關于《先進材料連接技術》課程內容設置的思考

任江偉　李東　張有鳳

【摘要】大學專業課程內容的設置應當以學科特色為出發點，結合行業發展趨勢，兼顧產業現狀和升級需求，體現課程的差異化和特色，從而提高人才培養質量，為學生們的終身學習和未來發展奠定基礎。

【關鍵詞】高等教育；專業課程；內容設置

中圖分類號：TB30-4；G712

《先進材料連接技術》是焊接技術及工程專業或者材料加工工程專業的一門專業特色選修課，主要介紹常用先進材料的應用、焊接性問題及解決方案。課程的教學目標是，通過課程的學習，學生們將了解先進材料的發展趨勢，了解先進材料連接技術的發展現狀，掌握常用先進材料的結構和性能特點，握常用先進材料的焊接性以及常用解決方案。為了實現上述教學目標，在課程內容設置上必須解決好以下幾個問題。

首先，需要明確材料體系的選擇。先進材料是一個比較寬泛的概念，目前還沒有一個明確的定義。隨著國內外對材料研究工作深度的增加，對材料結構和性能的理解不斷加深，一些新材料不斷涌現。但是這些新材料的研究工作還不夠系統，有些研究結果還存在一些相互矛盾的地方，因此并不完全適合作為教學內容?？紤]到我校以交通運輸及載運工具為學科特色，以及載運工具的輕量化行業發展趨勢，確定了載運工具輕量化材料為課程內容選擇的主要原則。據此確立了鋁合金、鈦合金、鎂合金、陶瓷、異質材料等作為課程的主干。

對于每一個材料體系，其中包括的材料種類也是非常多的。例如鋁合金中就包括了不同強化類型的鋁合金。而不同類型的材料具有不同的組織特征和性能特點，這造成了他們焊接性的上獨特性。受到教學時數的限制，考慮到載運工具輕量化的原則，同時注重聯系行業實際，在具體材料的選擇上確定以飛機、汽車和高鐵制造業中最常用的相應牌號材料為課程的分支。

其次，需要明確各材料的連接方法。材料的連接方法是個非常廣泛的概念。常用的連接方法包括粘結、鉚接、栓接、焊接等。對于焊接方法還存在固相焊、液相焊、固液兩相焊三大類方法，每大類焊接方法中又包含很多具體的焊接技術?？紤]到載運工具的制造技術現狀及發展趨勢，選擇了焊接方法。而對于具體的材料體系，主要選擇在行業中應用最多的焊接技術。

此外，同時兼顧目前最常用的焊接技術以及未來產業涉及可能采用的焊接技術。這樣的課程內容設置有利于提高人才培養質量?，F代高等教育已經逐漸成為大眾化的教育，專業課程教學必須適應學生的發展，為學生的成長提供營養。現代科技知識急劇膨脹、科學技術日新月異，經濟全球化和產業不斷升級，這些對學生們提出了新的機遇和挑戰。為此，課程內容應該加強與社會和產業發展的相聯系，并保持開放性和靈活性，為學生們的終身學習和從事未來的專業活動奠定基礎。

最后，還需要明確本課程與其他課程的聯系與區隔。本課程中涉及了多種載運工具中使用的輕量化材料。教學目標中需要學生們掌握這些材料的焊接性問題及解決方案。這些內容與先修課程《金屬焊接性》、《電弧焊基礎》、《高能束焊接》等貌似存在較大的重疊部分。因此，使學生們了解這些課程內容之間的連續性和區隔十分重要而且非常必須。否則，容易降低學生們的學習熱情，降低教學效果。

我校焊接技術及工程專業的課程體系設置兼顧了學科分類和學科發展的需求，以培養學生的工程應用能力為特色，著力培養適應國家和區域經濟發展所需的高級應用型人才?！督饘俸附有浴肥菍I基礎課，主要介紹金屬材料在熔焊條件下，有關化學和物理冶金方面的普遍規律，及在特定條件下金屬材料的焊接性?！峨娀『富A》是專業核心課程，主要介紹焊接電弧的基礎理論知識和常用電弧焊技術的基本原理、冶金特點和工藝成形特點，包括CO2氣體保護焊、鎢極惰性氣體保護焊、熔化極氬弧焊、埋弧焊等電弧焊技術?！陡吣苁附印肥菍I特色選修課，主要介紹激光束、電子束和離子束三種高能束的焊接原理、工藝及適用范圍。這三個課程本身是有一定聯系并且有自身的顯著特色。《金屬焊接性》主要介紹的是材料在熔焊條件下的冶金反應及冶金缺陷的防治。涉及的工藝方法是低能量密度的傳統熔焊方法，主要關注的是材料的冶金反應特性，不涉及或者很少涉及焊接方法的影響?！峨娀『富A》主要介紹常見焊接方法的冶金特點和工藝成形特點。重點關注的是常用傳統熔焊工藝方法對焊接成形的影響，模糊了材料的特征，形成了與《金屬焊接性》的區隔?！陡吣苁附印分饕槍Φ氖歉吣芰棵芏鹊娜N焊接方法，其焊接原理、冶金特性和工藝成型特點都與低能量密度的傳統熔焊方法有顯著不同，從而形成了與《金屬焊接性》和《電弧焊基礎》的區隔?！断冗M材料連接技術》是針對的是不同先進材料的焊接性問題及解決方案，具有一定的綜合性質。其中涉及到的部分材料的焊接性問題，在《金屬焊接性》中有提及。為了解決先進材料的焊接性問題，提出了一些解決方案，涉及不同的焊接方法，這與《電弧焊基礎》和《高能束焊接》相聯系。但是，本課程基于載運工具輕量化的產業背景，針對輕量化材料的組織性能、焊接性和解決方案進行一體化的介紹分析，具有很強的產業背景和針對性。針對具體的材料體系，由產品需求為引導，確定對材料組織性能和焊接結構性能的需求。由此需求分析各焊接方法的適用性及容易出現的焊接缺陷及解決方案。輔助以實際應用案例，幫助學生們綜合理解、應用、拓展、探究所學的專業知識，培養學生們發現問題、分析問題和解決問題的能力，為學生們的終身學習和未來發展奠定基礎。

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基金項目：上海工程技術大學《先進材料連接技術》課程建設項目（No. k201605003）

作者簡介：任江偉（1977～），男，上海工程技術大學材料工程學院講師，研究方向：先進材料的制備與連接。