應(yīng)用型本科材料連接原理課程教學(xué)方法的探討

曹霞，姚君山，栗慧，張書權(quán)

（常州工學(xué)院機(jī)械與車輛工程學(xué)院，江蘇常州213002）

應(yīng)用型本科材料連接原理課程教學(xué)方法的探討

曹霞，姚君山，栗慧，張書權(quán)

（常州工學(xué)院機(jī)械與車輛工程學(xué)院，江蘇常州213002）

材料連接原理課程是焊接專業(yè)的重要專業(yè)課程之一。本課程教學(xué)采用了多媒體、blackboard教學(xué)平臺、以及綜合性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力，起到很好的教學(xué)和實(shí)踐效果。

焊接；材料連接原理；多媒體；blackboard教學(xué)平臺

焊接技術(shù)，又稱連接工程，是一種重要的材料加工工藝，廣泛應(yīng)用于石油化工、電力汽車船舶、航空航天、海洋工程、核動力工程、微電子技術(shù)等制造行業(yè)。在推動國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展科學(xué)事業(yè)上，焊接技術(shù)將起重要的作用［1］。

材料連接原理課程是應(yīng)用型本科學(xué)校焊接專業(yè)的一門核心課程，也是其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在整個專業(yè)教學(xué)中起著承上啟下的作用，完成了本課程的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生才開始具備對焊接知識體系的全面認(rèn)識，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)，因而本課程在專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)中占有重要的地位［2］。

材料連接原理課程的內(nèi)容以連接方法連接原理質(zhì)量影響因素及控制措施為主線，覆蓋現(xiàn)代材料連接加工中各種典型連接方法（熔化焊、壓力焊、釬焊、擴(kuò)散焊及膠接、機(jī)械連接等）的連接原理，著重講述金屬材料在熔焊條件下的物理和化學(xué)冶金方面的普遍性規(guī)律［3］，即焊接熱源及焊接溫度場，焊接熱循環(huán)，焊材的組成及作用，焊接化學(xué)冶金，焊縫及熱影響區(qū)的組織及性能、焊接裂紋的形成機(jī)理及其影響因素和控制措施，并以此作為培養(yǎng)學(xué)生科研能力的出發(fā)點(diǎn)，打開學(xué)生分析和解決問題的創(chuàng)新思路。

因此，材料連接原理課程內(nèi)容的廣泛性和重要性不言而喻，我院焊接專業(yè)該課程共計(jì)56學(xué)時，其中課堂講授52學(xué)時，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時。教學(xué)任務(wù)重且課時有限，所以進(jìn)行該課程的教學(xué)方法的改革和探討刻不容緩。

1　采用多媒體教學(xué)，精選教學(xué)內(nèi)容

該課程內(nèi)容繁多，且基礎(chǔ)理論性較強(qiáng)，一味地照本宣讀，對著教材上灰色的圖表，雖會用心解釋透徹，還是會使得該課程的講授和學(xué)習(xí)甚為枯燥乏味。如果采用傳統(tǒng)單一的滿堂灌的講授法，學(xué)生則可以在較短的時間內(nèi)獲得大量系統(tǒng)的理論知識，但會影響學(xué)生對知識的吸收和應(yīng)用，更難以激發(fā)他們對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，甚至?xí)a(chǎn)生對專業(yè)的畏難情緒和排斥心理。

為了保證在較短的時間內(nèi)能學(xué)到更多的知識，課堂教學(xué)中采用多媒體教學(xué)，通過視頻、動畫、彩圖、聲音等措施，來刺激學(xué)生的視覺和聽覺神經(jīng)，使所講的內(nèi)容更加直觀、具體、生動、形象，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)積極性，形成良性循環(huán)。例如：通過動畫演示焊接接頭的顯微組織、焊接缺陷的微觀機(jī)理等；通過視頻播放熔焊時熔池凝固和焊縫固態(tài)相變的演變過程，彌補(bǔ)了學(xué)校不具有高速攝像設(shè)備的硬件不足，又可以把整個熔池凝固和焊縫形成過程講解清楚，同時還可以介紹一些氣孔和裂紋的特征和形成機(jī)理等，使整個教學(xué)內(nèi)容更加系統(tǒng)和完善。

多媒體教學(xué)雖有很多優(yōu)勢，但其課堂教學(xué)質(zhì)量的保證，關(guān)鍵還在于授課老師所制作的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容是衡量教學(xué)質(zhì)量高低的關(guān)鍵性指標(biāo)，正確把握教學(xué)內(nèi)容是提高教學(xué)質(zhì)量和效率的重要前提［4］。

首先，緒論點(diǎn)睛尤為重要。我院由于學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前沒有任何的焊接基礎(chǔ)知識，所以在講授該課程時，必須做好專業(yè)導(dǎo)論的介紹。讓學(xué)生明白焊接專業(yè)未來的就業(yè)方向、本專業(yè)讀研和深造的研究方向、國內(nèi)一些知名院校在焊接領(lǐng)域的專長；介紹一些焊接結(jié)構(gòu)基本知識和焊接術(shù)語；并簡單介紹一些常見的焊接方法：手工電弧焊、鎢極氫弧焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊、埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊等；同時融入國內(nèi)外焊接前沿知識，如：航空航天和核工程行業(yè)的相關(guān)焊接實(shí)例，不僅能拓寬學(xué)生視野，更有利于激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

其次，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、明確側(cè)重點(diǎn)。以應(yīng)用為核心，以實(shí)用、實(shí)效為原則，刪減過時、落后的知識，引入最新研究成果，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容；突出“連接方法——連接原理——質(zhì)量影響因素及控制措施”這條主線，進(jìn)行學(xué)時的合理分配，在焊縫及熱影響區(qū)的組織及性能、焊接裂紋的形成機(jī)理及其影響因素和控制措施章節(jié)，可以設(shè)置實(shí)際生產(chǎn)中的典型案例教學(xué)，如：壓力容器、橋梁、航空航天、大型結(jié)構(gòu)件等常見的一些缺陷導(dǎo)致事故的原因分析和解決措施。

2　利用blackboard教學(xué)平臺，實(shí)現(xiàn)碎片式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

由于課時少，教學(xué)任務(wù)重，教學(xué)內(nèi)容廣而深。要想把知識點(diǎn)講全講透，完全靠課堂上有限的時間是完全不夠的。我院材料連接原理課程充分利用blackboard教學(xué)平臺，實(shí)現(xiàn)學(xué)生碎片式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。通過這個平臺，教師、學(xué)生可以在任何方便的時間瀏覽內(nèi)容、獲取資源、實(shí)施教學(xué)、實(shí)現(xiàn)彼此的交流和互動、考核和評價(jià)。同時通過增加學(xué)生自學(xué)過程的互動性，進(jìn)一步提高學(xué)生自學(xué)的意識、提升學(xué)習(xí)興趣，并利用視覺、聽覺及觸覺三方面的反饋來增強(qiáng)學(xué)生對知識的吸收。

任課教師按教學(xué)計(jì)劃上傳該課程相關(guān)的多媒體、視頻、網(wǎng)絡(luò)鏈接、例題講解等所有教學(xué)內(nèi)容，在blackboard教學(xué)平臺進(jìn)行有效的課程管理和交流互動。在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)章節(jié)的全部內(nèi)容后，任課教師必須合理、實(shí)時、人性化地布置作業(yè)并進(jìn)行批閱。作業(yè)分剛性和彈性兩部分，剛性部分基本是有標(biāo)準(zhǔn)答案的，彈性部分作業(yè)的布置格外用心。首先，要求學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)這些章節(jié)，其主要講述內(nèi)容是什么，可以在哪里應(yīng)用這些知識點(diǎn)；其次，由于授課知識點(diǎn)很多，要求學(xué)生實(shí)時形成知識點(diǎn)框架圖，和各種便于學(xué)習(xí)的歸類表格；再次，在焊接裂紋基本理論的講解部分，要求每個學(xué)生通過查閱焊接裂紋的相關(guān)文獻(xiàn)，就實(shí)際工程中各種焊接裂紋的研究現(xiàn)狀寫一篇課程論文。

3　開發(fā)綜合性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力

我院在材料連接原理課程教學(xué)中，通過積極開發(fā)綜合性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的鞏固和應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力。如：將傳統(tǒng)的簡單驗(yàn)證性焊條的制作及焊條工藝性能分析實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)散氫測定實(shí)驗(yàn)合并改革成綜合性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生分組就不同的金屬母材，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行焊條的配方和制作，并進(jìn)行焊條工藝性能、焊縫的力學(xué)性能分析及焊縫擴(kuò)散氫的測定。針對焊接時可能會出現(xiàn)穩(wěn)弧性能差、氣孔、裂紋等問題和力學(xué)性能數(shù)據(jù)，及時引導(dǎo)學(xué)生去思考其形成原因和改進(jìn)措施，進(jìn)行討論，如此反復(fù)進(jìn)行得出合理配方，形成實(shí)驗(yàn)小論文。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式無疑會增大任課老師和實(shí)驗(yàn)老師的工作強(qiáng)度，但會激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力，起到很好的教學(xué)和實(shí)踐效果，為以后的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。

4　結(jié)束語

綜上所述，采用多媒體、blackboard教學(xué)平臺、以及綜合性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法各有特色，在具體的教學(xué)實(shí)施過程中應(yīng)合理搭配、綜合運(yùn)用，才能發(fā)揮更大的優(yōu)勢。由于焊接技術(shù)發(fā)展的日新月異，日后本課程組的任課老師將進(jìn)一步提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務(wù)水平，對實(shí)踐環(huán)節(jié)以及學(xué)生評價(jià)考核體系作進(jìn)一步的研究和探索，不斷完善本課程建設(shè)。

［1］張文鉞.焊接冶金學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

［2］魏真，葉東.《焊接工藝學(xué)》教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.科技信息，2011，（19）:162-163》.

［3］王永東，周月波.《焊接冶金學(xué)》課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐［J］.北方經(jīng)貿(mào)，2012，（9）:157-158.

［4］畢鳳琴，張旭昀，王力霞.工程材料課程教學(xué)改革的實(shí)踐［J］.大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，26（5）：41-42.

A Discussion of Teaching Methods of Material Connection Principle Course for Application-Oriented Undergraduates

CAO Xia，YAO Jun-shan，LI Hui，ZHANG Shu-quan
（School of Mechanical&Vehicle Engineering，Changzhou Institute of Technology，Changzhou Jiangsu 213002，China）

Material connection principle course is one of the major courses of welding speciality.Different teaching methods such as multimedia teaching，blackboard education platform，and comprehensively innovative experiment teaching method are used in the course in hope of stimulating students sense of innovation and improving students ability to analyze and solve problems，thus improving the teaching and practice quality of the course.

welding；material connection principle；multimedia；blackboard education platform

G642

A

1672-545X（2016）08-0270-03

常州工學(xué)院《材料連接原理》專業(yè)核心課程建設(shè)。

曹霞（1973-），女，江蘇常州人，碩士，副教授，工程師，從事材料連接研究方向。