理論技能復合型培養(yǎng)模式焊接教學中的探索與實踐

龔建勛 陳愚 李湘文 張明華 尹力

摘要：我國焊接專業(yè)人才已形成了中國特色的人才培養(yǎng)體系，但其工程實踐能力等方面仍存在明顯差距。焊接理論和技能教育改革以培養(yǎng)達到標準化、統(tǒng)一化和國際化的技術(shù)人才為目的。本文分析了我國目前焊接工程師和焊工的培養(yǎng)模式及其不足，針對焊接專業(yè)人才理論和技能失衡的問題，提出了“技能培訓”實驗課教學模式，自主開展工程實踐訓練，設置技能考試模塊，使焊接理論課“實戰(zhàn)化”，以使之與現(xiàn)實生產(chǎn)緊密結(jié)合，使學生掌握焊接工程師的必備焊接操作技能，構(gòu)造新時代的“焊接理論技能復合型人才培養(yǎng)模式”，這有利于焊接畢業(yè)生獨立開展科學試驗和產(chǎn)品試制工作。

關(guān)鍵詞：焊接；技能培訓；培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）36-0143-03

焊接是制造業(yè)中重要的、應用極為普遍的基本制造方法，影響產(chǎn)品可靠性和使用壽命。據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國2013年粗鋼產(chǎn)量7.79億噸，占全球鋼產(chǎn)總量的50%以上。林尚揚院士認為，我國焊接結(jié)構(gòu)用鋼量約占到鋼產(chǎn)量的40%，焊接材料與鋼材的比例約為2%[1]，由此推測每年有623萬噸焊材的焊接工作量，這需要眾多焊接工程師和焊工分工協(xié)作完成。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，近年來，高等學校《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)學生就業(yè)率名列前茅，高職專業(yè)《焊接技術(shù)及自動化》也名列于十大緊俏專業(yè)。

一、焊接專業(yè)人才的培養(yǎng)模式及其現(xiàn)狀

1.焊接工程師和焊工培養(yǎng)模式。長期以來，高等學校擔負著焊接專才的培養(yǎng)重任，有“工程師搖籃”之譽。1993年，焊接專業(yè)被納入《材料成型及控制工程》專業(yè)進行招生培養(yǎng)，主干課大幅壓縮，實踐教學環(huán)節(jié)幾乎全部取消。此外，我國用人單位存在大學畢業(yè)生崗前專業(yè)培訓不健全、不重視繼續(xù)教育的狀況，學生倉促上任，結(jié)果造成不少質(zhì)量問題，畢業(yè)生后續(xù)學習焊接技術(shù)面臨焊接理論和操作障礙。迫于這種狀況，國家教委重新設置了《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)，簡稱焊接，以滿足社會對焊接專才的急切需求。2014年，湘潭大學正式恢復設置了《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)，以適應焊接人才的專業(yè)化培養(yǎng)需求。現(xiàn)有高等學校“厚基礎、寬口徑”的培養(yǎng)模式可使學生專業(yè)視野寬廣，適應能力較強，但實踐技能明顯不足。西方發(fā)達國家工科本科生教育強調(diào)實踐能力、創(chuàng)新能力和研究潛力的培養(yǎng)[2-3]，將創(chuàng)新思維、研究能力和實踐能力放在教育首位，有穩(wěn)定的實習基地和良好的實驗條件。不僅如此，英、德等國等要求學生去企業(yè)實習一年才能取得畢業(yè)證書。我國因自身條件限制，無法如此全面系統(tǒng)進行工程技術(shù)教育和訓練[4]。

地方高校對該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。高校的地域性，決定了其應承擔培養(yǎng)服務于區(qū)域經(jīng)濟建設和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程應用型人才的重任。例如：湘潭大學培養(yǎng)焊接畢業(yè)生主要滿足湖南以及廣東沿海等地區(qū)焊接專才需求，畢業(yè)生具有從事現(xiàn)場焊接工藝、焊接設計、焊接材料和焊接檢驗等方面的基本理論知識，以及應用焊接專業(yè)知識解決實際問題的能力。然而，不少地方高校由于擴招或者新設焊接專業(yè)時間過短，設備投入、技能培訓等未能跟上，致使學生焊接技能差，操作能力弱。較好的焊接技能是一名合格焊接工程師的必備素質(zhì)，這是因為，生產(chǎn)及研發(fā)工作中，往往需要焊接工程師通過試焊、試制來驗證設計方案的可行性和可靠性，及時發(fā)現(xiàn)設計缺陷及焊接制造工藝問題，從而確定最優(yōu)化方案。焊接高技能人才已成為阻礙我國產(chǎn)業(yè)升級的“瓶頸”之一。制造企業(yè)對“高技能”人才存在“重使用，輕培養(yǎng)”的問題，這主要表現(xiàn)為：有高級焊工需求時，以高薪為誘餌，項目完工即解聘。短期獲取了最大利益，長期則不利于企業(yè)技術(shù)積累和產(chǎn)品升級換代，制造水平始終停留于生產(chǎn)、組裝等低層次。焊接技能培養(yǎng)需要長時間的訓練和積累才能完成，這使高級焊工培養(yǎng)成本高，目前高職院和技校擔任了培養(yǎng)焊工的重任，“師傅帶徒弟”的傳統(tǒng)模式隨著人才頻繁流動而使之可行性變差，技術(shù)和技能傳承性變差，甚至斷檔。近年來，我國高職教育發(fā)展迅速，工程實踐和技能培訓場地欠缺日益凸顯。為彌補上述缺憾，職業(yè)學校將學生打包去企業(yè)頂崗實習三個月至半年以獲取一定技能，但企業(yè)作為生產(chǎn)主體，無法提供全方位的技能鍛煉機會，技能提升空間有限。我國焊接專業(yè)人才，即焊接工程師和焊工的培養(yǎng)屬于兩線運作模式，互不交叉融合。普通高校焊接畢業(yè)生具有較好的理論基礎，但操作技能差；高職院和技校培養(yǎng)的學生實踐能力較好，但理論水平欠缺。二者均屬于一條腿走路，培養(yǎng)既具良好的理論素養(yǎng)，又具有較好的操作技能的焊接專業(yè)人才將彌補上述缺憾，實現(xiàn)我國焊接制造水平又快又好地發(fā)展。

2.焊接人才理論技能失衡所帶來的問題。“焊接操作技能”在焊接生產(chǎn)中的重要性越來越突出，這體現(xiàn)在對焊接操作者的技術(shù)要求愈加嚴格。為打造創(chuàng)新型的高端制造產(chǎn)業(yè)，從戰(zhàn)略層面上國家大力發(fā)展職業(yè)技術(shù)教育，培養(yǎng)大量高技能的產(chǎn)業(yè)工人。新產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)離不開技術(shù)熟練的操作者，特別是鍋爐、壓力容器、管道及化工容器等產(chǎn)業(yè)，需通過國家職業(yè)技術(shù)資格考試，持證上崗。焊接質(zhì)量問題不少產(chǎn)生于操作，產(chǎn)業(yè)工人理論基礎薄弱，焊接工程師缺乏操作體驗，質(zhì)量問題難以根除。因而，焊接工程師必備一定的焊接操作技能，產(chǎn)業(yè)工人也必需一定理論基礎。以生產(chǎn)電站鍋爐聞名的上海鍋爐廠有限公司，對新進大學生要求通過三個焊接操作模塊的技能考核才能上崗；上海汽輪廠要求大學畢業(yè)生先從事汽輪機或者蒸汽輪輪機的安裝調(diào)試工作一年。上述兩者人才培訓和管理經(jīng)驗表明，大學畢業(yè)生只有先經(jīng)過一段時間的技能實訓，才能使其所制定的產(chǎn)品設計和工藝方案與現(xiàn)生產(chǎn)相適應，從而及時將智力轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。現(xiàn)實情況卻是，大部分企業(yè)不具備上述企業(yè)崗前培訓能力，由高等學校先期進行焊接技能初步培訓顯得尤為關(guān)鍵。焊接操作一方面讓學生通過練習，掌握基本的焊接操作技能，進而通過將學生分組，制作小型焊接件，來體驗工程實踐并發(fā)現(xiàn)典型工程問題，即實施實踐案例教學法，圍繞一定培訓目的把實際中真實的情景加以典型化處理，形成供學員思考分析和決斷的案例，再通過獨立研究和相互討論的方式以提高學員的分析和解決問題能力的一種方法。

3.焊接課程特點與不足。高等學校焊接專業(yè)主干課程有：《焊接概論》、《焊接冶金學》（基本原理）、《焊接冶金學》（金屬焊接性）、《熔焊方法及設備》、《弧焊電源與其數(shù)字化控制》、《焊接結(jié)構(gòu)學》、《壓焊方法及設備》、《焊接檢驗》、《焊接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)與裝備》，另有還有選修課：《釬焊》、《噴涂與噴焊》、《焊接區(qū)斷口金相分析》等。職業(yè)技術(shù)學院的焊接專業(yè)課程設置與上述相比，主干科目差不多，但內(nèi)容深度、廣度均大幅度降低。焊接專業(yè)課知識點多、面廣且散。課程《焊接冶金學》（金屬焊接性）所涉及的結(jié)構(gòu)鋼焊接一章中包括熱軋及正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼、珠光體耐熱鋼、低溫鋼的焊接問題，涉及焊接核心問題各異，機理相差過大，沒有連貫性，如同“中藥方”，對無實際操作經(jīng)驗大學生而言，內(nèi)容枯燥、抽象，初覺新鮮，后則晦澀難懂，直到工作若干年，才逐漸理解其實質(zhì)。課程內(nèi)容過于抽象，這使大學生難以提升學習興趣，其專業(yè)認知水平難以深入和與現(xiàn)實問題對接。對于初任焊接教師而言，理解透徹尚且不易，何況要將知識點串成線，融會貫通，則需花費巨大精力。然而，通過學生參與焊接工程實踐，通過親身感受和體驗，激發(fā)學生的求知欲和好奇心，可起事半功倍之效。傳統(tǒng)書本案例教學無法獲此效果，這需要加強對學生的焊接技能培訓。因而，改革現(xiàn)有課程內(nèi)容和方式，并使焊接專業(yè)教學貼近企業(yè)實際情況，培養(yǎng)既有一定的專業(yè)基礎理論水平，又有一定實踐操作能力的復合型應用技術(shù)人才，非常重要。

4.問題解決思路。美國70%的一流大學工學院均設有焊接專業(yè)，開展面向市場的工程技能訓練，使學生具有焊接工程師必要技能，這為我們解決上述問題提供了思路。然而，我國不少高校礙于實驗條件限制，加上實踐教學成本高，效益難以體現(xiàn)，形成了注重課堂理論教學的理念和傳統(tǒng)，實踐環(huán)節(jié)往往抓得不緊，考核評價隨意。不僅如此，像焊接這類工程性專業(yè)，需有一定的工程實踐體驗，才能較好地將理論與具體工程緊密結(jié)合。通過焊接操作技能、工程設計等綜合實訓，可使學生具有良好的工程實踐能力和工程素養(yǎng)，培植興趣，激發(fā)學生求知欲，實現(xiàn)“理論→實踐→理論”的學習過程，利于教學時疏通關(guān)鍵知識節(jié)點，實現(xiàn)“教學做”合一，真正體現(xiàn)出“理論實踐一體化”教學優(yōu)勢和特點。

二、理論技能復合型培養(yǎng)模式在焊接課程的探索與實踐

1.培養(yǎng)方式與課程改革。實驗課教學既是知識傳授的手段，也是從理論到實踐的知行統(tǒng)一的過程。通過嚴謹、規(guī)范、系統(tǒng)、細致、循序漸進的實驗課訓練，可以培養(yǎng)良好的操作技能。目前大學授課主體為90后大學生，特點是口才好但動手能力弱，學生操作技能整體下降較為明顯，這需要對現(xiàn)有課程設置進行探索和改進。針對以上形勢和需求，湘潭大學焊接研究所經(jīng)過多輪討論和修改，對焊接專業(yè)課程進行調(diào)整改進。例如：將原選修課《焊接概論》定為《焊接技術(shù)與工程》專業(yè)的前期必修和雙語課程，規(guī)定課程任務是學習氣焊、氣割、手工電弧焊等基本焊接理論及其操作技能，著重培養(yǎng)學生的專業(yè)意識，切實掌握焊接操作技能，使學生具有分析解決實際問題以及設計工藝規(guī)范的初步能力。為此，設置了課堂講授、焊接技能操作實驗、技能現(xiàn)場評估和答疑等教學環(huán)節(jié)。通過上述基本教學步驟，使學生掌握解氣焊、氣割、手工電弧焊等基本焊接工藝及其操作技能。焊接技能操作實驗內(nèi)容包括手工電弧焊（開坡口、制備對接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭）、氣割和氣焊等，技能考核采用單獨焊接操作，現(xiàn)場評分。

2.焊接操作教學方式探索與實踐。手工電弧焊操作技能實驗，對引弧、運條和收弧等基本操作技術(shù)均需要通過沿“眼—腦—手”協(xié)調(diào)運動才能完成，產(chǎn)品焊接質(zhì)量受操作者技能及情緒影響較大。例如：運條時需根據(jù)焊縫位置和接頭形式等采用不同的擺動方式，如：鋸齒形、月牙形、環(huán)形、“8”字形等，每一種方式均需要熟練掌握。為此，首先購買焊接操作技能視頻，實行電化教學與自學，并反復研究視頻資料，從中吸收點子，實地進行焊接操作實習。在技能教學上，先手把手教學，然后分組相互討論，并現(xiàn)場對焊接操作情況進行點評，充分調(diào)動學生好奇心和求知欲。其次，設置焊接技能訓練科目，做到先易后難，確保訓練的連續(xù)性和針對性。將焊接分為三個動作：引弧、運條和收尾，務求每一個工作均熟練掌握。接著，引導學生練習焊縫連接技巧，使所焊焊縫連續(xù)、寬厚一致。最后，學習氣割開坡口等操作技能，掌握氣焊基本技能，實現(xiàn)平板對接焊。現(xiàn)場切割焊縫觀察，評估學生焊接技能水平。為此，將以上操作步驟定為三個科目，只有先通過科目1技能考試，才能進行科目2，依次類推。通過三個模塊的實訓和操作技能考試，使同學們具有初級焊工的焊接技能水平。我們制定和完善了實踐環(huán)節(jié)綜合考評環(huán)節(jié)，通過學生單獨制作焊接作品，如鋼制小板凳、工具箱和小型鋼結(jié)構(gòu)件等，進行評價，并以之作為實踐環(huán)節(jié)的成績考核重要依據(jù)。總之，在本實驗課程通過切割、手工電弧焊實踐操作技能培訓等一系列環(huán)節(jié)，使學生掌握焊接工程師的必備焊接操作技能，能夠正確地制定焊接工藝和作業(yè)規(guī)程。

三、結(jié)論

通過在焊接課程教學中講授焊接基本方法和理論，利用實踐環(huán)節(jié)使學生學習焊接操作基本技能，自主開展工程實踐訓練，使課程教學“實戰(zhàn)化”，以使之與現(xiàn)生產(chǎn)緊密結(jié)合，使學生掌握焊接工程師的必備焊接操作技能，構(gòu)造“焊接理論技能復合型人才培養(yǎng)模式”。這有利于焊接畢業(yè)生獨立開展科學試驗和產(chǎn)品試制工作。

參考文獻：

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