弧焊電源課程實驗教學研究與實踐

【摘 要】弧焊電源是高職焊接技術(shù)及自動化專業(yè)的一門專業(yè)課，針對課程實驗教學的現(xiàn)狀及存在的問題，詳細分析優(yōu)化實驗教學內(nèi)容、創(chuàng)新實驗教學模式和改進考核評價機制三方面進行改革探索的具體措施。通過教學實踐，取得較好的實驗教學效果。

【關(guān)鍵詞】弧焊電源 實驗教學 教學改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）11-0088-02

弧焊電源是理論性和實踐性較強的專業(yè)課，本課程開設(shè)在電工電子課程之后，以磁路、變壓器、電抗器、硅整流電路、晶體管、晶閘管、場效應管、IGBT、集成元件等基礎(chǔ)知識作為前導。弧焊電源課程對電工電子方面基礎(chǔ)的要求較高，學生在學習和掌握該課程時，由于基礎(chǔ)知識掌握不夠深入，很難與新知識形成連接，更無法結(jié)合實際。傳統(tǒng)的弧焊電源實驗課還是停留在教師講解、演示，學生模仿、驗證階段，學生很難深入理解實驗原理，不能培養(yǎng)學生的動手能力，從而導致教學效果不夠理想。因此，如何更有效地將理論結(jié)合實際，提供良好的學習平臺，讓學生通過實驗更好地掌握理論知識，獨立思考，鍛煉分析和解決具體問題的能力，為該課程實驗教學研究的主要內(nèi)容。

一 教學現(xiàn)狀與存在的問題

弧焊電源課程實驗教學的目標是，通過實驗加強理論知識的掌握并提高實踐能力，學生在掌握弧焊電源基礎(chǔ)原理后，能夠?qū)嶋H使用中遇到的問題進行分析和處理。但是現(xiàn)有的實驗項目已經(jīng)不能滿足這一教學目標的要求，當前實驗教學中存在以下主要問題：

1.實驗設(shè)備類型單一，數(shù)量少

課程開設(shè)的實驗項目還集中在動圈式和動鐵式弧焊變壓器的拆裝，而現(xiàn)在應用較多的逆變弧焊電源所開設(shè)的實驗僅僅停留在原理的了解上。另外，由于實驗設(shè)備數(shù)量少，實驗還停留在老師講解、學生觀察上，不能夠鍛煉學生的動手能力，實驗效果非常不理想。

2.實驗學時所占比例較小

以筆者所在學校為例，弧焊電源課程48學時中理論教學占40學時，實驗教學僅有8學時，只能對有代表性的幾種弧焊電源進行了解，而學生在工作中遇到的問題多是綜合性的，需要通過全面了解弧焊電源原理，并能夠?qū)ζ溥M行調(diào)試，這也是課程實驗不好開展的原因之一。

3.學生的電工電子基礎(chǔ)比較薄弱

這主要是由于兩個方面原因造成的：（1）學生的自學能力較差，并且在專業(yè)課學習中不能夠與之前所學的基礎(chǔ)課相結(jié)合；（2）電工電子課程沒有面向焊接技術(shù)及自動化專業(yè)的教材，任課教師對弧焊電源不夠了解，因此不能根據(jù)弧焊電源課程的需要講解課程內(nèi)容。

4.實驗過程模式化

實驗過程依然采用教師先進行講解與演示，然后學生按照實驗指導書完成相應實驗內(nèi)容，如果在實驗過程中遇到問題，基本上都可以在實驗指導書中找到解決方法。學生雖然完成了實驗，但是沒能真正鍛煉分析問題和解決問題的能力。

二 改革探索的具體措施

針對上述問題，筆者認為應從優(yōu)化實驗教學內(nèi)容、創(chuàng)新實驗教學模式和改進考核評價機制三個方面對弧焊電源課程實驗教學進行改革探索，來培養(yǎng)學生的學習興趣，提高學習積極性。

1.優(yōu)化實驗教學內(nèi)容

精心選取實驗教學內(nèi)容，是提高實驗教學質(zhì)量的重要途徑。實驗項目的選取應由淺入深、由易到難，以建構(gòu)主義理論為指導，提高大學實驗課程教學設(shè)計的有效性。具體到弧焊電源課程，前期應設(shè)置電弧靜特性和電源外特性測試實驗，讓學生對電弧和電源特性有清楚的了解；然后通過動鐵式和動圈式弧焊變壓器的拆裝和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)實驗，讓學生對機械調(diào)節(jié)式焊機能夠充分理解；最后通過脈沖寬度調(diào)制實驗，讓學生對逆變弧焊電源的工作原理和參數(shù)調(diào)節(jié)有更深刻的理解。

設(shè)置弧焊電源課程實驗教學內(nèi)容應注意以下幾點：

第一，注重基礎(chǔ)。通過電弧靜特性和弧焊電源外特性的測試實驗，能夠讓學生更好地理解電弧和焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)，為后續(xù)學習具體的弧焊電源打好理論基礎(chǔ)，并且能夠更準確地理解相關(guān)的概念。

第二，抓住典型。通過動鐵式和動圈式弧焊變壓器的拆裝和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)實驗，能夠讓學生對典型的焊機有更深刻的理解，通過對典型機械調(diào)節(jié)式電源的分析，對后續(xù)電磁式和模擬式控制弧焊電源的學習做好準備。

第三，突出重點。逆變弧焊電源不僅高效節(jié)能，而且價格適中，近年較為普及，但是由于元器件特性要求高，電路復雜，要讓學生通過實驗進一步掌握逆變弧焊電源工作原理，就必須對電路進行梳理，而其中最為重要的就是控制電路中的脈沖寬度調(diào)制部分，因此實驗的重點就應放在該電路上。通過讓學生利用集成元件NE555和SG3525來連接脈沖寬度調(diào)制電路，并調(diào)節(jié)脈沖寬度和脈沖頻率，借助實驗熟練掌握逆變弧焊電源的焊接參數(shù)調(diào)節(jié)過程。

2.創(chuàng)新實驗教學模式

實驗是在教師的指導下以學生為中心獲取技術(shù)經(jīng)驗的學習過程，應重點考查學生的學習效果和實踐能力，教師應由實驗步驟的演示者轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炦^程的引導者，學生則應由被動的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炦^程的主導者。在教學過程中，應首先由教師提出實驗需要解決的問題，學生通過學習的理論知識在教師的指導下完成相關(guān)的實驗操作，培養(yǎng)學生解決問題的能力，而不是教師演示學生模仿，另外不要硬性規(guī)定實驗進度和實驗步驟。引導學生實驗后對實驗結(jié)果進行相關(guān)討論。在教學實踐中通過實驗分組，讓各組之間相互競爭，能夠很好地提高學生對實驗的興趣，培養(yǎng)學生的團隊合作意識。

實驗教學模式的改革與創(chuàng)新，就是要把傳統(tǒng)的教師講解實驗原理和操作步驟，而后學生按照實驗指導書完成實驗，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生帶著問題進行有意義的實驗，從而真正地使學生成為實驗教學的主體。建構(gòu)主義的核心概念在于意義的建構(gòu)，通過教師的指導，讓學生更好地進行意義的建構(gòu)，在已有相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上，通過老師的引導完成對新知識的理解，從而更好地掌握相關(guān)知識。

3.改進考核評價機制

考核評價機制是實驗教學改革的重要組成部分，傳統(tǒng)的實驗考核評價機制總是以學生實驗后所寫的實驗報告來評定實驗成績，具有很大的局限性，這也客觀上造成了學生相互之間的抄襲、實驗過程中的不認真，教師一般很難客觀準確地評價學生對實驗課程的掌握情況以及在實驗中的表現(xiàn)，因此對學生的學習積極性有很大影響。

具體到弧焊電源課程的實驗考核環(huán)節(jié)，可以采取“課堂表現(xiàn)+操作成績+實驗報告”的綜合評價機制來考核，既注重學生的課堂表現(xiàn)，也兼顧學生的動手能力和對基礎(chǔ)知識的掌握情況。由于考核項目較多，可以很好地按照學生的個體特點來進行考核，從而調(diào)動學生的興趣和積極性。

三 結(jié)論

通過以上改革措施，可以更好地使理論教學與實驗教學相結(jié)合，培養(yǎng)學生的學習興趣，提高積極性，在實驗過程中提高學生的動手能力、團隊合作意識和創(chuàng)新能力。近兩年畢業(yè)的學生在企業(yè)從事焊接相關(guān)工作中能夠很好地適應工作崗位的需求，企業(yè)反響良好，形成很好的口碑。

弧焊電源技術(shù)發(fā)展很快，現(xiàn)階段許多新的實驗項目和實驗教學理念相繼出現(xiàn)。因此，在以后的教學工作中，應跟隨焊接電源的發(fā)展方向，不斷探索新的實驗教學模式。此外，提高教師自身的理論水平和實踐能力也是相當重要的，這就要求教師能夠定期到相關(guān)企業(yè)學習實踐。

參考文獻

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〔責任編輯：龐遠燕〕