適應“卓越工程師教育培養計劃”的焊接技術與工程專業人才培養模式研究

徐磊　張建軍　魏曉偉

摘要：通過分析教育部“卓越工程師教育培養計劃”內容，結合學院焊接技術與工程專業原有培養模式與卓越計劃高度契合的特點，針對目前的培養方式不能很好地滿足卓越工程師培養要求的現狀，從教學內容、教學方法、考核方式等環節對該專業培養方案改革進行了研究，全面提高學生的工程實踐和創新能力，培養適應社會經濟發展需要的焊接工程技術人才。

關鍵詞：卓越工程師；焊接技術與工程；培養模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0102-02

針對我國工程教育大而不強、多而不精，尤其是工程學科高等教育畢業生創新和實踐能力薄弱的現狀，推進高等工程教育改革勢在必行。面對這樣的形勢，我國教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），提出三點要求：一是企業需深度參與工程人才培養過程；二是學校按通用或者行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程和創新能力。根據以上三點，卓越工程師培養應設定在學校和企業之間聯合進行，并盡可能引入第三方認證機構進行模塊化和定向培養，其中，教師能力培養、課程設置、教學內容安排和教學環節的銜接是人才培養的重要元素，是能否培養出卓越人才的關鍵。西華大學焊接技術與工程專業的前身為焊接工藝及設備專業，1991年開始招收專科生，1997年招收本科生，1999根據教育部專業設置要求，與鑄造工藝與設備、模具設計與制造專業合并成成立材料成型及控制工程專業。2012年經教育部批準，我校焊接專業從材料成型及控制工程專業中分離出來，設置焊接技術與工程專業。焊接技術與工程專業與生產應用緊密相關，其實踐性非常強，符合“卓越計劃的培養理念”，為了進一步深入配合“卓越計劃”的實施，對本專業課程安排、教學模式、考核方式三個方面進行思考和探索。

一、“焊接技術與工程”專業特點及教學現狀

焊接技術與工程專業是涉及了材料、力學、自動控制等學科的交叉性學科，這就需要學生掌握三門學科的基本理論知識，并在焊接技術與工程專業中靈活運用，如：焊接過程是一個復雜、影響因素諸多的金屬融化和凝固成型過程，在工藝設計時既要考慮母材、焊材、焊接方法，還要考慮不同的零件結構及其焊接工藝參數的影響，要想真正掌握并靈活應用須具備扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗。我校焊接專業課程教學仍然是重理論、輕實踐，雖然前期開展了一定的實踐教學活動，但學生的理論及實踐能力的培養仍顯不足。主要表現在：（1）教學方式單一，授課方式仍采用“填鴨式”教學方法，不能很好地提高學生的學習興趣，導致教學過程缺乏學生的參與，不利于學生自身能力的培養。（2）教材內容理論脫離實踐、應用實例少，學生在進行焊接實踐時無從下手。（3）課程實驗主要為演示實驗，學生參與程度不夠，興趣不高，難以真正地培養學生的實踐創新能力。（4）各門課程的考核仍以閉卷的書面形式進行，以考察基礎理論知識為主。以上四點教學和考核方式均不利于卓越工程師的培養，不能滿足“卓越計劃”對工程能力和創新能力強化培養的要求。

二、卓越工程師培養理念下的課程教學改革

（一）專業教學內容改革

根據“卓越計劃”的特點與要求，從工程實際出發對本專業培養模式提出幾點建議，擬改變傳統的重理論、輕實踐的教學思路，同時吸收職業資格考試的相關內容并與教材的內容結合起來，加強培養學生的工程素質和實踐能力。根據焊接技術與工程專業的特點增加典型焊接件工藝設計實例。使學生能夠通過實例掌握產品的焊接工藝設計步驟及方法。根據焊接技術與工程專業的特點，結合本學院本專業特點，明確提出將本科畢業生培養成為技術和技能型人才的目標，圍繞上述目標，為了讓學生能夠牢固地掌握理論基礎，靈活運用所學的知識，將培養計劃進行模塊化設計，把授課以及實踐內容分為三大模塊：焊接理論基礎知識、焊接工程師必備專業知識以及行業企業相關內容的實踐。通過三部分教學模塊相互配合，使學生及時鞏固焊接基本理論的同時加深學生對實驗和實踐現象的認識。

（二）課程教學方法和教學手段改革

1.采用多元化教學方法，激發學生興趣。教學時將實物展示給學生，并采用啟發法及課堂討論的方法，培養學生的綜合素質。例如在講述焊接接頭的三個重要分區時，向學生展示一個典型的對接焊接接頭工件實物，并采用低倍組織顯示區分三個區域，學生可以獲得直觀的感受，同時，教師提出幾個組織與性能方面的思考問題引導發揮學生的主觀能動性，對焊接接頭組織和性能的不均勻性進行深入的思考，討論其不均勻性的成因和影響因素，完成直觀認識后引導學生聯想相關熱處理學理論，樹立工藝—組織—性能之間緊密關系的思想，讓學生主動聯系各個知識點并參與教學。

2.多媒體教學，提高教學質量。采用視頻、圖片、動畫等展現具體教學內容，使教師擺脫了講臺上課堂內對空間和時間的束縛，進一步擴展學生認知的廣度與深度。多媒體可以清晰生動地展現某些復雜的過程，激發學生的觀察力，并促使學生發現規律，想象這一變化的機理，增加知識之間的邏輯聯系，有利于認知思維的深化與發展，更有利于增強工程設計能力，提高教學效率和教學質量。通過搜集、制作焊接工藝方面的圖片、動畫，豐富該課程的多媒體課件，在理論教學的同時聯系具體實例，提高學生的學習興趣。例如，在講授焊接氫致裂紋的成因時，如采用板書教學來講述其影響因素，則顯枯燥并且不易掌握，如采用Flash動畫的形式描述氫原子擴散或者化學反應的過程導致氫脆或氫腐蝕現象，則可清楚、直觀地看到裂紋的形成過程，激發學生的學習興趣，使學生快速掌握相關內容。采用這種方式將單純的聽覺語言轉換為視聽同步的教學活動，學生理解更加輕松，降低了基本理論知識的枯燥感，從而提高教學效率和效果。

3.課內實驗教學改革，焊接專業實踐性很強，但現有的課內實驗多為驗證性實驗，難以培養學生的工程能力和創新能力。將數字技術如：焊接過程模擬有限元軟件引入課內實驗，使之應用于實際焊接生產工藝設計，通過焊接工藝過程模擬，可以更加直觀體會焊接工藝參數對焊接過程的影響作用，如焊接電流、電壓、焊接速度、坡口形式等對焊接過程的直接影響作用。比如：焊接工藝課程采用SYSWELD軟件開展焊接速度對熱輸入的影響，速度的快慢對熱影響區的寬度，焊縫及其熱影響區的溫度梯度等會產生顯著影響，通過模擬軟件直觀地顯示溫度場、應力場和應變場，給學生直觀的認識。通過增加這種實驗改革的方式，達到提高學生對理論知識的深入理解并結合先進技術手段加以應用的目的。將原理與模擬相結合的教學手段對加強學生深刻認識焊接工藝設計原理具有較好的效果。通過實踐環節的改革，可極大地提高學生的學習興趣，扎實掌握基礎理論，提高設計能力，為學生的工程能力和創新能力打下堅實的基礎。endprint

4.基于校企合作實現實踐研究型教學，企業優秀工程師、技術和管理人員都具備豐富的實踐技能和工程經驗，聘請優秀工程技術骨干承擔課堂及課外教學任務，講解具體焊接工藝規程的編制、焊接工藝設計的關鍵環節等，使得學生更容易了解和掌握本專業的現場技術。通過將技術骨干請進來的方式彌補大學教師在實際工程領域經驗的不足，從而提高學生的職業技能認知水平。卓越工程師教育培養計劃要求在培養學生工程實踐的過程中做到課堂上的教學理論與課堂外的生產實踐相結合。結合本專業的情況，鼓勵學生參與學校及企業的科研項目，特別是本科畢業設計方面，做到學有所用，積極聯合企業結合具體問題開展工作。學生在參與實際科研項目的過程中，通過對現場問題的直觀了解，提取來自現場的工程問題，結合查閱相關文獻，并提升為科學問題，從而反饋至理論學習中的相關內容，培養學生的學術素養和工程實踐能力。

（三）專業課程及實踐課程考核方式改革

目前，專業課程的考核方式為通過閉卷考試考查學生對理論知識的掌握程度，缺乏對實踐內容及行業規范的考核。結合卓越工程師的培養要求，焊接工程師為從事開發、定制焊接工藝，指導工人作業，維護焊接設備的專業技術人員，應當采用多種考核方式，考核以期中、末理論考試為基礎，并將以上考核內容延伸到現場實踐中，以發現、分析和解決問題的能力作為實踐考核指標。基于以上思路，我院已經成功開展了第一屆高級焊工培訓，首次培訓為期52天，共300個學時，其中理論課時140，實踐操作課時160，通過此次長課時、持久性的培訓，將以往所學的理論與實際操作有機結合，在焊接理論及實際操作方面都受益匪淺。通過對實踐技能的考核方式改革，取得了較好的效果，參訓學員均受到了用人單位的一致好評。

焊接技術與工程專業是急需培養卓越工程師的一門專業，通過對該專業教學內容、教學方法、考核方式以及教學環節的改革，可以提高學生對理論的深入認識水平，并提高工程實踐和創新能力，為高等學校卓越工程師的培養奠定基礎。

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