“雨課堂”在焊接技術(shù)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的改革探索

李 翔，王林珠，丁培松，唐乾俊

(1.貴州理工學(xué)院材料與冶金工程學(xué)院，貴州 貴陽 550003；2.貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮對人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，對于大學(xué)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)能達(dá)到更好的教學(xué)效果已經(jīng)達(dá)成一定的共識(shí)[1-3]。雨課堂是一種適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)浪潮的混合教學(xué)工具，該軟件由學(xué)堂在線和清華大學(xué)共同開發(fā)[4-6]，其主要特點(diǎn)是通過內(nèi)嵌在PowerPoint中的雨課堂插件，實(shí)現(xiàn)PC端與手機(jī)微信雨課堂公眾號的連接，該軟件可以在教學(xué)過程中推送問答、互動(dòng)、數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容，并可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生參與情況，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)過程中答題、互動(dòng)等只能少數(shù)學(xué)生參與的缺點(diǎn)。該教學(xué)軟件在我校一經(jīng)試用就得到了廣泛的好評，現(xiàn)在教學(xué)過程中已得到大范圍推廣。

焊接技術(shù)與工程專業(yè)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的工學(xué)學(xué)科，焊接技術(shù)與工程專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)離不開各種焊機(jī)的認(rèn)知及操作，焊接技術(shù)實(shí)驗(yàn)是焊接專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。在之前的教學(xué)過程中，主要將學(xué)生集中在焊機(jī)的周圍，教師講解焊機(jī)的原理、該焊接技術(shù)的特點(diǎn)、焊機(jī)上各按鍵說明、使用方法等，同時(shí)教師現(xiàn)場演示焊接過程，并通過黑板板書部分焊接理論知識(shí)達(dá)到學(xué)習(xí)焊接技術(shù)的目的。該方法簡單生動(dòng)，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，教學(xué)初期由于學(xué)生興趣濃厚能達(dá)到較好的教學(xué)效果，但隨著教學(xué)的深入，學(xué)生互動(dòng)思考不夠，只是學(xué)會(huì)了簡單的操作方法，并沒有掌握焊接機(jī)理及提高焊接水平的方法。特別當(dāng)焊接設(shè)備較少時(shí)，大量學(xué)生集中在教師周圍，相互之間形成遮擋，有些甚至距離較遠(yuǎn)無法看清教師介紹的相關(guān)內(nèi)容，另外，少量學(xué)生操作練習(xí)時(shí)，其他學(xué)生則沒有明確的學(xué)習(xí)內(nèi)容，這些因素導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，最后難以達(dá)到較好的教學(xué)效果。

1 焊接實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主要焊接技術(shù)及設(shè)備

1.1 不同焊接技術(shù)的特點(diǎn)

焊接是一種廣泛應(yīng)用的材料連接技術(shù)[7]，相對機(jī)械連接方法具有連接強(qiáng)度高，無需開孔等優(yōu)點(diǎn)。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料的焊接方法除了傳統(tǒng)的焊條電弧焊、埋弧焊、氣保焊、電阻焊等，還發(fā)展出了釬焊、攪拌摩擦焊、激光焊等許許多多焊接新技術(shù)。

每一種焊接技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)，也有一定的缺點(diǎn)。如常見的焊條電弧焊，設(shè)備簡單，操作方便，但對操作者經(jīng)驗(yàn)技術(shù)要求高，焊縫成型質(zhì)量較差。埋弧焊適合焊接較厚材料，焊接速度快且焊接成本低，同時(shí)焊接時(shí)沒有弧光，焊接勞動(dòng)條件好，但要求焊縫為規(guī)則形狀且難以在復(fù)雜環(huán)境下施焊。氣保焊焊縫成型質(zhì)量高，可以焊接不規(guī)則形狀并可以在復(fù)雜條件施焊，但焊接速度慢且焊接環(huán)境較差。而釬焊、攪拌摩擦焊、激光焊等焊接技術(shù)焊縫成型質(zhì)量高且焊縫美觀，但焊接設(shè)備價(jià)格昂貴，焊接成本高，不適合小批量焊接。

1.2 焊接實(shí)驗(yàn)主要焊接設(shè)備

為了使學(xué)生既能掌握目前仍在廣泛使用的傳統(tǒng)焊接技術(shù)，同時(shí)對焊接新技術(shù)也有所了解，培養(yǎng)能適應(yīng)社會(huì)需求的焊接技術(shù)與工程專業(yè)人才。我校購買了埋弧焊機(jī)、氣保焊機(jī)、氬弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)、釬焊爐、攪拌摩擦焊機(jī)、激光焊機(jī)、焊接機(jī)器人等設(shè)備，由于焊接設(shè)備單價(jià)較高，相關(guān)焊接設(shè)備多為1臺(tái)(套)，少量為2臺(tái)(套)。

2 雨課堂在焊接實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

雨課堂實(shí)現(xiàn)了PC端與手機(jī)端的連接，使用手機(jī)能使學(xué)生更多的參與課程的學(xué)習(xí)，基于雨課堂的特點(diǎn)，焊接實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中做了一定的教學(xué)改革探索，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源

對于焊接原理、焊接特點(diǎn)的介紹是焊接實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一步，使用雨課堂可以在課前將PowerPoint中的課件同步到微信雨課堂公眾號上，上課時(shí)將相關(guān)文件發(fā)布在課堂中，學(xué)生可以使用手機(jī)實(shí)時(shí)查看相關(guān)課件，內(nèi)容豐富、圖片形象生動(dòng)，避免了傳統(tǒng)黑板板書內(nèi)容呆板等缺點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中最大的難點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)教學(xué)介紹相關(guān)設(shè)備時(shí)，特別對于價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，往往實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少，此時(shí)學(xué)生集中在教師周圍，由于學(xué)生之間的遮擋，部分學(xué)生難以看清教師的教學(xué)內(nèi)容，使用雨課堂能很好的解決這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)。

例如在講解埋弧焊控制面板上的電壓、電流、行走速度等參數(shù)選擇時(shí)，將控制面板的圖片及視頻實(shí)時(shí)發(fā)布的在雨課堂公眾號上，在教師講解控制面板時(shí)，看不清控制面板的同學(xué)可以使用雨課堂查看控制面板的圖片及視頻，并注意聽教師的講解，通過這種手機(jī)與實(shí)物結(jié)合的方式加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，能很好的學(xué)習(xí)操作面板上的相關(guān)知識(shí)，避免了因?yàn)榭床磺宄?dǎo)致學(xué)習(xí)效果差的現(xiàn)象。

在講解焊接機(jī)器人編程時(shí)，編程控制器尺寸只與A4紙相當(dāng)，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，只能有貼近教師身邊的幾個(gè)學(xué)生能看清控制器的編程過程，如果將該編程過程錄制成視頻發(fā)布到雨課堂公眾號上，再配合教師的現(xiàn)場解說能達(dá)到很好的教學(xué)效果。這些使用雨課堂在焊接實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中探索，能充分優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源，達(dá)到有限實(shí)驗(yàn)資源條件下最大限度提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.2 提高實(shí)驗(yàn)課效率

焊接技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)一般會(huì)對學(xué)生進(jìn)行分組，每組人數(shù)3-5人。對學(xué)生進(jìn)行分組，不僅可以鍛煉學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，同時(shí)組員之間相互比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果能更好的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，只能在上課時(shí)采用點(diǎn)名的方法進(jìn)行分組，這樣會(huì)占用大量實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間。同時(shí)，為了達(dá)到鍛煉每位學(xué)生的目的，教師會(huì)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)要求，比如氬弧焊的電壓、電流、氬氣流量、坡口形狀等，這些數(shù)據(jù)如果用教師口述-學(xué)生記錄的方法，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。特別對一些實(shí)驗(yàn)資源比較緊缺的大型設(shè)備，其設(shè)定的參數(shù)值更多，記錄參數(shù)極為繁瑣。此時(shí)可將實(shí)驗(yàn)參數(shù)發(fā)送在雨課堂上，學(xué)生可自行查看自己的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，這樣學(xué)生就能快速獲得實(shí)驗(yàn)參數(shù)，從而有效增加學(xué)生的實(shí)際操作時(shí)間。

傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)，介紹完相關(guān)焊接設(shè)備的原理、使用方法并演示完操作方法后，學(xué)生就要進(jìn)入實(shí)際操作階段。由于焊接設(shè)備數(shù)量有限，在部分學(xué)生操作焊接設(shè)備時(shí)，其他學(xué)生一般只能觀察其操作過程。此時(shí)，其他學(xué)生雖能從中學(xué)習(xí)到一定的操作經(jīng)驗(yàn)，但時(shí)間稍長難免覺得枯燥乏味，學(xué)習(xí)效果會(huì)大幅下降。若此時(shí)將相關(guān)焊接原理、焊接參數(shù)對焊接結(jié)果影響的知識(shí)發(fā)送到雨課堂上并要求未操作的學(xué)生自學(xué)，學(xué)生不僅可以鞏固已經(jīng)學(xué)習(xí)到的知識(shí)，同時(shí)在上手操作前就已經(jīng)對實(shí)驗(yàn)有了一定的了解，既能通過實(shí)踐檢驗(yàn)理論，又能加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解。

3 雨課堂在焊接實(shí)驗(yàn)考核中的應(yīng)用

3.1 豐富平時(shí)成績考核內(nèi)容

焊接實(shí)驗(yàn)成績由平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績組成，在使用雨課堂之前平時(shí)成績主要依據(jù)出勤情況和教師觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)來評定。使用雨課堂后，可以通過推送實(shí)驗(yàn)基本原理等考題，要求學(xué)生答題等方式來增加平時(shí)成績的考核方式，這種方式能充分了解每位學(xué)生的參與情況及學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不僅豐富了平時(shí)成績的內(nèi)涵，同時(shí)，能將理論與實(shí)踐結(jié)合，有效加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

3.2 規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告

撰寫符合規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是焊接實(shí)驗(yàn)結(jié)束后最重要的總結(jié)工作，教師雖然設(shè)計(jì)了相關(guān)要求和規(guī)范但學(xué)生往往難以達(dá)到要求，特別是對于佐證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)圖片，學(xué)生由于缺乏相關(guān)的科研思維，圖片細(xì)節(jié)難以掌握。比如對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)應(yīng)將全部實(shí)驗(yàn)對象放置在一起拍照，才能有直觀的對比結(jié)果，論述焊縫熔深、熔寬、余高等數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)將標(biāo)尺拍入照片等。使用雨課堂后，通過將相關(guān)要求及拍照實(shí)例發(fā)送到雨課堂，學(xué)生在課后學(xué)習(xí)并可以隨時(shí)查看相關(guān)要求，從而輔助規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4 結(jié)束語

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，雨課堂是適應(yīng)這種移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然成果。在該軟件使用初期可能出現(xiàn)教師對相關(guān)操作不熟悉，學(xué)生不適應(yīng)這種新的學(xué)習(xí)方式，教室網(wǎng)絡(luò)信號等無法滿足教學(xué)要求等困難，并可能導(dǎo)致在雨課堂教學(xué)軟件使用初期教學(xué)效果不明顯等問題。通過焊接技術(shù)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索表明，隨著雨課堂使用頻率的增加和學(xué)習(xí)習(xí)慣的改變，確實(shí)能達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的目的[8-9]〗。作為教師只有不斷汲取新的知識(shí)、新的教學(xué)理念，不斷提高自己，才能適應(yīng)新時(shí)代教學(xué)工作的要求。