為提高創新思維開展的焊接實踐教學改革研究

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”培養目標，提高學生的學習興趣、創新思維及藝術情操，天津工業大學工程教學實習訓練中心提出以創作帶動教學的工程實訓模式，針對卓越工程師班，特別是藝術學院學生，對手工電弧焊焊接實習進行相應教學改革，主要包括改善焊接教學場所及實習環境、專設下料區域、增加鐵藝造型設備、開展焊接藝術雕塑及工藝品作品展，教學成效在實踐中得到了檢驗。

關鍵詞：金工實習；焊接；鐵藝造型；創意作品

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計劃”（簡稱“卓越計劃”），目的在于以行業企業需求為導向，以工程實際為背景，以工程技術為主線，通過密切高校和行業企業的合作、制訂人才培養標準、改革人才培養模式、建設高水平工程教育師資隊伍，著力提升學生的工程素養，重點培養學生的工程設計能力、工程實踐能力和工程創新能力。天津工業大學工程教學實習訓練中心自2011年9月正式啟動“卓越工程師培養計劃”以來，結合中心發展實際，以綜合型工程人才培養理念為先導，提出以項目、創作帶動教學的工程實訓模式。先后針對機械、電氣、紡織等相關專業卓越工程師班開展了相應的項目實訓內容，并在實踐中取得了良好的教學和培養效果。為進一步深化工程實訓教學改革，擴大項目、創作式教學在金工實訓中的受益面，針對天津工業大學藝術學院環設、視傳等專業的焊接實習進行相應教學改革，讓學生從傳統單調的電焊操作中迸發出創意的火花，以培養學生系統的工程設計能力、實踐能力、創新能力及全局意識。

二、焊接實習簡介

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合和擴散連接成一體的工藝過程。作為機械加工領域的常用成型方法，焊接通常是國內各高校金工實習環節的一個必修內容。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，設備簡單，適用于各種焊接位置和接頭型式，因而得到廣泛應用，如圖1所示，即為傳統焊接實習的實踐場所及實習過程。

三、焊接實習教學改革

通常情況下，焊接實習指導老師僅僅講授一下焊接方法及相關注意事項，并指導學生做一些簡單的金屬片或金屬棒等材料的焊接練習，學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知和判斷。針對這些問題，天津工業大學工程教學實習訓練中心就焊接實踐教學進行了改革嘗試，改善焊接實習環境、增加鐵藝造型設備、讓學生開展焊接藝術雕塑及工藝品作品展，提高學生創新思維及藝術情操，教學成效在實踐中得到了檢驗。

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

2.焊接實習實踐環節安排。（1）時間安排。針對不同專業的學生，焊接實習時間不同，例如非機類專業實習總時間為兩周，焊接實習時間為0.5天；機類專業實習總時間為四周，焊接實習時間為1.5天；藝術類專業實習總時間為兩周，焊接實習時間為4天。（2）任務分配。如圖3所示，根據焊接實習的具體時間，合理布置焊接藝術作品的難易程度。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生積累的作品ppt展示，由組員參考后自行決定焊接作品內容，最后根據焊接過程組員的各自表現及團隊合作、作品完成情況、考勤情況及日常清理等內容給予學生成績。（3）焊接指導。為了改善焊接環境，規范教學秩序，保障學生安全，我們建設了14個隔斷、28個工位，每個隔斷都裝設了排風系統。另外，在授課區設兩個焊接工位供老師對學生進行集體講授示范。（4）下料操作。下料區有無齒鋸、等離子切割等切割設備，我們為學生提供直徑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，焊接實習車間也是學校內的廢舊自行車處理的好場所，學生們會自發的將學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，為了提高學生的動手興趣及創新精神，增設手動鐵藝造型設備用于焊接作品用料成型，滿足學生的作品創意設計。手動鐵藝造型設備包括折彎器、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

學生們在改善后的焊接實習車間，可以自如設計焊接創作、完成自己的作品，在此過程中，可以掌握下料工具、鐵藝造型設備等的使用及傳統手工電弧焊的操作，基于藝術作品作為創作驅動，提高了學生們學習焊接的興趣及團隊合作精神。

參考文獻：

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