項目實踐式教學法在生產實訓中的研究與應用

周燕妮 魏 超

（中國礦業大學徐海學院 江蘇徐州 221000）

焊接自動化方向的生產實訓環節，是在專業理論課結束后進行的，旨在理論與實踐相結合，增強學生對焊接工藝流程、關鍵技能參數、設備、工具等的認知度，提高專業理論知識在實踐中的運用能力，培養學生制定合理焊接工藝的能力的重要教學環節。生產實訓的教學質量對于學生后續的畢業設計及實際工作的影響重大，因此，應對其教學方式進行研究和改善，提高教學質量[1]。

一、傳統生產實訓教學方式的問題

日前，專業理論課結束后，我院焊接自動化方向的生產實訓在學校材料科學與工程專業實驗室進行。我院材料科學與工程專業實驗室具有各類下料切割機、金相顯微鏡、硬度計、各類手工焊機、焊接機器人、各類力學性能測試設備、各類焊縫無損檢驗設備、機械智能制造單元。實驗設備先進、種類齊全、能夠滿足生產實訓的教學要求。但焊接自動化方向生產實訓的教學環節仍存在以下問題：

（一）教師主導、學生自主設計少

實訓過程中，教師負責介紹焊接工件及焊接設備，講授并示范焊接操作流程。教師將焊接實訓的內容、流程、參數都規定了。學生僅需學習并練習焊接操作規范即可，不需要自己根據理論知識進行設計。理論與實踐相結合少，實訓成就感不高。

（二）教學內容單一，目的不夠明確

焊接實訓基本進行混合氣體保護焊焊接，焊接方法單一。焊前無焊接工藝（參數）設計，焊后無焊縫檢驗、分析等。實訓期間，學生主要練習氣保焊的操作，沒有實際工程意義，僅有部分焊工技能培訓效果，不符合焊接工程師的訓練目的。

（三）實際操作多，理論指導少

焊接實訓主要進行焊接實際操作，焊接規范及手法的穩定性等，涉及的理論知識少，更不能運用各類焊接學科的基本知識。很難加強學生的專業理論，專業素養的提升也不高。

（四）成績評定簡單，不全面

實訓主要以焊接實際操作為主，最終的成績評定中，也只能參考學生的學習態度、操作能力。不易考察學生的基礎理論，更難以辨別理論和實踐相結合的能力，實訓成績評定指標過于片面，尤其是理論和實踐相結合的主要能力考察不清晰。

二、項目實踐式教學法的優勢

項目實踐式教學法是完成一個完整的實踐性項目而進行的教學活動[2]。從焊接自動化的實際應用項目中，整理出一套與焊接實訓相符合的教學方法，即“焊接工藝評定”。焊接工藝評定過程中，需先根據焊接任務，編制焊接工藝參數，然后經過焊接實際操作完成焊縫的焊接，使用焊縫無損檢驗檢查焊縫質量，再通過編制的力學性能試驗依據，對焊縫進行力學性能測試，最后查看焊縫的金相組織，進一步驗證焊縫的質量，從而判定焊接工藝制定的合理性。

通過焊接工藝評定項目式教學，使學生在生產實訓過程中既進行了焊接、無損及力學性能檢驗的實際操作，為學生的專業實踐打下了基礎。最重要的是，學生使用所學的各科焊接專業課，對焊接任務進行工藝編制、檢驗編制及質量評定。一方面將各專業學科進行了系統連貫地應用；另一方面，完成了今后工作崗位的一項重要工作，提高了學生專業能力。

三、項目實踐式教學法的實施步驟

（一）合理設計任務

生產實訓在所有專業課結束后進行的，因此，實訓的項目任務內容既能解決實際生產問題，又能涉及到多門焊接專業課程的理論知識。項目有一定的難度，但通過對項目任務認真分析，并查閱已學專業書籍、焊接手冊基本可完成。實訓項目即焊接工藝評定涉及內容多，任務較復雜，可以將整個項目分解成若干子項目[3]，子項目的復雜性及難度降低，有助于學生完成整個項目，提高學生學習成就感。

焊接工藝評定項目任務為普通碳素結構鋼Q235鋼材料的焊接，板厚為20mm。項目內容包括焊接工藝設計及其焊接操作、焊縫無損檢驗設計及其操作、焊縫力學性能檢測設計及其操作、焊縫金相檢驗設計及其操作及最終評定等9個環節。每個環節的任務不同，涉及的內容、原理不同。應根據每個環節的任務，涉及的范圍，查閱相關書籍資料進行設計。各項設計的實際操作，若出現問題，可更改完善設計，進一步加深理論學習。其具體項目內容（部分）見表1。

表1 焊接工藝評定項目任務表

4.焊縫力學性能檢測設計及其操作4.1焊縫力學性能檢測項目選用4.2焊縫力學性能檢測標準選用4.3焊縫力學性能檢測試樣設計4.4焊縫力學性能檢測操作4.5焊縫力學性能評定測5.焊縫金相檢驗5.1焊縫金相檢驗試樣切取5.2金相檢驗試樣加工制作5.3焊縫金相組織觀察分析6.焊接工藝質量評價6.1焊縫成形分析6.2焊縫無損檢驗質量分析6.3焊縫力學性能分析6.4焊縫金相組織分析6.5焊接評定是否合格

（二）查閱書籍資料，自主制定項目內容

根據焊接工藝評定項目任務，分解成子項目后，設計子項目計劃內容。在焊接工藝評定操作前，需對各子項目工藝參數進行設計，設計的具體內容如下：

1.焊接工藝參數制訂：根據焊接工藝評定項目任務，依據現代焊接方法專業課程，選用合理的焊接方法、焊接極性等。依據焊接工藝及焊接手冊專業課程，設計焊縫坡口、焊接材料、焊接電流、電壓、速度、氣體流量、焊接姿態、焊絲規格等。依據焊接結構學專業課程，計算焊縫尺寸，預估焊接殘余應力及變形，設計控制變形措施。最后還需依據焊接夾具設計專業課程，分析是否需要定位、裝夾夾具等。

2.無損檢驗設計：根據焊接任務及焊接工藝參數，預估焊縫可能出現的焊縫缺陷及其位置。依據焊接檢驗專業課程，選用無損檢驗方法或多種檢驗方法并用。根據國家檢驗標準，準備無損檢驗設備，按照無損檢驗規范執行檢驗，記錄檢驗結果，進行焊縫質量等級評定。

3.焊縫力學性能檢測設計：根據焊接任務、焊接工藝參數以及焊接檢驗專業課程，確定焊縫力學性能試驗方法。焊縫的力學性能試驗一般包括焊接接頭拉伸試驗、焊接接頭彎曲試驗、焊接接頭沖擊試驗。然后確定各試驗的國家標準，依據標準確定取樣數目及位置，設計試樣加工形狀、尺寸。按照力學性能試驗標準執行檢測，記錄檢測結果，進行焊縫力學性能合格評定。

（三）驗證自主編制的工藝

學生通過查閱書籍等相關資料，編制出相關焊接工藝評定項目的各項工藝，包括焊接、無損檢驗、力學性能測試等。接下來按照指定的工藝參數，進行實際操作驗證其合理性。在已編制的工藝基礎上，學生對理論知識已有一定程度了解，對焊接實際操作驗證較清晰。并且對驗證結果的關注度高，提高了學生對生產實訓的能動性。[4]

1.操作驗證前提問：每天實訓前，學生可對前期的設計、操作過程中的疑惑進行提問。教師可引導性地給出建議，讓同學們在后續的驗證中找到答案。同時，教師在驗證前提出幾個讓同學們注意觀察的問題，讓同學們帶著問題去實際操作。

2.操作驗證中調整：在工藝驗證過程中，存在不同程度地偏離設計者的預期，設計者可根據理論進行工藝參數修正，并進行修正后的驗證，可根據驗證結果進行多次修正及驗證，找到更好的工藝參數。

3.操作驗證后總結：實際操作驗證后，預留30分鐘，對當天驗證效果進行總結。并將出現的問題進行探討分析，提出下一步整改思路。

（四）多板塊評價，提高評價合理性

課程評價是教學過程中的重要環節，客觀公正的評價方式，有助于提高學生學習的積極主動性；同時也能使師生雙方根據結果主動進行總結、反思，促進教學持續改進[5]。

在生產實訓的成績評定方式中，將個人總得分為參數設計得分占比30%，實際操作得分占比30%和實習報告評分占比40%等三部分。因此，在生產實訓成績的評價中，既有理論設計得分，也有實際操作得分，以及展示實習訓成果得分。多角度成績評定，綜合評價了學生生產實訓的水平，提高了評價的合理性。

四、教學效果

2016級焊接自動化專業方向學生的生產實訓課程中采用了項目實踐式教學法，收到良好效果，具體教學效果如下：

1.提高學生解決專業實踐問題的能力。生產實訓前期，學生根據項目任務，編制焊接、檢驗工藝。在編制工藝參數過程中，需大量查閱書籍、手冊等資料，以書本理論為依據，設定合適的參數。一方面鞏固了專業理論知識；另一方面，鍛煉了學生查閱資料解決實際專業問題的能力。

2.增強了學生實訓能動性。中后期的實際操作過程中，主要依據前期學生自己編制的工藝參數進行操作驗證。極大地提升了學生對實際操作結果的期待，同時也提升了學生探索的求知欲，由被動完成任務變成主動學習探索。

3.多學科應用，形成系統的專業知識框架。實訓的整個過程中，運用的理論知識涉及各門專業課程。學生將各類專業課程進行了一次梳理，形成了系統的專業知識框架。通過理論與實踐相結合，也清晰地了解各專業課的主要作用。經過學生自己完成項目的設計與操作，解決焊接實際問題，提高了學生專業素養，提升學生課程獲得感[4]。

五、結束語

通過項目實踐式教學法在生產實訓中的應用。

1.讓學生以“項目主管”的角色整體把控，設計項目內容、參數等。運用專業理論知識，大量查閱資料，充分鍛煉學生解決實際問題的能力。

2.并以“項目執行者”的角色去實際完成項目，提高了學生對驗證結果的關注度，增強了學生實訓的積極性。

3.還以“項目管理者”的角色去驗收評價項目質量。各類專業學科的交叉應用于一個項目中，形成了清晰的系統連貫性的專業知識框架。

生產實踐中的項目應用于學生生產實訓中，其學習自主性、探究性及實踐性等特征[5]，極大地提高了學生解決實際問題的的能力，提升了學生學習積極主動性，增強了學生專業自信心。