基于“一體化”教學(xué)的焊接課堂與實踐課程建設(shè)研究

樊宇 柳岸敏 陳正 徐杰 委福祥 任耀劍

《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》課程實踐性較強(qiáng)，要求學(xué)生具有較高的理論基礎(chǔ)與實際操作能力。如何將“一體化”教學(xué)應(yīng)用于該課程，使課堂教學(xué)方法與實驗教學(xué)方法有效結(jié)合，讓學(xué)生通過感官認(rèn)識促進(jìn)理論理解，真正調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。針對上述問題進(jìn)行深入討論，對基于焊接專業(yè)課堂與實踐課程建設(shè)進(jìn)行了具體的探索，為其他專業(yè)教育開發(fā)“一體化”課程教學(xué)提供了借鑒。

“一體化”焊接教學(xué)改革21世紀(jì)社會、經(jīng)濟(jì)與科技的迅猛發(fā)展，對高校提出了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的創(chuàng)新性人才”培養(yǎng)要求。課堂教學(xué)與實驗教學(xué)的有機(jī)結(jié)合正是學(xué)生基礎(chǔ)夯實，創(chuàng)造能力培養(yǎng)的重要途徑，不僅有助于深化對理論知識的理解和培養(yǎng)動手操作能力，也有助于學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。由于受傳統(tǒng)教學(xué)思想的束縛，長期以來國內(nèi)高校對實驗課程設(shè)置不盡合理，經(jīng)常與出現(xiàn)課堂教學(xué)脫節(jié)現(xiàn)象，傳統(tǒng)的重理論、輕實踐，重學(xué)術(shù)、輕技能，重應(yīng)試、輕素質(zhì)的傾向至今未能根本改觀。

《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》課程是我校按教育部面向21世紀(jì)工科本科人才培養(yǎng)模式改革要求而設(shè)置的基礎(chǔ)系列課程之一，是材料成型及控制工程專業(yè)的專業(yè)方向必修課之一。課程建設(shè)的指導(dǎo)思想是：在滿足研究型工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及模式的基本要求前提下，本著加強(qiáng)理論基礎(chǔ)、融通共性知識和拓寬知識而的原則，按照“基礎(chǔ)實、知識博、能力強(qiáng)素質(zhì)高”的總體目標(biāo)，加強(qiáng)學(xué)生分析能力、歸納能力和知識滲透能力的培養(yǎng)，研究制定了“開放式”的“現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備”教學(xué)大綱。本課程主要介紹電弧理論和具體焊接方法的原理、特性和特點，使學(xué)生明確掌握最基本的電弧知識以及該領(lǐng)域研究發(fā)展的最新成果，達(dá)到了解和掌握焊接電弧基礎(chǔ)理論、電弧特性、各種焊接方法、實際應(yīng)用等方面知識的目的。這門課程處于承上啟下的關(guān)鍵地位，為學(xué)生在校繼續(xù)深造及畢業(yè)后從事各種材料焊接加工方向的研究和設(shè)計打下必要的基礎(chǔ)。然而，在講授這部分內(nèi)容時，由于是原理課，內(nèi)容抽象、繁雜，課堂教學(xué)相對專業(yè)課程比較枯燥，并且由于學(xué)生感性知識的缺乏，對課程中的概念、內(nèi)容難以全面的理解和掌握。

實驗是科學(xué)研究的一個縮影，也是高校教學(xué)中不可缺少的一部分。通過實驗，可以加深學(xué)生對理論知識的認(rèn)識和理解，可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。然而，由于目前《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》課時量有限，很難同時穿插相應(yīng)的實驗課，進(jìn)而導(dǎo)致實驗課程與課堂教學(xué)的分離。而理論與實驗的分離必將增大學(xué)生對理論知識的理解難度，同時又弱化了實驗課程的實踐效果，事倍功半。

為了解決課堂教學(xué)與對應(yīng)實驗脫節(jié)的問題，應(yīng)立足于在不改變現(xiàn)有課堂教學(xué)總量的前提下將課堂與實踐“一體化”教學(xué)應(yīng)用于《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》，使課堂教學(xué)方法與實驗教學(xué)方法有效結(jié)合，讓學(xué)生通過感官認(rèn)識促進(jìn)理論理解，真正調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，最終培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課和應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決工程問題的能力。

一、焊接‘一體化課堂部分建設(shè)開發(fā)探索

針對《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》課程的特點，一是理論性強(qiáng)；二是有明確的實踐及工程應(yīng)用背景。應(yīng)主要針對課堂教學(xué)優(yōu)化，實驗整合以及二者的有機(jī)結(jié)合來展開。

焊接‘一體化教學(xué)課程部分.《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》是材料成型與控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，內(nèi)容涉及焊接電弧基礎(chǔ)理論、電弧特性、各種焊接方法、實際應(yīng)用等方面的知識。“一體化”教學(xué)根據(jù)教材內(nèi)容，結(jié)合實際要求，將焊接專業(yè)的相關(guān)知識和技能分成若干個課題，每個課題依據(jù)不同的知識點又分成若干個子課題，每個課題都制定具體的培養(yǎng)目標(biāo)和技能要求。比如，將焊接一體化教學(xué)計劃按焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊電、手工氬弧焊、弧焊提高訓(xùn)練、特種方法的焊接、典型材料的焊接、典型結(jié)構(gòu)梁柱的焊接、焊接生產(chǎn)應(yīng)用等若干單元進(jìn)行劃分，每單元包含了不同深度廣度的相關(guān)理論知識，并根據(jù)學(xué)生發(fā)展需要，對每單元所涉及理論知識與技能提出教學(xué)目標(biāo)和技能要求。焊接“一體化”教學(xué)方法主要包括：

（1）演示教學(xué)法

使學(xué)生獲得具體、清晰、生動、形象的感性知識，加深書本知識、抽象理論和實際事物及現(xiàn)象聯(lián)系起來，幫助學(xué)生形成正確的概念，掌握正確的理論。在實踐中積累職業(yè)經(jīng)驗。

（2）參觀教學(xué)法

在參觀過程中，要注意以下內(nèi)容，主要有焊接材料、焊接操作、焊接方法、焊接工藝、焊接設(shè)備與工具、以及焊接檢驗等方面。參觀時，教師針對學(xué)生提出的問題，聯(lián)系書本的知識，給予現(xiàn)場解答，使學(xué)生對所學(xué)焊接知識進(jìn)一步加深理解，豐富學(xué)生的實踐經(jīng)驗，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實踐的能力。

（3）討論教學(xué)法

討論時，教師要善于啟發(fā)引導(dǎo)，既要鼓勵學(xué)生大膽地發(fā)表意見，又要抓住問題的中心，把討論引向深入。討論結(jié)束時，教師要進(jìn)行總結(jié)，對討論中的不同意見，要進(jìn)行辯證地分析，作出科學(xué)的結(jié)論，也可根據(jù)實際情況，提出需要進(jìn)一步探討的問題。

二、焊接“一體化”實踐部分建設(shè)開發(fā)探索

1.虛擬實驗的建立

虛擬實驗可以針對“微觀機(jī)理類”“精密計算類”和部分“成型過程類”的課程學(xué)習(xí)，具有虛擬性、實踐性、靈活性、協(xié)作性、多樣性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等優(yōu)點。通過虛擬演示實驗的開發(fā)及其在教學(xué)中的應(yīng)用，使學(xué)生能形象化了解基本理論，是對傳統(tǒng)實驗的完善、補(bǔ)充和拓展，是實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容。虛擬演示實驗?zāi)芴岣呓虒W(xué)的質(zhì)量，改善教學(xué)的效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力與學(xué)習(xí)興趣。利用虛擬演示實驗，可以有效縮短了實驗室實驗操作時間，而且在一定程度上彌補(bǔ)了教學(xué)資源不足的問題。主要獲得方式為教師科研模擬過程，相關(guān)會議、交流錄像、實驗室視頻錄像、企業(yè)參觀錄像、網(wǎng)絡(luò)等渠道。

2.演示實驗的優(yōu)化

演示實驗可分為實驗室和工廠直接實驗的錄像。由于存在與理論課間隔時間長，關(guān)聯(lián)性差，工作量大等缺點。通過建立相關(guān)實驗的視頻錄像，直接植入理論課中，或者布置為課后觀摩內(nèi)容，使學(xué)生通過認(rèn)識實驗基本流程加深對理論知識的理解，同時為后續(xù)的自己動手實驗做好鋪墊，做到有的放矢。

3.見習(xí)實驗的調(diào)配

學(xué)生對于工科課程的理解乃至最終的工作，認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)非常重要，但往往存在課堂學(xué)習(xí)與企業(yè)見聞南轅北轍的現(xiàn)象，針對此，建立工廠實驗及車間生產(chǎn)現(xiàn)場的視頻錄像，與“焊接類”內(nèi)容配套學(xué)習(xí)，與實習(xí)建立相輔相成的關(guān)系，理論聯(lián)系應(yīng)用。

三、“一體化”教學(xué)焊接課程與實踐開發(fā)的推廣意義

以《現(xiàn)代焊接工藝及設(shè)備》課程開發(fā)為典型案例，對當(dāng)前焊接類課程的開發(fā)建設(shè)存在的問題進(jìn)行了分析，并在探索中給予了對策應(yīng)用的實踐。通過實踐性較強(qiáng)的焊接課程與實踐教學(xué)平臺的搭建，有利地促進(jìn)了焊接專業(yè)學(xué)生綜合能力的形成。有利于其他專業(yè)設(shè)立明確的能力本位“一體化”課程開發(fā)目標(biāo)，明晰“一體化”課程開發(fā)的整體思路，明確“一體化”課程開發(fā)的原則及關(guān)鍵要素。

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