焊接工藝評定綜合實驗項目的實施效果及體會

張德芬++陳孝文++王斌++黃本生++楊眉

摘 要：在系統分析國內高校焊接專業實驗教學存在問題的基礎上，提出了基于工程素質培養的焊接實驗教學新模式，開發了焊接工藝評定綜合實驗項目。通過6年的實施表明， 焊接工藝評定綜合實驗項目的開發， 既能滿足焊接專業本科學生實驗教學的需要，也為高校全面提高本科教學質量找到了一條新思路。學生在完成焊接工藝評定綜合實驗項目的過程中接受了一次系統的工程素質培養和科研訓練，工程素質和科研實踐能力得到了有效鍛煉和提高。

關鍵詞：實驗教學 焊接工藝評定 綜合實驗開發 實施效果

中圖分類號：TG457.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0110-02

按照“教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見”（教高[2007]2號）文件精神，高等學校應通過進一步深化教育教學改革，全面提高教學質量，其中重點是要大力提高大學生的學習能力、創新能力、實踐能力和人際溝通及適應社會的能力。本文在系統分析國內高校焊接實驗教學存在問題的基礎上，開發了基于工程素質能力培養的教學模式，以綜合性與設計性原則為出發點開發了焊接工藝評定實驗項目，并就該實驗項目的實施效果進行了分析和總結。

1 當前焊接專業實驗教學存在的問題

1.1 高等學校實驗教學改革現狀

隨著科技和時代的發展，人們認識到以單一傳授知識為目的的傳統教學模式已經越來越不能適應高校發展的要求， 所以就提出高等教育必須從培養內容、培養途徑、培養要求等多方面進行改革[1，2]。由于各個高校都有自己的實際情況和特色，基于各自的辦學特色，對實驗教學方式和教學內容進行改進，取得了較好的效果。比如，有的高校為了提高實驗設備等資源的使用效率[3]，加大實驗室的開放力度，使更多學生受益；有的高校改革實驗內容和實驗教學方式，增加綜合性和設計性實驗的比例[4，5]，此外，有些高校結合各種學科競賽開設創新性實驗，激發了學生的學習興趣和參與積極性，較好地體現了“以學生為主體，以教師為主導”的思想[6]。

1.2 焊接專業實驗教學中存在的問題

目前焊接專業實驗教學在國內很多學校沒有得到較好的滿足要求，其主要原因是很多學校沒有投入足夠的經費來開展大量的實驗教學工作。大家都知道，實驗教學不但需要建立一定規模的實驗室，同時還要消耗大量的實驗耗材，這些都需要大量的經費作為保證。眾所周知，焊接學科涉及到金屬學、材料學、鑄造、熱處理、機械工程及自動化等學科領域里的相關教學內容，教學難度較大。最近十幾年以來，由于各大高校普遍實行大類專業人才的培養，有的學校取消了原有焊接專業，有的學校減少了焊接學科相關專業課程，也縮減了開設的焊接實驗課程。

2 焊接工藝評定綜合實驗項目的實施

2.1 綜合性與設計性實驗的內涵

綜合性實驗指實驗內容涉及本專業綜合知識的實驗[2]。這就要求學生具備一定的專業基礎知識和基本實驗技能，能綜合運用多門課程的知識，對學生進行綜合訓練的一種開發性實驗，重在培養學生的文獻查閱能力、動手能力、數據分析能力和綜合分析實際問題的能力。學生在完成綜合性實驗實驗過程中必須將多門專業課或專業基礎課的相關理論知識、實驗操作技能等結合起來，在實驗過程中將所學的理論知識進行系統分析和融會貫通[7]。設計性實驗是根據實驗項目大綱內容和實驗條件，在老師的指導下，學生自行設計實驗方案、選擇實驗儀器設備、確定實驗步驟和內容，完成實驗任務，并對實驗數據和結果進行系統綜合分析[7]。設計性實驗要求實驗內容具有一定創新性，學生通過實驗項目內容的選擇、實施、實驗數據與結果的綜合分析和討論以及實驗報告的撰寫等過程，這有利于提高學生解決實際問題的能力和科技寫作能力。

2.2 綜合性與設計性實驗項目開發的意義

綜合性與設計性實驗教學在一定程度上彌補了課程教學中很多學生普遍感到枯燥乏味這一缺陷，把學生推到了實驗教學任務開展過程中的主體地位，充分激發了學生的學習興趣，增強學習的主動性和參與性。通過從提出問題，到解決問題的一系列過程，學生的工程素質和科研工作能力將得到鍛煉和提高。再有，一個綜合性與設計性實驗項目的數據與結果都比較多，需要學生對所有數據和結果進行綜合分析，利用所學專業知識來分析實驗數據和實驗結果，使其綜合分析實際問題的能力得到鍛煉和提高。通過綜合性與設計性實驗報告的撰寫，為學生后期的畢業論文寫作打下了基礎。

2.3 焊接工藝評定實驗項目的開發和實施效果

西南石油大學材料科學與工程學院焊接實驗室從2009年開始，為了激發學生的學習興趣，前期針對《焊接冶金與材料焊接性》這門專業課，開設了“焊條配方設計—焊條制備—焊條工藝性能測試實驗”綜合性和設計性實驗。學生們普遍感到這個實驗難度不太大，但覺得實驗操作性和綜合性較強，第一次親自設計選擇焊條藥皮配方，完成焊條的制備，然后對自己制備好的焊條進行工藝性能檢測，同學們普遍感到有一定的成就感，激發了學生的學習興趣，學生的綜合能力也在實驗中得到大大鍛煉和提高。2010年在此基礎上又在《材控專業綜合實驗》課程里開設了焊接工藝評定綜合實驗。同學們普遍感到實驗難度稍大些，但實際可操作性和綜合性強。同學們第一次根據給定的試板母材，各組成員通過查閱資料。一起設計和擬定焊接工藝方案，然后由實驗室的老師按各組制定的焊接工藝進行焊接，同學們對得到的焊接試板進行外觀檢測和無損檢測，然后設計取樣方案進行組織分析和力學性能實驗，全部實驗做完之后，要求同學們結合各項實驗結果對制定的焊接工藝進行綜合分析與評定，并提出改進措施，這既激發了學生的學習興趣，滿足了實驗教學的要求，同時學生的實驗操作技能和綜合能力也在實驗中得到大大的鍛煉和提高。跟以往的驗證性實驗教學項目相比較，可以發現，焊接工藝評定綜合性實驗項目的開發與實施具有很多新穎之處。

（1）強化了實驗教學在專業教學中的地位。焊接工藝評定實驗項目的內容多，實驗內容具有系統性和連貫性，所以這種以設計性和創新性實驗為主體的實驗教學模式具有較大的創新性。endprint

（2）綜合性實驗能避免驗證性實驗中的單調性， 提高了學生學習興趣和參與性，學生在學習過程中對基礎性知識的掌握更牢固，能更好地培養學生的實驗技能和工程能力。

（3）綜合實驗內容有明顯的分層設計，實驗難度逐漸增大，能激發學生的探究性思維。通過完成“焊接工藝方案設計—焊接試板制備—焊接試板外觀和無損檢測—接頭取樣方案設計及試樣加工圖紙設計—接頭金相制備、組織觀察和力學性能的測定—對各項實驗結果進行綜合分析與處理—撰寫實驗報告”整個工作流程，有效地鍛煉和提高了學生的工程素質。

3 結語

焊接工藝評定這項綜合性與設計性實驗項目的開發和實施，不但改變了傳統教學模式，同時也提出了一條提高學生工程素質能力的新途徑。高等學校實驗和實踐教學改革涉及到很多環節和方面，需要多方人員的參與，大家共同來尋找有利于各個學校教學發展的新思路，使實驗教學逐步完善和提高，切實達到學生在實驗教學中由“要我做實驗”變為“我要做實驗”的改變。如何進一步改革實驗教學內容和教學模式，使實驗與工程能力培養的聯系更加緊密，讓綜合實驗發揮更大的功效仍是焊接專業實驗教學改革中一個值得深入研究的課題。

參考文獻

[1] 教育部高教[2007]2號文件.關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見[Z].2007.

[2] 李曉明，郭新榮.加強實驗室開放培養創新人才[J].高校實驗室工作研究，2006（3）：44-47.

[3] 魏高明.積極探索不同開放模式，努力提高大型儀器使用率[J].高校實驗室工作研究，2006（1）：61-62，66.

[4] 王代長，饒偉，霍曉婷.提高實驗教學質量的途徑[J].安徽農學通報，2007，13（18）：251-252.

[5] 仇潤鶴，方建安，唐明浩，等.建立綜合實驗平臺培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索，2006，25（2）：141-144.

[6] 薛冰，姜學波，李振峰.實驗室建設及實驗教學改革新探[J].中國科技信息，2007（20）：234，236.

[7] 汪冬梅，尤顯卿，劉寧，等.關于金屬材料工程專業開設綜合性和設計性實驗的探討[J].合肥工業大學學報：社會科學版，2007，21（4）：68-71.endprint