《焊接方法與設備》教學改革與實踐

曹梅青 謝 鯤 夏鵬成 岳麗杰

（山東科技大學材料科學與工程學院，山東 青島 266590）

焊接是三種連接工藝中結合強度最高的一種，材料之間為冶金結合，該工藝廣泛應用于汽車、船舶等制造行業，是一種精確、可靠、低成本的連接金屬材料工藝方法[1]。《焊接方法與設備》是山東科技大學材料學院金屬材料專業（焊接技術方向）的專業核心課，該課程既側重理論知識也重視實踐操作。《焊接方法與設備》涉及到了焊接電弧的產生、熔滴過渡、焊絲及母材熔化等電弧焊基礎知識，也包含了傳統的電弧焊、電阻焊及先進高能束焊、壓力焊等焊接方法的原理、特點、設備及焊接工藝[2]。電弧焊基礎部分內容抽象，學生反映掌握起來難度較大；焊接方法、設備及工藝部分需要大量的實驗、實踐環節輔助。

1 教學過程中存在的問題

本課程授課初期以老師的課堂講授為主，實踐環節較少，通過兩年教學，發現該方式教學效果欠佳，學生對知識的掌握不好。主要存在以下問題：

1.1 教材內容多，授課學時少

《焊接方法與設備》共54學時，課程內容較多，涉及到了焊接原理，常見的電弧焊方法及設備，電阻焊方法與設備，及各種先進的焊接方法設備等內容。在有限的時間內講授這些內容只能介紹重點、難點內容，不可能面面俱到，導致學生理解困難，學習積極性下降，從而影響教學效果。

1.2 實踐能力不足，學生欠缺綜合分析問題能力

課程共開設了4個實驗，包括埋弧焊實驗、氣體保護焊實驗、電阻點焊實驗及先進焊接方法試驗。由于設備臺套數有限，學生在進行試驗的過程中每組人數較多，無法每人都親手操作，導致學生實驗積極性不高，且有些先進焊接的實驗設備沒有購置，導致實驗設置不全面。

由于實踐學時不足及實驗設備的短缺，學生在實踐能力上嚴重不足，自己無法完整制定出焊接工藝卡片，欠缺綜合分析問題的能力。

1.3 教學方法存在不足，學生學習興趣不高

傳統的教學是“傳遞—接受式”為主的教學模式。這種教學模式以教師、課堂、教材為中心，主要靠教師課堂講授、學生被動接受的單向過程完成知識的傳授。學生只是被動的接受知識，參與度不高，學習興趣不高、學習積極性差，教學效果不好。

目前該課程的考核方式較為簡單，最終成績為卷面成績加平時成績，平時成績主要為出勤率和課堂發言情況且所占比例較少。由此出現學生不能融會貫通課程內容只是機械式地背考題，考前突擊等情況。不利于發揮學生的主觀能動性和創造性的潛能,使學生得到的大多是一些未經消化的、沒有理解的知識,不利于學生綜合能力和創造思維的培養。

2 教學改革研究與探索

根據目前授課過程中存在的問題，筆者結合課程特點以及培養目標，主要以提高學生學習興趣和自主學習能力為目的教改取得了良好的效果。

2.1 豐富教學課件，提高教學效果

原授課課件文字內容較多，圖片、視頻等較少，一些抽象的內容學生掌握起來較困難。如焊接電弧、熔滴過渡、母材熔化等電弧焊基礎知識，如果不借助多媒體手段學生很難理解，針對該問題，授課老師對課件進行了重新制作，增加了圖片、視頻等學生喜歡的教學載體，并給學生相關課程的網絡教學鏈接，采用多媒體和網絡教學相結合的方法收到良好的教學效果。多媒體技術具有綜合處理聲，文，圖，像的能力，學生能夠通過多種感官獲取信息，可以彌補傳統教學方法在時間和空間上的不足[3]。通過豐富授課課件及網絡教學相結合，提高了學生的學習興趣，增強了教學效果。

2.2 采用討論式教學，激發學生的學習積極性

在授課方式上,切忌教師自己在講臺上唱獨角戲,要盡量使課堂教學生動、活潑。教師要時刻注意學生的課堂表現，提高學生的“抬頭率、點頭率”。 提高“抬頭率”的關鍵是能夠吸引學生的注意力，讓學生能夠跟上老師講課的節奏。“點頭率”是指學生能夠聽懂老師的授課內容，對于老師提問的一種呼應，提高“點頭率”就要求授課教師對授課內容了如指掌，在吃透教材的基礎上用學生容易理解的說法深入淺出的講解授課內容，并注意和實際相結合，學生更加容易的掌握知識，鼓勵學生積極回答問題，提高和老師的互動率。

授課中采用啟發式教學的方式，上課過程中提出一些小問題，讓學生運用所學知識去思考問題的答案，或者教師自問自答，讓學生有恍然大悟的感覺。為調動學生的學習主動性和積極性，給學生布置題目，讓他們自行分組、查閱資料、撰寫報告，還可以讓學生根據選定內容準備素材、舉辦講課比賽。例如可以結合電弧焊知識分別對埋弧焊、二氧化碳氣體保護電弧焊、MIG焊、TIG焊等章節的內容采用討論式教學法,對每種焊接方法都提出討論的問題,引導學生對比這幾種傳統電弧焊方法的特點、應用領域、焊接設備等，先讓學生自己在書中找答案,然后進行討論;在討論問題的過程中,學生又會提出新的問題通過這種不斷討論問題、解決問題的過程,學生的獨立思考能力得到了培養和鍛煉。讓學生查閱有關激光焊、攪拌摩擦焊、電子束焊等先進焊接方法的資料，舉辦講課比賽，通過該活動，鍛煉了學生整理文獻、團隊協作等綜合能力，學生對知識的掌握更加牢固。通過采用啟發式、討論式的教學方式，奠定了學生的學習主題地位，使學生由被動的接受知識變為主動去獲取知識

2.3 引導學生溫故知新，將所學課程系統化

按照培養方案的要求，《焊接方法與設備》課程是大三第二學期開設的課程，前期已經學習了《金屬材料及熱處理》、《材料連接原理》課程。該課程是前期課程的延續，在掌握了前期課程的基礎上再來學習本課程能起到事半功倍的效果。在本課程的授課過程中應引導學生對前期課程內容進行溫習，在溫習的過程中引入新知識，并將所學內容能夠融會貫通。比如講到焊縫金屬的凝固和結晶時，我們提出以下幾個問題：第一，普通熱處理條件下金屬的凝固和結晶是怎樣的?和學生一起回憶思考，如果回答正確，那么進一步引導學生。第二，焊接條件下加熱和冷卻的特點是什么?與普通熱處理有何不同?在分析它們的不同點時，逐步得到所提問題的答案。以這樣的思路講課，實踐證明效果很好，學生對課堂知識內容也不再感到枯燥無味了。

授課過程中我經常跟學生說每門課掌握的知識就是一顆顆珍珠，等學完專業課他們應該有能力把這一顆顆珍珠串成一條漂亮的珍珠項鏈，這就要求學生能夠將所學的課程系統化，能夠解決綜合性的專業問題。通過引導學生溫故知新及系統化知識，學生綜合分析問題的能力提高了，在學習專業課時能做到有的放矢，學生的學習興趣更濃了。

2.4 增加實踐課時，考核方式靈活多樣

實踐課時由原來的6個增加到12個，提高學生的動手能力。考核方式更加靈活多樣，結合課程實際情況，在30分的平時成績中，考勤占5分，試驗15分，撰寫焊接論文和講課(5-10分鐘)占10分。實驗課時中增加了一些先進的焊接方法及綜合性試驗。并跟學院建議購買部分焊接儀器，提高臺套數。通過增加實踐學時，提高了學生的動手能力，為期后期焊接工程師培訓等奠定了基礎。

3 結語

《焊接原理及工藝》是金屬材料工程（焊接技術方向）不可或缺的一門專業課，原來的授課方式，學生學習興趣低，學習效率低下，教學效果難以達到預期的教學目標。通過改革教學方法、教學手段、增強課程內容邏輯聯系、增加實踐環節和學生互動參與環節并加大平時成績評定的多元化和靈活性，大大提高了學生的學習興趣和自主學習能力，提高了學習的效率，取得了較好的效果。

［1］曹元軍.焊接工藝理論一體化教學研究[J].科技信息,2009(30):100-101.

［2］楊立軍.材料連接設備及工藝[M].北京：機械工業出版社，2009.

［3］范偉,曲建平.多媒體電弧焊計算機輔助教學系統的研究[J].佳木斯大學學報,1999(6):196-198.