“新工科”建設下應用型本科教學方法探討

高雙勝，國旭明，莫春立，張占偉

摘要：目前“新工科”建設正進入越來越多高校的視野，新工科建設的核心定位是“人才質量”。《焊接方法與設備》課程是焊接專業的核心課程之一，本課程教學采用了多媒體、blackboard網絡教學平臺、創新實驗以及融入項目討論等教學方法，旨在激發學生的創新意識、提升學生的實踐能力，鼓勵學生參加全國大學生焊接創新大賽，提高應用型人才的培養質量，達到滿意的教學效果。

關鍵詞：焊接方法與設備；多媒體；blackboard教學平臺；創新實驗；教學方法

2017年2月以來，“新工科”建設正在進入越來越多高校的視野，新工科建設的核心定位是“人才質量”。而應用型本科院校作為區域人才培養的重要基地，其人才培養的質量直接關系到高校本身和地方的建設和發展。

焊接技術作為一種材料永久連接的技術，是制造業中材料加工的重要工藝之一，在核能、航空航天、電力、微電子技術、石油化工、汽車船舶等領域應用廣泛。在推動國家的經濟建設和發展科學事業上，焊接技術將起重要的作用。

《焊接方法與設備》課程是高等院校材料成型及控制工程專業（或焊接方向）的一門核心課程，在構筑學生專業理論基礎和培養學生焊接工程實踐能力方面起著重要作用。該課程課堂講授內容主要包括電弧物理基礎、熔滴過渡、焊縫成形、電弧自動控制、常規熔焊方法原理、焊接工藝基本知識以及部分高能束流焊接方法。課程內容豐富、覆蓋面廣、理論性強，涉及到電工、金屬學、材料連接原理等基礎課程；實踐性更強，制作一個產品，可選擇的焊接工藝方案和設備很多，所制定焊接工藝的好壞直接影響產品的質量、壽命和價值，而一個合理的工藝方案必須依靠長期的實踐經驗積累起來的。

我院《焊接方法與設備》課程共計48學時，其中課堂講授42學時，實驗6學時。教學任務重且課時有限，相關實驗設備和資深技師短缺，為保證教學質量，我們從多方面對該課程的教學方法和手段進行了探討和研究。

1采用多媒體教學，整合優化教學內容

為了保證在較短的時間內能學到更多的知識，在課堂中充分利用多媒體教學，通過視頻、動畫、彩圖、聲音等提高教學內容的趣味性，使得深奧抽象的知識點更加直觀、具體、生動、形象，又符合90后學生的興趣取向，可以充分激發學生學習的主動性和創新性。例如：在傳統的教學中，由于電弧和熔池抓不到、摸不著，觀察也比較困難，講解電弧基礎知識就是一難點，但借助高速攝像儀、仿真和動畫演示，可以輕而易舉地化解這個教學難點，而且事半功倍。教學內容是衡量教學質量高低的關鍵性指標，正確把握教學內容是提高教學質量和效率的重要前提。由于課程內容繁多、理論性強，一味地將書本上的內容照搬到PPT上，則違背了多媒體教學的初衷，教學效果“換湯不換藥”。因此，教學內容必須以應用為核心，以“精、簡、易”為原則，著重講熔焊部分（壓焊和釬焊部分后序開設專門的課程），突出“焊接原理、特點及應用—焊接設備—焊接材料—焊接工藝—焊接實例”這條主線，合理分配學時，整合優化教學內容，并在教學中融入一些國內外新穎的焊接素材，提高教學內容的先進性和實用性，進一步保證教學效果。

2利用網絡平臺，促進多元化教學

由于教學任務重且課時有限，要想在課堂上把知識點講透是完全不夠的。我院充分利用blackboard網絡教學平臺實現《焊接方法與設備》網絡教學，教師和學生可以在任何方便的時間和地點瀏覽網絡內容、獲取資源、實施教學，進行實時交流和互動、考核和評價。

同時，在網絡教學中，采用“行動導向、項目教學”、“小組學習”等教學方法，真正做到以學生為主體，以問題為中心的師生互動。例如：在講完TIG、MIG、MAG、CO2焊相關內容時，有意識地設置綜合性問題“把四種氣體保護焊接方法的原理、特點、焊接材料及其應用進行對比”，要求學生分組梳理總結知識點，形成各種有利于學習和記憶的圖表，并進行討論完善。這樣不僅可以引導學生去研究和討論問題，還加深了學生對知識的理解和掌握，同時還檢測了學生的學習效果并及時反饋給教師。

3以興趣為導向創新實驗教學模式

本課程是一門需要通過實踐來加強理論知識理解的專業課程，我院教師在教學過程中除了融人大量焊接實例來講授外，還開展了部分章節的現場教學。例如：在實訓現場，講解埋弧焊相關知識，從埋弧焊的操作演示—設備及工作原理—焊接過程和原—埋弧焊的特點—焊接材料—應用和工藝。循著這條線講下去，知識傳授得很直觀具體，且不乏系統性和連貫性。

另外，我院還通過一些開放性實驗來進行輔助教學，以興趣為導向創新實驗模式，把電弧焊、CO2焊、氣焊與氣割實驗室對外開放。學生自主設計作品提交相應的實驗計劃，審核通過后，實驗室提供材料進行創新性實驗。學生獨立完成實驗，教師對有潛質的學生重點培養，推薦參加全國大學生焊接創新競賽。

此外，還通過智能焊接平臺—弧焊領域的智能模擬培訓系統來對學生進行標準化的技能操作培訓，不僅節省了人力和耗材成本，且清潔安靜的環境減少了可能的傷害，提升了學生的認知和練習興趣，培訓內容標準化，提升了學院的教育形象。

鼓勵學生參加大學生創新創業競賽，對有想法的學生提供必要的經費支持，并由教師親自指導完成項目，并撰寫學術論文或專利，起到很好的鍛煉作用，對其日后工作大有裨益。

4 科研融入教學，開拓視野、學以致用

將任課教師的科研項目、最新研究成果、科研學術論文融入到教學中，把科研中獲得的最新知識和信息、積累的經驗傳遞給學生，給予學生技術前沿的引導，豐富課堂教學內容，提高課程教學質量。同時，把教師的科研項目和典型的焊接實例帶入課堂融入到教學中，剖析其中涉及的理論知識，制定解決方案，分組討論，鍛煉學生的創造性思維和表達能力，以促進教學質量不斷提高。這種教學方式不僅提高了教學質量，還培養了學生的創新意識及創造性個性，提高學生創新性的想象力、判斷力、思維能力和實踐能力，并發揮學生的創新才能和創造潛能，為今后走向社會能夠持續創造性地工作并取得良好的業績打下比較扎實的基礎。對于一些肯干、動手能力強的學生，鼓勵其業余時間參與到教師的科研項目中，并給予一定的酬勞。

5參加全國大學生焊接創新大賽斬獲佳績

教改過程中，由中國機械工業教育協會焊接學科教學委員會、中國機械工程學會焊接學會、哈爾濱工業大學先進焊接與連接國家重點實驗室聯合主辦的“第二屆全國大學生焊接創新大賽”在河北科技大學舉行。全國大學生焊接創新大賽是面對全國高等院校焊接技術與工程、材料成型及控制工程及其相關專業舉辦的科技創新大賽，通過對參賽作品、輔助裝置、設計圖紙、設計軟件等各方面的制作，培養了學生的創新意識和現代設計理念，提高了學生的創新能力，強化了學生的團隊精神，為培養創新型應用技術人才奠定了良好基礎。大賽吸引了哈爾濱工業大學、天津大學、大連交通大學和北京工業大學等39所高校的焊接專業大學生參加，可謂強手如林。為了展現我校學生創新能力，在教務處的大力支持下，我校材料科學與工程學院焊接專業從2017年1月開始，積極準備，層層遴選，最終組織了3支隊伍參加本次大賽“固定命題”“自選題目”的競賽項目。經過參賽同學的積極努力，由徐榮正和馬琳兩位老師指導的題為《基于鋅夾層的鋁銅攪拌摩擦搭接焊接》項目獲得二等獎，由國旭明和張占偉兩位老師指導的題為《中厚板高強鋼高效等離子-MIG復合焊接工藝》項目獲得三等獎，由莫春立老師指導的題為《抗壓結構》項目獲得了三等獎，3組共計12名學生參賽，體現了出了當代大學生的精神風貌。這些成績的取得是本課程教改成果的最好體現。目前我們正在積極準備下一屆大賽，以期取得更好的成績。

綜上所述，采用多媒體、網絡教學、創新實驗以及融入項目討論等教學方法各有特色，但實施過程中，教師需要投入很大的精力去提高自身專業素質、搜集素材備課、組織和實施教學。因此，實施過程中要合理綜合運用，才能發揮更大的優勢。日后我院任課教師將對本課程的教學改革作進一步的研究和探索，尋找最合適、最有效的教學方法，保證“新工科”建設下應用型本科人才的培養質量。經過全國大學生焊接創新大賽的洗禮，使學生更加自信，也更加熱愛自己所學的專業，對專業的發展大有裨益，參賽學生的良好表現以及參賽后將所見所聞傳達給學弟學妹，能起到良好的榜樣作用。

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編輯∕岳鳳