焊接技術與工程專業材料加工基礎課程教學方法改革研究

陸斌鋒 陳云霞 郭彥兵 張旺

[摘 要] 材料加工基礎是焊接技術與工程專業的一門專業基礎核心課程，理論性較強，學生學習興趣普遍不高。如何改變以往偏重理論教學的課程內容和形式，通過計算機模擬、具體案例分析以及課堂討論等環節調動學生的學習興趣和積極性，提高課堂教學效果，文章對此進行有益嘗試，對基于焊接技術與工程專業的課堂教學進行探索，以期為其他專業課程教學提供借鑒。

[關鍵詞] 材料加工基礎;焊接技術與工程;應用型本科;教學研究

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）41-0289-02? ? [收稿日期] 2019-10-22

焊接技術與工程專業是偏向實際應用的一個專業，旨在培養具有良好的焊接工程技術能力、人文素養和發展潛力，能夠在機械工程技術領域從事焊接結構設計制造、焊接冶金分析與工藝設計、焊接檢驗、焊接設備維護、焊接自動化集成與項目管理的高等技術應用型人才。

焊接過程是一個瞬時非平衡的熱力學過程，涉及冶金、機械、物理、化學、熱學、力學和計算機技術等學科知識。正是因為焊接學科這種特點，決定了其培養的人才既要有深厚的科學理論基礎，又要有扎實精專的專業知識背景[1]。材料加工基礎課程內容主要包括凝固理論和塑性成形理論，涉及較多的物理定律和數學公式，是一門理論性較強的專業基礎課程[2]，對焊接技術與工程專業后續的專業課程學習具有重要意義。該課程涵蓋的許多概念和理論（液態金屬性質、過冷度、晶體生長方式、組織結構等）較為抽象，學生不易理解，有一定的教學難度。

一、材料加工基礎課程教學中存在的主要問題

1.學生對課程目標認識不足。根據實際教學效果的反饋情況來看，部分學生并沒有將所學的理論基礎知識融會貫通、綜合運用，學習的目的只是通過考試拿到學分，缺乏對知識真正的理解。由此可見，很多學生對專業基礎課程的重要性認識不足。

2.課程內容偏理論，難以理論聯系實際。材料加工基礎課程內容偏向理論，涉及的知識面較廣，部分學生由于數學、物理基礎差，對課程的學習具有一定的畏難情緒。由于學生缺乏工程實踐，難以找到分析解決實際工程問題的切入點，導致學生在學習過程中產生挫敗感，學習積極性大打折扣。

3.教學手段較為單一，多媒體教學水平較低。教學過程中仍然以理論教學為主，教學手段缺乏實踐性與靈活性。由于課程復雜度、綜合性、工作量都有所提高，多媒體教學內容也存在著案例陳舊等問題，課堂教學過程中缺乏學生創新思維的訓練和綜合應用能力的培養。

二、教學實施

針對本課程的特點及教學中存在的問題，經過筆者的教學實踐和學生反饋，形成了自己的教學方法改革思路，希望能對焊接專業基礎理論課程教學實效性的提高提供有益的參考。

1.突出課程特色，加強理論聯系實際。應用型本科焊接技術與工程專業專門培養焊接技術與工程領域的工程應用型人才，材料加工基礎課程內容應突出凝固溫度場、凝固熱力學及動力學、熱應力應變、焊接缺陷形成原因等焊接專業所需的基礎內容。從基本理論的深層次方面研究焊接過程中的一些科學問題，同時加強理論與實際的聯系，著重培養學生將理論知識應用于工程問題的思維方式。

2.引入多媒體教學，激發學生的學習興趣。本課程內容偏向理論，涵蓋的許多概念較為抽象，在教學中將收集和整理的大量課程相關多媒體教學資料和工程應用視頻貫穿到教學中，取得了良好的教學效果。同時，多媒體教學是一項復雜的系統工程，對課程內容的邏輯關系進行梳理，尋找創新點和突破口，從低層次向高水平發展。例如，對常見焊接缺陷進行分類梳理，并以相應圖片介紹各種焊接缺陷;利用視頻多媒體等媒介豐富課程素材，特別是教師科研中的實際問題通過圖片或錄像的形式介紹給學生，使教學內容更加豐富，利于理論聯系實際。

3.引入計算機模擬教學方法。針對當前工程技術高速發展和工程人才需求快速變化的現狀，很多工程技術問題的解決有賴于計算機技術的應用，特別是有限元分析計算方面的內容[3]。例如對于傳統教材對焊接溫度場的介紹通過數學建模的求解，以二維圖片的方式給出焊接溫度場的分布，學生理解起來不太容易。通過計算機模擬演示的方法（如圖1所示），學生不僅可以理解焊接溫度場的分布，還了解了求解的方法及過程，可以自行求解相關問題。

4.引入案列式教學方法。材料加工基礎課程理論性較強，在教學過程中可以用工程案例來強調理論的指導性和應用場景，并激發他們的興趣，營造貼近工程實際的教學環境，豐富教學內容，開闊學生的視野，達到良好的教學效果[4]。例如通過焊道下裂紋的案例使學生了解焊接各種裂紋的產生原因及預防措施。焊道下裂紋是一種非常有害的裂紋，因為它可能會在焊接很多小時以后開始擴展。焊道下裂紋是一種延遲裂紋，因此，對于有焊道下裂紋傾向的材料，應在焊后冷卻至室溫后48～72小時以后再進行最終檢驗。

5.引入課堂討論。可以進行小組討論、班級討論、開放式討論、與教師討論等，教師與學生可以進行網上答疑、指導等互動學習活動，這樣可以擴展學生的學習場合與學習時間，使學生更好地自主學習，提高學生的學習興趣與積極性。同時還可以利用教學資源庫平臺，讓學生進行學習資料查詢、網絡查詢等。

通過上述教學方法改革，激發了學生的學習興趣，充分挖掘了學生的潛力，使學生了解材料加工基礎課程在焊接專業課程中的重要性，培養了學生的實踐能力、分析能力和解決問題的能力，在2016級焊接專業學生的教學過程中取得了良好的效果。但實施過程中還存在著一些問題，需要我們進一步深化研究與實踐，并與人才培養模式相適應，逐步優化理論教學體系與實踐教學體系的關系，進一步提高學生的綜合能力，為切實推動焊接專業的教學改革提供借鑒和參考。

參考文獻

[1]胡慶賢，浦娟，王曉麗等.獨立學院焊接應用技術型人才培養方案調整與改革研究[J].江蘇科技信息，2016（23）：34-36.

[2]吳林，方洪淵.中國焊接高等教育60年[J].機械制造文摘：焊接分冊，2012（4）：14-20.

[3]任純芳.基于工作過程的教學改革策略分析與思考[J].教師，2015（1）：97-98.

[4]吳漪菡.基于工作過程的課程教學改革的經驗梳理[J].中國職業技術教育，2015（14）：65-67.