒng)的工程培訓(xùn)；通過聘請(qǐng)一些具有資深行業(yè)理論、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的學(xué)者和工程師作為兼職教師，以講座的形式開展第二課堂教學(xué)活動(dòng)；通過實(shí)行“雙師教學(xué)”的模式，在教學(xué)過程中配備兩名教師，一位負(fù)責(zé)理論知識(shí)的傳授，另一位負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)，兩者相互配合共同指導(dǎo)學(xué)生。例如，理論課老師在講完“典型焊條的冶金工藝性能”章節(jié)后，在實(shí)驗(yàn)課時(shí)實(shí)驗(yàn)老師就向?qū)W生展示和介紹各種典型焊條的特性，并讓學(xué)生動(dòng)手操作和觀察，對(duì)比不同類型焊條的冶金工藝性能，如酸性焊條和堿性焊條的電弧穩(wěn)定性、脫渣性等的差異，進(jìn)一步加深對(duì)課堂所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握。兩位老師默契配合、分工明確并互補(bǔ)長(zhǎng)短，可以更好地提高教學(xué)效率和效果。

3 結(jié)語(yǔ)

熔焊原理是材料成型及控制工程專業(yè)焊接方向的一門基礎(chǔ)性課程，對(duì)后續(xù)開設(shè)的焊接結(jié)構(gòu)學(xué)、金屬焊接性基礎(chǔ)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。在教學(xué)過程中，教育者要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，探索合理的教學(xué)方式與教育手段，利用有限的條件和資源創(chuàng)造更有效的教學(xué)模式，加深學(xué)生對(duì)課程、對(duì)專業(yè)、甚至對(duì)焊接行業(yè)的理解，培養(yǎng)出具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。

基金項(xiàng)目：南華大學(xué)高等教育研究與改革課題（2012 XJG02）

參考文獻(xiàn)

[1] 張文鉞.焊接冶金學(xué)（基本原理）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 宗琳.《焊接冶金學(xué)》課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].黑龍江科技信息，2011（31）.

[3] 陳志強(qiáng).《熔焊原理》的教學(xué)思考[J].裝備制造技術(shù)，2010（4）.

[4] 張金彥.化學(xué)在中醫(yī)院校教育中的定位和教改探索[J].新課程（中），2012（4）.

[5] 王少剛，劉仁培，封小松.開發(fā)綜合性實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009（9）.