“精準示教法”對自動化焊接專業學生創新能力培養的實踐研究

曲芳+郝帥+葛升平+苑鵬濤+劉春憲+于海波+高路

摘要： 針對學校自動化焊接專業學生工程訓練過程中出現的學習程度不能整齊劃一，學生接受程度快慢不等的現狀，采用“精準示教”的教學方法，分小組、分批次、分模塊的實施學生的精準示教，讓每一名學生都有親自動手實際操作的機會，且實踐內容可供學生自行選擇、調用，也可讓學生自己設計課程內容，給予一定加分的同時，提高和鍛煉學生的創新能力，節約生產實習經費。

Abstract： In view of the fact that the degree of learning that occurs during the course of engineering training for automatic welding students in our university can not be uniform and the students' acceptance is high or low， the teaching methods of precise teaching are adopted to implement students in groups， batches and sub-content precision teaching， so that each student has hands-on opportunities， and practical content for students to choose or transfer， you can also allow students to design their own course content， to give points while improving and exercising students' innovative ability to save production internship funds.

關鍵詞： 精準示教；自動化焊接；創新能力；虛擬仿真；實踐

Key words： precision teaching；automatic welding；innovative ability；virtual simulation；practice

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）08-0258-02

0 引言

目前，我校自動化焊接專業學生在工程訓練過程中普遍采用K5示教法來模擬實際焊接環節，這一示教法對學生沒有實現“精準育人”，使得部分學的快的同學無事可做，而學的慢的同學卻沒能及時掌握實踐操作內容。針對這一現狀，擬采用“精準示教”的教學方法，改變教學內容安排，有針對性的一對一定制教學，真正實現學校的“精準育人”目標。

1 由“精準育人”過渡到“精準示教”

1.1 “精準育人”辦學理念提出的背景及內涵

自2016年，學校圍繞建設特色鮮明的高水平應用型科技大學的目標，提出一種“精準育人”的教學理念。這一理念的內涵可以說是對育人工作的一種態度、一種想法和一種思維方式。是對學校多年來現實教育工作的反思和度量，可以催生積極的精神狀態，激發學生的創造活力。實施過程中的具體措施包括：日常管理的精細化、教師育人的精心化、教學方案的精準化、育人過程的嚴謹化、管理服務的人性化和人才培養體系及培養方案的科學化。是一種全方位統籌化的育人新格局，更是讓高等工程教育系統建設實現質的飛躍。“精準育人”理念的提出是學校更名大學之后提升發展內涵的重要舉措，是對育人工作提出的更高的要求。

1.2 由“精準育人”到“精準示教”的過渡

為了積極響應學校“精準育人”的號召，在筆者所擔當的自動化自動化焊接工程訓練實踐教學過程中，采用“精準示教”的方法，分小組、分批次、分模塊的實施學生的精準示教，讓每一名學生都有親自動手實踐的機會，且針對學生接受能力的快慢、個人對所學內容的意愿和將來就業需求來選定實踐內容和實踐項目。在實現嚴謹育人的同時，還能提高學生的創新能力。且在課程中引入課堂競賽和推薦學生參加畢業實習等內容，增加學生的求知欲望和求知興趣。

所謂“精準示教”是在自動化焊接工程訓練時，利用奧地利RTI330型自動化焊接機械手配套的K5示教器編程，模擬演示自動化焊接的整個過程，并進行重復的位姿再現，以模擬仿真的方式替代實際焊接。采用“精準示教”的方法，分小組、分批次、分模塊的實施學生的課程內容，讓每一名學生都有親自動手實際操作的機會，且實踐內容可供學生自行選擇、調用，也可以讓學生自己設計課程內容，給予一定加分的同時，提高和鍛煉學生的創新能力，節約生產實習經費。

1.3 “精準示教”教學內容的精細化設計

根據學生接受能力的快慢、個人對所學內容的意愿和將來就業需求來選定或自行設計實踐內容和實踐項目。其中：實踐內容分為普通區和拔高區、解決校內自動化焊接實際問題或解決企業疑難問題、做理論題或上機實踐題、實機仿真或軟件仿真和創新設計環節等幾類不同模塊，如圖1所示。這些模塊可供學生選擇、調用、自由組合。也可以啟發學生自己設計實踐內容或解決生產及生活中遇到的實際問題，根據解決問題的大小給予加分。且在完成時間上實現彈性學時，完成快的同學可以1節課或是2節課結課，完成慢的同學可以4節課或8節課結課。如果沒有學會的同學可以跟著下一輪工程訓練繼續學習，直到學懂、學會、學滿意為止。

其中，普通區實踐內容包括：基礎的直線焊縫自動化編程、圓弧焊縫自動化編程、T字型焊縫自動化編程；拔高區包括：多層多道焊縫自動化編程、啟動外部軸參與自動化焊接、程序塊的整體復制、粘貼、插入和刪除、機器人軸6軸校正。解決校內實際問題包括：CO2 氣體保護焊、鎢極氬弧焊、Ar和CO2 混合氣體保護焊、點焊、平焊、橫焊、立焊和仰焊；解決企業疑難問題包括：庫程序調用、噴嘴尋找電弧傳感程序、機器人6軸和外部軸2軸共同參與自動化焊接。理論題包括：自動化焊接參數設計、電流電壓的選擇、程序步點類型的選擇、程序編寫的步驟、機器維修保養時間等；上機實踐題包括：所有編制的程序上機示教演示操作。實機仿真包括：利用學校實訓中心的RTI330型自動化焊接機械手模擬焊接過程；軟件仿真包括：利用自動化焊接機械手訓練室3DMAX軟件中的虛擬機械手，在離線的K5示教器上虛擬仿真程序，并優化改進程序中出現的問題。創新設計環節包括：學生根據自己所學，自行設計自動化焊接課程內容，或解決生產及生活中遇到的實際問題，編制程序，設計參數和工藝。

2 創新能力對于自動化焊接專業學生的重要性

2.1 自動化焊接專業的學科特點決定

自動化焊接指在沒有人參與的情況下，采用具有自動控制、自動調節、檢測、加工的機器設備，按規定的程序或指令自動進行自動化焊接作業的技術方法。自動化焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節約能量。自動化焊接的密封性好，適于制造各類容器。發展聯合加工工藝，使自動化焊接與鍛造、鑄造相結合，可以制成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構，經濟效益很高。采用自動化焊接工藝能有效利用材料，自動化焊接結構可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發揮各種材料的特長，達到經濟、優質。

其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等，自動化焊接程度已成為衡量一個現代化國家科學技術和經濟發展水平的重要標志之一，在現代工業中是一種不可缺少而且是日益重要的一種加工工藝方法。因此，只有不斷的提高和改進自動化焊接的工藝和方法，才能夠提高我國工業建設的水平和實力，促進我國自動化焊接技術的不斷發展，為國家經濟建設作出更大的貢獻。

2.2 創新能力可以有效提高學生就業競爭力

“精準示教”教學內容中“解決企業疑難問題”和“創新設計”這兩個環節中，通過學生自己設計、組合、調用自動化焊接課程內容和解決企業一線自動焊接疑難問題，如庫程序調用、噴嘴尋找電弧傳感程序、機器人6軸和外部軸2軸共同參與自動化焊接等，成功實現了高等學校與企業合作，將教學延伸到企業，又將企業中的實際問題反映到課堂教學中。同時，在學生自行創新設計過程中，對于學生的想象力和創新能力是一種極大的提高，并借助加分和競賽的形式，激發學生主動學習與探索精神[1]，在創新過程中對于新的設計工藝和設計方法鼓勵學生申請專利，并幫助修改和撰寫專利申請文件。這一做法，有利于增強學生創業創新的自信心和自豪感，對于高校對學生的教育培養具有一定的指導作用[2]。同時，我中心定期邀請企業一線的技術工人與學生面對面交流，讓學生真正做到“零距離”感受職場。并向學生傳授最鮮活、最前沿的焊接工藝和實踐經驗，為學生解決課堂上的困惑，并為將來進入職場打下堅實基礎[3]。

3 “精準示教法”對我校自動化焊接專業學生創新能力培養的作用與成效

從2016年開始，圍繞學校辦學特色，利用學校實訓中心的自動化焊接機械手設備對于自動化焊接專業學生進行工程訓練培訓，經過了2年的實際應用，在教學目標、教學內容、教學方法、教學管理等四個方面實施精準示教，對學生實施精準培養，取得的效果也是喜人的。至今畢業的兩屆自動化焊接專業學生，深受各大企業的青睞和歡迎，已畢業的學生共80名，分別就業于三一重型裝備有限公司、哈飛工業有限責任公司、航天科工哈爾濱風華有限公司等企業，一次就業率100%，其中39人簽約中國500強以上企業，占畢業生人數的48.8%，就業率和就業質量均處于學校先進水平，中心連續2年被學校授予就業“特殊貢獻獎”。

通過近兩年的實踐證明，“精準示教法”對學校自動化焊接專業學生創新能力的培養是符合社會經濟發展需要的、是成功的。且這一“精準示教”的過程，既是一個理念、一個目標，更是一個過程、一個追求，有利于培養“思想道德素質高、實踐能力強”的高素質人才[4-5]，就實際應用的效果來看是有效的。

參考文獻：

[1]田超穎.對比示教法在護生操作示教中的應用[J].全科護理，2016，14（2）：198-209.

[2]曲芳，沈斌，寧姍，等.產學研結合培養煤礦安全工程專業人才的改革與實踐[J].價值工程，2016，35（411）：184-186.

[3]李春艷，易燁.虛擬仿真實驗室的建設與實驗教學的改革[J].中國管理信息化，2014，17（24）：114-115.

[4]曲芳，羅鳳利.基于卓越工程師培養的自動化焊接實踐課程體系研究[J].職教通訊，2016（15）：15-18.

[5]曲芳，沈斌，羅鳳利，等.安全工程專業創新人才培養的模式探索[J].中國電力教育，2017（4）：37-40.