“新工科”建設(shè)下應(yīng)用型本科教學(xué)方法探討

高雙勝，國旭明，莫春立，張占偉

摘要：目前“新工科”建設(shè)正進(jìn)入越來越多高校的視野，新工科建設(shè)的核心定位是“人才質(zhì)量”?！逗附臃椒ㄅc設(shè)備》課程是焊接專業(yè)的核心課程之一，本課程教學(xué)采用了多媒體、blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及融入項(xiàng)目討論等教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提升學(xué)生的實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生參加全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽，提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，達(dá)到滿意的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：焊接方法與設(shè)備；多媒體；blackboard教學(xué)平臺(tái)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；教學(xué)方法

2017年2月以來，“新工科”建設(shè)正在進(jìn)入越來越多高校的視野，新工科建設(shè)的核心定位是“人才質(zhì)量”。而應(yīng)用型本科院校作為區(qū)域人才培養(yǎng)的重要基地，其人才培養(yǎng)的質(zhì)量直接關(guān)系到高校本身和地方的建設(shè)和發(fā)展。

焊接技術(shù)作為一種材料永久連接的技術(shù)，是制造業(yè)中材料加工的重要工藝之一，在核能、航空航天、電力、微電子技術(shù)、石油化工、汽車船舶等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在推動(dòng)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。

《焊接方法與設(shè)備》課程是高等院校材料成型及控制工程專業(yè)（或焊接方向）的一門核心課程，在構(gòu)筑學(xué)生專業(yè)理論基礎(chǔ)和培養(yǎng)學(xué)生焊接工程實(shí)踐能力方面起著重要作用。該課程課堂講授內(nèi)容主要包括電弧物理基礎(chǔ)、熔滴過渡、焊縫成形、電弧自動(dòng)控制、常規(guī)熔焊方法原理、焊接工藝基本知識(shí)以及部分高能束流焊接方法。課程內(nèi)容豐富、覆蓋面廣、理論性強(qiáng)，涉及到電工、金屬學(xué)、材料連接原理等基礎(chǔ)課程；實(shí)踐性更強(qiáng)，制作一個(gè)產(chǎn)品，可選擇的焊接工藝方案和設(shè)備很多，所制定焊接工藝的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命和價(jià)值，而一個(gè)合理的工藝方案必須依靠長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累起來的。

我院《焊接方法與設(shè)備》課程共計(jì)48學(xué)時(shí)，其中課堂講授42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)。教學(xué)任務(wù)重且課時(shí)有限，相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資深技師短缺，為保證教學(xué)質(zhì)量，我們從多方面對(duì)該課程的教學(xué)方法和手段進(jìn)行了探討和研究。

1采用多媒體教學(xué)，整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

為了保證在較短的時(shí)間內(nèi)能學(xué)到更多的知識(shí)，在課堂中充分利用多媒體教學(xué)，通過視頻、動(dòng)畫、彩圖、聲音等提高教學(xué)內(nèi)容的趣味性，使得深?yuàn)W抽象的知識(shí)點(diǎn)更加直觀、具體、生動(dòng)、形象，又符合90后學(xué)生的興趣取向，可以充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。例如：在傳統(tǒng)的教學(xué)中，由于電弧和熔池抓不到、摸不著，觀察也比較困難，講解電弧基礎(chǔ)知識(shí)就是一難點(diǎn)，但借助高速攝像儀、仿真和動(dòng)畫演示，可以輕而易舉地化解這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，而且事半功倍。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。由于課程內(nèi)容繁多、理論性強(qiáng)，一味地將書本上的內(nèi)容照搬到PPT上，則違背了多媒體教學(xué)的初衷，教學(xué)效果“換湯不換藥”。因此，教學(xué)內(nèi)容必須以應(yīng)用為核心，以“精、簡(jiǎn)、易”為原則，著重講熔焊部分（壓焊和釬焊部分后序開設(shè)專門的課程），突出“焊接原理、特點(diǎn)及應(yīng)用—焊接設(shè)備—焊接材料—焊接工藝—焊接實(shí)例”這條主線，合理分配學(xué)時(shí)，整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并在教學(xué)中融入一些國內(nèi)外新穎的焊接素材，提高教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和實(shí)用性，進(jìn)一步保證教學(xué)效果。

2利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，促進(jìn)多元化教學(xué)

由于教學(xué)任務(wù)重且課時(shí)有限，要想在課堂上把知識(shí)點(diǎn)講透是完全不夠的。我院充分利用blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)《焊接方法與設(shè)備》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，教師和學(xué)生可以在任何方便的時(shí)間和地點(diǎn)瀏覽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容、獲取資源、實(shí)施教學(xué)，進(jìn)行實(shí)時(shí)交流和互動(dòng)、考核和評(píng)價(jià)。

同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，采用“行動(dòng)導(dǎo)向、項(xiàng)目教學(xué)”、“小組學(xué)習(xí)”等教學(xué)方法，真正做到以學(xué)生為主體，以問題為中心的師生互動(dòng)。例如：在講完TIG、MIG、MAG、CO2焊相關(guān)內(nèi)容時(shí)，有意識(shí)地設(shè)置綜合性問題“把四種氣體保護(hù)焊接方法的原理、特點(diǎn)、焊接材料及其應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比”，要求學(xué)生分組梳理總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，形成各種有利于學(xué)習(xí)和記憶的圖表，并進(jìn)行討論完善。這樣不僅可以引導(dǎo)學(xué)生去研究和討論問題，還加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)還檢測(cè)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并及時(shí)反饋給教師。

3以興趣為導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

本課程是一門需要通過實(shí)踐來加強(qiáng)理論知識(shí)理解的專業(yè)課程，我院教師在教學(xué)過程中除了融人大量焊接實(shí)例來講授外，還開展了部分章節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。例如：在實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)，講解埋弧焊相關(guān)知識(shí)，從埋弧焊的操作演示—設(shè)備及工作原理—焊接過程和原—埋弧焊的特點(diǎn)—焊接材料—應(yīng)用和工藝。循著這條線講下去，知識(shí)傳授得很直觀具體，且不乏系統(tǒng)性和連貫性。

另外，我院還通過一些開放性實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行輔助教學(xué)，以興趣為導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，把電弧焊、CO2焊、氣焊與氣割實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放。學(xué)生自主設(shè)計(jì)作品提交相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，審核通過后，實(shí)驗(yàn)室提供材料進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，教師對(duì)有潛質(zhì)的學(xué)生重點(diǎn)培養(yǎng)，推薦參加全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新競(jìng)賽。

此外，還通過智能焊接平臺(tái)—弧焊領(lǐng)域的智能模擬培訓(xùn)系統(tǒng)來對(duì)學(xué)生進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的技能操作培訓(xùn)，不僅節(jié)省了人力和耗材成本，且清潔安靜的環(huán)境減少了可能的傷害，提升了學(xué)生的認(rèn)知和練習(xí)興趣，培訓(xùn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化，提升了學(xué)院的教育形象。

鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，對(duì)有想法的學(xué)生提供必要的經(jīng)費(fèi)支持，并由教師親自指導(dǎo)完成項(xiàng)目，并撰寫學(xué)術(shù)論文或?qū)＠?，起到很好的鍛煉作用，?duì)其日后工作大有裨益。

4 科研融入教學(xué)，開拓視野、學(xué)以致用

將任課教師的科研項(xiàng)目、最新研究成果、科研學(xué)術(shù)論文融入到教學(xué)中，把科研中獲得的最新知識(shí)和信息、積累的經(jīng)驗(yàn)傳遞給學(xué)生，給予學(xué)生技術(shù)前沿的引導(dǎo)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提高課程教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，把教師的科研項(xiàng)目和典型的焊接實(shí)例帶入課堂融入到教學(xué)中，剖析其中涉及的理論知識(shí)，制定解決方案，分組討論，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維和表達(dá)能力，以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提高。這種教學(xué)方式不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)造性個(gè)性，提高學(xué)生創(chuàng)新性的想象力、判斷力、思維能力和實(shí)踐能力，并發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新才能和創(chuàng)造潛能，為今后走向社會(huì)能夠持續(xù)創(chuàng)造性地工作并取得良好的業(yè)績打下比較扎實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)于一些肯干、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，鼓勵(lì)其業(yè)余時(shí)間參與到教師的科研項(xiàng)目中，并給予一定的酬勞。

5參加全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽斬獲佳績

教改過程中，由中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)焊接學(xué)科教學(xué)委員會(huì)、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)焊接與連接國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主辦的“第二屆全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽”在河北科技大學(xué)舉行。全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽是面對(duì)全國高等院校焊接技術(shù)與工程、材料成型及控制工程及其相關(guān)專業(yè)舉辦的科技創(chuàng)新大賽，通過對(duì)參賽作品、輔助裝置、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)軟件等各方面的制作，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，強(qiáng)化了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，為培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用技術(shù)人才奠定了良好基礎(chǔ)。大賽吸引了哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)、大連交通大學(xué)和北京工業(yè)大學(xué)等39所高校的焊接專業(yè)大學(xué)生參加，可謂強(qiáng)手如林。為了展現(xiàn)我校學(xué)生創(chuàng)新能力，在教務(wù)處的大力支持下，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院焊接專業(yè)從2017年1月開始，積極準(zhǔn)備，層層遴選，最終組織了3支隊(duì)伍參加本次大賽“固定命題”“自選題目”的競(jìng)賽項(xiàng)目。經(jīng)過參賽同學(xué)的積極努力，由徐榮正和馬琳兩位老師指導(dǎo)的題為《基于鋅夾層的鋁銅攪拌摩擦搭接焊接》項(xiàng)目獲得二等獎(jiǎng)，由國旭明和張占偉兩位老師指導(dǎo)的題為《中厚板高強(qiáng)鋼高效等離子-MIG復(fù)合焊接工藝》項(xiàng)目獲得三等獎(jiǎng)，由莫春立老師指導(dǎo)的題為《抗壓結(jié)構(gòu)》項(xiàng)目獲得了三等獎(jiǎng)，3組共計(jì)12名學(xué)生參賽，體現(xiàn)了出了當(dāng)代大學(xué)生的精神風(fēng)貌。這些成績的取得是本課程教改成果的最好體現(xiàn)。目前我們正在積極準(zhǔn)備下一屆大賽，以期取得更好的成績。

綜上所述，采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及融入項(xiàng)目討論等教學(xué)方法各有特色，但實(shí)施過程中，教師需要投入很大的精力去提高自身專業(yè)素質(zhì)、搜集素材備課、組織和實(shí)施教學(xué)。因此，實(shí)施過程中要合理綜合運(yùn)用，才能發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。日后我院任課教師將對(duì)本課程的教學(xué)改革作進(jìn)一步的研究和探索，尋找最合適、最有效的教學(xué)方法，保證“新工科”建設(shè)下應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)質(zhì)量。經(jīng)過全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽的洗禮，使學(xué)生更加自信，也更加熱愛自己所學(xué)的專業(yè)，對(duì)專業(yè)的發(fā)展大有裨益，參賽學(xué)生的良好表現(xiàn)以及參賽后將所見所聞傳達(dá)給學(xué)弟學(xué)妹，能起到良好的榜樣作用。

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編輯∕岳鳳