適應(yīng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的焊接技術(shù)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

徐磊　張建軍　魏曉偉

摘要：通過分析教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”內(nèi)容，結(jié)合學(xué)院焊接技術(shù)與工程專業(yè)原有培養(yǎng)模式與卓越計(jì)劃高度契合的特點(diǎn)，針對目前的培養(yǎng)方式不能很好地滿足卓越工程師培養(yǎng)要求的現(xiàn)狀，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等環(huán)節(jié)對該專業(yè)培養(yǎng)方案改革進(jìn)行了研究，全面提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的焊接工程技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；焊接技術(shù)與工程；培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）17-0102-02

針對我國工程教育大而不強(qiáng)、多而不精，尤其是工程學(xué)科高等教育畢業(yè)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力薄弱的現(xiàn)狀，推進(jìn)高等工程教育改革勢在必行。面對這樣的形勢，我國教育部啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”），提出三點(diǎn)要求：一是企業(yè)需深度參與工程人才培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程和創(chuàng)新能力。根據(jù)以上三點(diǎn)，卓越工程師培養(yǎng)應(yīng)設(shè)定在學(xué)校和企業(yè)之間聯(lián)合進(jìn)行，并盡可能引入第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行模塊化和定向培養(yǎng)，其中，教師能力培養(yǎng)、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容安排和教學(xué)環(huán)節(jié)的銜接是人才培養(yǎng)的重要元素，是能否培養(yǎng)出卓越人才的關(guān)鍵。西華大學(xué)焊接技術(shù)與工程專業(yè)的前身為焊接工藝及設(shè)備專業(yè)，1991年開始招收專科生，1997年招收本科生，1999根據(jù)教育部專業(yè)設(shè)置要求，與鑄造工藝與設(shè)備、模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)合并成成立材料成型及控制工程專業(yè)。2012年經(jīng)教育部批準(zhǔn)，我校焊接專業(yè)從材料成型及控制工程專業(yè)中分離出來，設(shè)置焊接技術(shù)與工程專業(yè)。焊接技術(shù)與工程專業(yè)與生產(chǎn)應(yīng)用緊密相關(guān)，其實(shí)踐性非常強(qiáng)，符合“卓越計(jì)劃的培養(yǎng)理念”，為了進(jìn)一步深入配合“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，對本專業(yè)課程安排、教學(xué)模式、考核方式三個(gè)方面進(jìn)行思考和探索。

一、“焊接技術(shù)與工程”專業(yè)特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

焊接技術(shù)與工程專業(yè)是涉及了材料、力學(xué)、自動(dòng)控制等學(xué)科的交叉性學(xué)科，這就需要學(xué)生掌握三門學(xué)科的基本理論知識(shí)，并在焊接技術(shù)與工程專業(yè)中靈活運(yùn)用，如：焊接過程是一個(gè)復(fù)雜、影響因素諸多的金屬融化和凝固成型過程，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮母材、焊材、焊接方法，還要考慮不同的零件結(jié)構(gòu)及其焊接工藝參數(shù)的影響，要想真正掌握并靈活應(yīng)用須具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我校焊接專業(yè)課程教學(xué)仍然是重理論、輕實(shí)踐，雖然前期開展了一定的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，但學(xué)生的理論及實(shí)踐能力的培養(yǎng)仍顯不足。主要表現(xiàn)在：（1）教學(xué)方式單一，授課方式仍采用“填鴨式”教學(xué)方法，不能很好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致教學(xué)過程缺乏學(xué)生的參與，不利于學(xué)生自身能力的培養(yǎng)。（2）教材內(nèi)容理論脫離實(shí)踐、應(yīng)用實(shí)例少，學(xué)生在進(jìn)行焊接實(shí)踐時(shí)無從下手。（3）課程實(shí)驗(yàn)主要為演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生參與程度不夠，興趣不高，難以真正地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。（4）各門課程的考核仍以閉卷的書面形式進(jìn)行，以考察基礎(chǔ)理論知識(shí)為主。以上四點(diǎn)教學(xué)和考核方式均不利于卓越工程師的培養(yǎng)，不能滿足“卓越計(jì)劃”對工程能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)化培養(yǎng)的要求。

二、卓越工程師培養(yǎng)理念下的課程教學(xué)改革

（一）專業(yè)教學(xué)內(nèi)容改革

根據(jù)“卓越計(jì)劃”的特點(diǎn)與要求，從工程實(shí)際出發(fā)對本專業(yè)培養(yǎng)模式提出幾點(diǎn)建議，擬改變傳統(tǒng)的重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)思路，同時(shí)吸收職業(yè)資格考試的相關(guān)內(nèi)容并與教材的內(nèi)容結(jié)合起來，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。根據(jù)焊接技術(shù)與工程專業(yè)的特點(diǎn)增加典型焊接件工藝設(shè)計(jì)實(shí)例。使學(xué)生能夠通過實(shí)例掌握產(chǎn)品的焊接工藝設(shè)計(jì)步驟及方法。根據(jù)焊接技術(shù)與工程專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合本學(xué)院本專業(yè)特點(diǎn)，明確提出將本科畢業(yè)生培養(yǎng)成為技術(shù)和技能型人才的目標(biāo)，圍繞上述目標(biāo)，為了讓學(xué)生能夠牢固地掌握理論基礎(chǔ)，靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，將培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，把授課以及實(shí)踐內(nèi)容分為三大模塊：焊接理論基礎(chǔ)知識(shí)、焊接工程師必備專業(yè)知識(shí)以及行業(yè)企業(yè)相關(guān)內(nèi)容的實(shí)踐。通過三部分教學(xué)模塊相互配合，使學(xué)生及時(shí)鞏固焊接基本理論的同時(shí)加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。

（二）課程教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

1.采用多元化教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生興趣。教學(xué)時(shí)將實(shí)物展示給學(xué)生，并采用啟發(fā)法及課堂討論的方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。例如在講述焊接接頭的三個(gè)重要分區(qū)時(shí)，向?qū)W生展示一個(gè)典型的對接焊接接頭工件實(shí)物，并采用低倍組織顯示區(qū)分三個(gè)區(qū)域，學(xué)生可以獲得直觀的感受，同時(shí)，教師提出幾個(gè)組織與性能方面的思考問題引導(dǎo)發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對焊接接頭組織和性能的不均勻性進(jìn)行深入的思考，討論其不均勻性的成因和影響因素，完成直觀認(rèn)識(shí)后引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想相關(guān)熱處理學(xué)理論，樹立工藝—組織—性能之間緊密關(guān)系的思想，讓學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系各個(gè)知識(shí)點(diǎn)并參與教學(xué)。

2.多媒體教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。采用視頻、圖片、動(dòng)畫等展現(xiàn)具體教學(xué)內(nèi)容，使教師擺脫了講臺(tái)上課堂內(nèi)對空間和時(shí)間的束縛，進(jìn)一步擴(kuò)展學(xué)生認(rèn)知的廣度與深度。多媒體可以清晰生動(dòng)地展現(xiàn)某些復(fù)雜的過程，激發(fā)學(xué)生的觀察力，并促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，想象這一變化的機(jī)理，增加知識(shí)之間的邏輯聯(lián)系，有利于認(rèn)知思維的深化與發(fā)展，更有利于增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。通過搜集、制作焊接工藝方面的圖片、動(dòng)畫，豐富該課程的多媒體課件，在理論教學(xué)的同時(shí)聯(lián)系具體實(shí)例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在講授焊接氫致裂紋的成因時(shí)，如采用板書教學(xué)來講述其影響因素，則顯枯燥并且不易掌握，如采用Flash動(dòng)畫的形式描述氫原子擴(kuò)散或者化學(xué)反應(yīng)的過程導(dǎo)致氫脆或氫腐蝕現(xiàn)象，則可清楚、直觀地看到裂紋的形成過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生快速掌握相關(guān)內(nèi)容。采用這種方式將單純的聽覺語言轉(zhuǎn)換為視聽同步的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生理解更加輕松，降低了基本理論知識(shí)的枯燥感，從而提高教學(xué)效率和效果。

3.課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，焊接專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)，但現(xiàn)有的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，難以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。將數(shù)字技術(shù)如：焊接過程模擬有限元軟件引入課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，使之應(yīng)用于實(shí)際焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，通過焊接工藝過程模擬，可以更加直觀體會(huì)焊接工藝參數(shù)對焊接過程的影響作用，如焊接電流、電壓、焊接速度、坡口形式等對焊接過程的直接影響作用。比如：焊接工藝課程采用SYSWELD軟件開展焊接速度對熱輸入的影響，速度的快慢對熱影響區(qū)的寬度，焊縫及其熱影響區(qū)的溫度梯度等會(huì)產(chǎn)生顯著影響，通過模擬軟件直觀地顯示溫度場、應(yīng)力場和應(yīng)變場，給學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)。通過增加這種實(shí)驗(yàn)改革的方式，達(dá)到提高學(xué)生對理論知識(shí)的深入理解并結(jié)合先進(jìn)技術(shù)手段加以應(yīng)用的目的。將原理與模擬相結(jié)合的教學(xué)手段對加強(qiáng)學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)焊接工藝設(shè)計(jì)原理具有較好的效果。通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革，可極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，扎實(shí)掌握基礎(chǔ)理論，提高設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。endprint

4.基于校企合作實(shí)現(xiàn)實(shí)踐研究型教學(xué)，企業(yè)優(yōu)秀工程師、技術(shù)和管理人員都具備豐富的實(shí)踐技能和工程經(jīng)驗(yàn)，聘請優(yōu)秀工程技術(shù)骨干承擔(dān)課堂及課外教學(xué)任務(wù)，講解具體焊接工藝規(guī)程的編制、焊接工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)等，使得學(xué)生更容易了解和掌握本專業(yè)的現(xiàn)場技術(shù)。通過將技術(shù)骨干請進(jìn)來的方式彌補(bǔ)大學(xué)教師在實(shí)際工程領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的不足，從而提高學(xué)生的職業(yè)技能認(rèn)知水平。卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃要求在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐的過程中做到課堂上的教學(xué)理論與課堂外的生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。結(jié)合本專業(yè)的情況，鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校及企業(yè)的科研項(xiàng)目，特別是本科畢業(yè)設(shè)計(jì)方面，做到學(xué)有所用，積極聯(lián)合企業(yè)結(jié)合具體問題開展工作。學(xué)生在參與實(shí)際科研項(xiàng)目的過程中，通過對現(xiàn)場問題的直觀了解，提取來自現(xiàn)場的工程問題，結(jié)合查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并提升為科學(xué)問題，從而反饋至理論學(xué)習(xí)中的相關(guān)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力。

（三）專業(yè)課程及實(shí)踐課程考核方式改革

目前，專業(yè)課程的考核方式為通過閉卷考試考查學(xué)生對理論知識(shí)的掌握程度，缺乏對實(shí)踐內(nèi)容及行業(yè)規(guī)范的考核。結(jié)合卓越工程師的培養(yǎng)要求，焊接工程師為從事開發(fā)、定制焊接工藝，指導(dǎo)工人作業(yè)，維護(hù)焊接設(shè)備的專業(yè)技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)采用多種考核方式，考核以期中、末理論考試為基礎(chǔ)，并將以上考核內(nèi)容延伸到現(xiàn)場實(shí)踐中，以發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力作為實(shí)踐考核指標(biāo)。基于以上思路，我院已經(jīng)成功開展了第一屆高級(jí)焊工培訓(xùn)，首次培訓(xùn)為期52天，共300個(gè)學(xué)時(shí)，其中理論課時(shí)140，實(shí)踐操作課時(shí)160，通過此次長課時(shí)、持久性的培訓(xùn)，將以往所學(xué)的理論與實(shí)際操作有機(jī)結(jié)合，在焊接理論及實(shí)際操作方面都受益匪淺。通過對實(shí)踐技能的考核方式改革，取得了較好的效果，參訓(xùn)學(xué)員均受到了用人單位的一致好評(píng)。

焊接技術(shù)與工程專業(yè)是急需培養(yǎng)卓越工程師的一門專業(yè)，通過對該專業(yè)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式以及教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，可以提高學(xué)生對理論的深入認(rèn)識(shí)水平，并提高工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，為高等學(xué)校卓越工程師的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

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