為提高創(chuàng)新思維開展的焊接實踐教學(xué)改革研究

劉健　賈文軍　張觀達　田騰飛　畢勝

摘要：為有效完成國家“卓越工程師計劃”培養(yǎng)目標，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維及藝術(shù)情操，天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實習(xí)訓(xùn)練中心提出以創(chuàng)作帶動教學(xué)的工程實訓(xùn)模式，針對卓越工程師班，特別是藝術(shù)學(xué)院學(xué)生，對手工電弧焊焊接實習(xí)進行相應(yīng)教學(xué)改革，主要包括改善焊接教學(xué)場所及實習(xí)環(huán)境、專設(shè)下料區(qū)域、增加鐵藝造型設(shè)備、開展焊接藝術(shù)雕塑及工藝品作品展，教學(xué)成效在實踐中得到了檢驗。

關(guān)鍵詞：金工實習(xí)；焊接；鐵藝造型；創(chuàng)意作品

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0140-02

一、引言

教育部在2010年啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），目的在于以行業(yè)企業(yè)需求為導(dǎo)向，以工程實際為背景，以工程技術(shù)為主線，通過密切高校和行業(yè)企業(yè)的合作、制訂人才培養(yǎng)標準、改革人才培養(yǎng)模式、建設(shè)高水平工程教育師資隊伍，著力提升學(xué)生的工程素養(yǎng)，重點培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力。天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實習(xí)訓(xùn)練中心自2011年9月正式啟動“卓越工程師培養(yǎng)計劃”以來，結(jié)合中心發(fā)展實際，以綜合型工程人才培養(yǎng)理念為先導(dǎo)，提出以項目、創(chuàng)作帶動教學(xué)的工程實訓(xùn)模式。先后針對機械、電氣、紡織等相關(guān)專業(yè)卓越工程師班開展了相應(yīng)的項目實訓(xùn)內(nèi)容，并在實踐中取得了良好的教學(xué)和培養(yǎng)效果。為進一步深化工程實訓(xùn)教學(xué)改革，擴大項目、創(chuàng)作式教學(xué)在金工實訓(xùn)中的受益面，針對天津工業(yè)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院環(huán)設(shè)、視傳等專業(yè)的焊接實習(xí)進行相應(yīng)教學(xué)改革，讓學(xué)生從傳統(tǒng)單調(diào)的電焊操作中迸發(fā)出創(chuàng)意的火花，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的工程設(shè)計能力、實踐能力、創(chuàng)新能力及全局意識。

二、焊接實習(xí)簡介

焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結(jié)合和擴散連接成一體的工藝過程。作為機械加工領(lǐng)域的常用成型方法，焊接通常是國內(nèi)各高校金工實習(xí)環(huán)節(jié)的一個必修內(nèi)容。手工電弧焊是手工操縱焊條，以電弧熱作為焊接熱源進行焊接的方法，手工電弧焊操作方便、靈活，設(shè)備簡單，適用于各種焊接位置和接頭型式，因而得到廣泛應(yīng)用，如圖1所示，即為傳統(tǒng)焊接實習(xí)的實踐場所及實習(xí)過程。

三、焊接實習(xí)教學(xué)改革

通常情況下，焊接實習(xí)指導(dǎo)老師僅僅講授一下焊接方法及相關(guān)注意事項，并指導(dǎo)學(xué)生做一些簡單的金屬片或金屬棒等材料的焊接練習(xí)，學(xué)生在此過程中體驗不到樂趣和成就感，也很難對焊接效果做出準確預(yù)知和判斷。針對這些問題，天津工業(yè)大學(xué)工程教學(xué)實習(xí)訓(xùn)練中心就焊接實踐教學(xué)進行了改革嘗試，改善焊接實習(xí)環(huán)境、增加鐵藝造型設(shè)備、讓學(xué)生開展焊接藝術(shù)雕塑及工藝品作品展，提高學(xué)生創(chuàng)新思維及藝術(shù)情操，教學(xué)成效在實踐中得到了檢驗。

1.實習(xí)功能區(qū)域劃分。如圖2所示，將傳統(tǒng)的焊機實習(xí)車間按照不同功能劃分為授課區(qū)、下料區(qū)、造型區(qū)、焊接區(qū)和作品展示區(qū)。

2.焊接實習(xí)實踐環(huán)節(jié)安排。（1）時間安排。針對不同專業(yè)的學(xué)生，焊接實習(xí)時間不同，例如非機類專業(yè)實習(xí)總時間為兩周，焊接實習(xí)時間為0.5天；機類專業(yè)實習(xí)總時間為四周，焊接實習(xí)時間為1.5天；藝術(shù)類專業(yè)實習(xí)總時間為兩周，焊接實習(xí)時間為4天。（2）任務(wù)分配。如圖3所示，根據(jù)焊接實習(xí)的具體時間，合理布置焊接藝術(shù)作品的難易程度。一般將每個班分成5組（每組6人左右），通過播放以往各屆學(xué)生積累的作品ppt展示，由組員參考后自行決定焊接作品內(nèi)容，最后根據(jù)焊接過程組員的各自表現(xiàn)及團隊合作、作品完成情況、考勤情況及日常清理等內(nèi)容給予學(xué)生成績。（3）焊接指導(dǎo)。為了改善焊接環(huán)境，規(guī)范教學(xué)秩序，保障學(xué)生安全，我們建設(shè)了14個隔斷、28個工位，每個隔斷都裝設(shè)了排風(fēng)系統(tǒng)。另外，在授課區(qū)設(shè)兩個焊接工位供老師對學(xué)生進行集體講授示范。（4）下料操作。下料區(qū)有無齒鋸、等離子切割等切割設(shè)備，我們?yōu)閷W(xué)生提供直徑6mm的金屬棒料、600*600*2和600*1200*2的金屬板料、細鐵條等焊接對象用于作品用料。同時，焊接實習(xí)車間也是學(xué)校內(nèi)的廢舊自行車處理的好場所，學(xué)生們會自發(fā)的將學(xué)校收集的廢舊自行車用于作品材料。（5）造型示范。如圖4所示，為了提高學(xué)生的動手興趣及創(chuàng)新精神，增設(shè)手動鐵藝造型設(shè)備用于焊接作品用料成型，滿足學(xué)生的作品創(chuàng)意設(shè)計。手動鐵藝造型設(shè)備包括折彎器、扭曲器、成型器等，具有折角、卷圓、螺旋成型扭曲多種功能，可滿足多種S形、C形、P形花型的制作。

四、總結(jié)

學(xué)生們在改善后的焊接實習(xí)車間，可以自如設(shè)計焊接創(chuàng)作、完成自己的作品，在此過程中，可以掌握下料工具、鐵藝造型設(shè)備等的使用及傳統(tǒng)手工電弧焊的操作，基于藝術(shù)作品作為創(chuàng)作驅(qū)動，提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)焊接的興趣及團隊合作精神。

參考文獻：

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