“精準(zhǔn)示教法”對(duì)自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究

曲芳+郝帥+葛升平+苑鵬濤+劉春憲+于海波+高路

摘要： 針對(duì)學(xué)校自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生工程訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)的學(xué)習(xí)程度不能整齊劃一，學(xué)生接受程度快慢不等的現(xiàn)狀，采用“精準(zhǔn)示教”的教學(xué)方法，分小組、分批次、分模塊的實(shí)施學(xué)生的精準(zhǔn)示教，讓每一名學(xué)生都有親自動(dòng)手實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，且實(shí)踐內(nèi)容可供學(xué)生自行選擇、調(diào)用，也可讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，給予一定加分的同時(shí)，提高和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，節(jié)約生產(chǎn)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)。

Abstract： In view of the fact that the degree of learning that occurs during the course of engineering training for automatic welding students in our university can not be uniform and the students' acceptance is high or low， the teaching methods of precise teaching are adopted to implement students in groups， batches and sub-content precision teaching， so that each student has hands-on opportunities， and practical content for students to choose or transfer， you can also allow students to design their own course content， to give points while improving and exercising students' innovative ability to save production internship funds.

關(guān)鍵詞： 精準(zhǔn)示教；自動(dòng)化焊接；創(chuàng)新能力；虛擬仿真；實(shí)踐

Key words： precision teaching；automatic welding；innovative ability；virtual simulation；practice

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）08-0258-02

0 引言

目前，我校自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生在工程訓(xùn)練過(guò)程中普遍采用K5示教法來(lái)模擬實(shí)際焊接環(huán)節(jié)，這一示教法對(duì)學(xué)生沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)育人”，使得部分學(xué)的快的同學(xué)無(wú)事可做，而學(xué)的慢的同學(xué)卻沒(méi)能及時(shí)掌握實(shí)踐操作內(nèi)容。針對(duì)這一現(xiàn)狀，擬采用“精準(zhǔn)示教”的教學(xué)方法，改變教學(xué)內(nèi)容安排，有針對(duì)性的一對(duì)一定制教學(xué)，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)校的“精準(zhǔn)育人”目標(biāo)。

1 由“精準(zhǔn)育人”過(guò)渡到“精準(zhǔn)示教”

1.1 “精準(zhǔn)育人”辦學(xué)理念提出的背景及內(nèi)涵

自2016年，學(xué)校圍繞建設(shè)特色鮮明的高水平應(yīng)用型科技大學(xué)的目標(biāo)，提出一種“精準(zhǔn)育人”的教學(xué)理念。這一理念的內(nèi)涵可以說(shuō)是對(duì)育人工作的一種態(tài)度、一種想法和一種思維方式。是對(duì)學(xué)校多年來(lái)現(xiàn)實(shí)教育工作的反思和度量，可以催生積極的精神狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造活力。實(shí)施過(guò)程中的具體措施包括：日常管理的精細(xì)化、教師育人的精心化、教學(xué)方案的精準(zhǔn)化、育人過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)化、管理服務(wù)的人性化和人才培養(yǎng)體系及培養(yǎng)方案的科學(xué)化。是一種全方位統(tǒng)籌化的育人新格局，更是讓高等工程教育系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。“精準(zhǔn)育人”理念的提出是學(xué)校更名大學(xué)之后提升發(fā)展內(nèi)涵的重要舉措，是對(duì)育人工作提出的更高的要求。

1.2 由“精準(zhǔn)育人”到“精準(zhǔn)示教”的過(guò)渡

為了積極響應(yīng)學(xué)?！熬珳?zhǔn)育人”的號(hào)召，在筆者所擔(dān)當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化自動(dòng)化焊接工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，采用“精準(zhǔn)示教”的方法，分小組、分批次、分模塊的實(shí)施學(xué)生的精準(zhǔn)示教，讓每一名學(xué)生都有親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，且針對(duì)學(xué)生接受能力的快慢、個(gè)人對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意愿和將來(lái)就業(yè)需求來(lái)選定實(shí)踐內(nèi)容和實(shí)踐項(xiàng)目。在實(shí)現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)育人的同時(shí)，還能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。且在課程中引入課堂競(jìng)賽和推薦學(xué)生參加畢業(yè)實(shí)習(xí)等內(nèi)容，增加學(xué)生的求知欲望和求知興趣。

所謂“精準(zhǔn)示教”是在自動(dòng)化焊接工程訓(xùn)練時(shí)，利用奧地利RTI330型自動(dòng)化焊接機(jī)械手配套的K5示教器編程，模擬演示自動(dòng)化焊接的整個(gè)過(guò)程，并進(jìn)行重復(fù)的位姿再現(xiàn)，以模擬仿真的方式替代實(shí)際焊接。采用“精準(zhǔn)示教”的方法，分小組、分批次、分模塊的實(shí)施學(xué)生的課程內(nèi)容，讓每一名學(xué)生都有親自動(dòng)手實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，且實(shí)踐內(nèi)容可供學(xué)生自行選擇、調(diào)用，也可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，給予一定加分的同時(shí)，提高和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，節(jié)約生產(chǎn)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)。

1.3 “精準(zhǔn)示教”教學(xué)內(nèi)容的精細(xì)化設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)生接受能力的快慢、個(gè)人對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意愿和將來(lái)就業(yè)需求來(lái)選定或自行設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容和實(shí)踐項(xiàng)目。其中：實(shí)踐內(nèi)容分為普通區(qū)和拔高區(qū)、解決校內(nèi)自動(dòng)化焊接實(shí)際問(wèn)題或解決企業(yè)疑難問(wèn)題、做理論題或上機(jī)實(shí)踐題、實(shí)機(jī)仿真或軟件仿真和創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等幾類不同模塊，如圖1所示。這些模塊可供學(xué)生選擇、調(diào)用、自由組合。也可以啟發(fā)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容或解決生產(chǎn)及生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題，根據(jù)解決問(wèn)題的大小給予加分。且在完成時(shí)間上實(shí)現(xiàn)彈性學(xué)時(shí)，完成快的同學(xué)可以1節(jié)課或是2節(jié)課結(jié)課，完成慢的同學(xué)可以4節(jié)課或8節(jié)課結(jié)課。如果沒(méi)有學(xué)會(huì)的同學(xué)可以跟著下一輪工程訓(xùn)練繼續(xù)學(xué)習(xí)，直到學(xué)懂、學(xué)會(huì)、學(xué)滿意為止。

其中，普通區(qū)實(shí)踐內(nèi)容包括：基礎(chǔ)的直線焊縫自動(dòng)化編程、圓弧焊縫自動(dòng)化編程、T字型焊縫自動(dòng)化編程；拔高區(qū)包括：多層多道焊縫自動(dòng)化編程、啟動(dòng)外部軸參與自動(dòng)化焊接、程序塊的整體復(fù)制、粘貼、插入和刪除、機(jī)器人軸6軸校正。解決校內(nèi)實(shí)際問(wèn)題包括：CO2 氣體保護(hù)焊、鎢極氬弧焊、Ar和CO2 混合氣體保護(hù)焊、點(diǎn)焊、平焊、橫焊、立焊和仰焊；解決企業(yè)疑難問(wèn)題包括：庫(kù)程序調(diào)用、噴嘴尋找電弧傳感程序、機(jī)器人6軸和外部軸2軸共同參與自動(dòng)化焊接。理論題包括：自動(dòng)化焊接參數(shù)設(shè)計(jì)、電流電壓的選擇、程序步點(diǎn)類型的選擇、程序編寫(xiě)的步驟、機(jī)器維修保養(yǎng)時(shí)間等；上機(jī)實(shí)踐題包括：所有編制的程序上機(jī)示教演示操作。實(shí)機(jī)仿真包括：利用學(xué)校實(shí)訓(xùn)中心的RTI330型自動(dòng)化焊接機(jī)械手模擬焊接過(guò)程；軟件仿真包括：利用自動(dòng)化焊接機(jī)械手訓(xùn)練室3DMAX軟件中的虛擬機(jī)械手，在離線的K5示教器上虛擬仿真程序，并優(yōu)化改進(jìn)程序中出現(xiàn)的問(wèn)題。創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括：學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)，自行設(shè)計(jì)自動(dòng)化焊接課程內(nèi)容，或解決生產(chǎn)及生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題，編制程序，設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝。

2 創(chuàng)新能力對(duì)于自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生的重要性

2.1 自動(dòng)化焊接專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)決定

自動(dòng)化焊接指在沒(méi)有人參與的情況下，采用具有自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、檢測(cè)、加工的機(jī)器設(shè)備，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)化焊接作業(yè)的技術(shù)方法。自動(dòng)化焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對(duì)于交通運(yùn)輸工具來(lái)說(shuō)可以減輕自重，節(jié)約能量。自動(dòng)化焊接的密封性好，適于制造各類容器。發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使自動(dòng)化焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合，可以制成大型、經(jīng)濟(jì)合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益很高。采用自動(dòng)化焊接工藝能有效利用材料，自動(dòng)化焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長(zhǎng)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。

其目的在于增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本和勞動(dòng)強(qiáng)度、保障生產(chǎn)安全等，自動(dòng)化焊接程度已成為衡量一個(gè)現(xiàn)代化國(guó)家科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，在現(xiàn)代工業(yè)中是一種不可缺少而且是日益重要的一種加工工藝方法。因此，只有不斷的提高和改進(jìn)自動(dòng)化焊接的工藝和方法，才能夠提高我國(guó)工業(yè)建設(shè)的水平和實(shí)力，促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。

2.2 創(chuàng)新能力可以有效提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

“精準(zhǔn)示教”教學(xué)內(nèi)容中“解決企業(yè)疑難問(wèn)題”和“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”這兩個(gè)環(huán)節(jié)中，通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)、組合、調(diào)用自動(dòng)化焊接課程內(nèi)容和解決企業(yè)一線自動(dòng)焊接疑難問(wèn)題，如庫(kù)程序調(diào)用、噴嘴尋找電弧傳感程序、機(jī)器人6軸和外部軸2軸共同參與自動(dòng)化焊接等，成功實(shí)現(xiàn)了高等學(xué)校與企業(yè)合作，將教學(xué)延伸到企業(yè)，又將企業(yè)中的實(shí)際問(wèn)題反映到課堂教學(xué)中。同時(shí)，在學(xué)生自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力是一種極大的提高，并借助加分和競(jìng)賽的形式，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與探索精神[1]，在創(chuàng)新過(guò)程中對(duì)于新的設(shè)計(jì)工藝和設(shè)計(jì)方法鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)專利，并幫助修改和撰寫(xiě)專利申請(qǐng)文件。這一做法，有利于增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的自信心和自豪感，對(duì)于高校對(duì)學(xué)生的教育培養(yǎng)具有一定的指導(dǎo)作用[2]。同時(shí)，我中心定期邀請(qǐng)企業(yè)一線的技術(shù)工人與學(xué)生面對(duì)面交流，讓學(xué)生真正做到“零距離”感受職場(chǎng)。并向?qū)W生傳授最鮮活、最前沿的焊接工藝和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生解決課堂上的困惑，并為將來(lái)進(jìn)入職場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。

3 “精準(zhǔn)示教法”對(duì)我校自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用與成效

從2016年開(kāi)始，圍繞學(xué)校辦學(xué)特色，利用學(xué)校實(shí)訓(xùn)中心的自動(dòng)化焊接機(jī)械手設(shè)備對(duì)于自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程訓(xùn)練培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)了2年的實(shí)際應(yīng)用，在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理等四個(gè)方面實(shí)施精準(zhǔn)示教，對(duì)學(xué)生實(shí)施精準(zhǔn)培養(yǎng)，取得的效果也是喜人的。至今畢業(yè)的兩屆自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生，深受各大企業(yè)的青睞和歡迎，已畢業(yè)的學(xué)生共80名，分別就業(yè)于三一重型裝備有限公司、哈飛工業(yè)有限責(zé)任公司、航天科工哈爾濱風(fēng)華有限公司等企業(yè)，一次就業(yè)率100%，其中39人簽約中國(guó)500強(qiáng)以上企業(yè)，占畢業(yè)生人數(shù)的48.8%，就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量均處于學(xué)校先進(jìn)水平，中心連續(xù)2年被學(xué)校授予就業(yè)“特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

通過(guò)近兩年的實(shí)踐證明，“精準(zhǔn)示教法”對(duì)學(xué)校自動(dòng)化焊接專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的、是成功的。且這一“精準(zhǔn)示教”的過(guò)程，既是一個(gè)理念、一個(gè)目標(biāo)，更是一個(gè)過(guò)程、一個(gè)追求，有利于培養(yǎng)“思想道德素質(zhì)高、實(shí)踐能力強(qiáng)”的高素質(zhì)人才[4-5]，就實(shí)際應(yīng)用的效果來(lái)看是有效的。

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