“雨課堂”在焊接技術與工程專業實驗教學中的改革探索

李 翔，王林珠，丁培松，唐乾俊

(1.貴州理工學院材料與冶金工程學院，貴州 貴陽 550003；2.貴州大學材料與冶金學院，貴州 貴陽 550025)

當前移動互聯網的浪潮對人類社會的發展產生了重大影響，對于大學專業知識的學習，通過移動互聯網能達到更好的教學效果已經達成一定的共識[1-3]。雨課堂是一種適應移動互聯網浪潮的混合教學工具，該軟件由學堂在線和清華大學共同開發[4-6]，其主要特點是通過內嵌在PowerPoint中的雨課堂插件，實現PC端與手機微信雨課堂公眾號的連接，該軟件可以在教學過程中推送問答、互動、數據分析等內容，并可以統計學生參與情況，彌補了傳統教學過程中答題、互動等只能少數學生參與的缺點。該教學軟件在我校一經試用就得到了廣泛的好評，現在教學過程中已得到大范圍推廣。

焊接技術與工程專業是一門應用性很強的工學學科，焊接技術與工程專業知識的學習離不開各種焊機的認知及操作，焊接技術實驗是焊接專業知識學習的重要內容。在之前的教學過程中，主要將學生集中在焊機的周圍，教師講解焊機的原理、該焊接技術的特點、焊機上各按鍵說明、使用方法等，同時教師現場演示焊接過程，并通過黑板板書部分焊接理論知識達到學習焊接技術的目的。該方法簡單生動，現學現用，教學初期由于學生興趣濃厚能達到較好的教學效果，但隨著教學的深入，學生互動思考不夠，只是學會了簡單的操作方法，并沒有掌握焊接機理及提高焊接水平的方法。特別當焊接設備較少時，大量學生集中在教師周圍，相互之間形成遮擋，有些甚至距離較遠無法看清教師介紹的相關內容，另外，少量學生操作練習時，其他學生則沒有明確的學習內容，這些因素導致學生學習興趣下降，最后難以達到較好的教學效果。

1 焊接實驗教學中的主要焊接技術及設備

1.1 不同焊接技術的特點

焊接是一種廣泛應用的材料連接技術[7]，相對機械連接方法具有連接強度高，無需開孔等優點。目前，隨著科學技術的發展，材料的焊接方法除了傳統的焊條電弧焊、埋弧焊、氣保焊、電阻焊等，還發展出了釬焊、攪拌摩擦焊、激光焊等許許多多焊接新技術。

每一種焊接技術都有其優點，也有一定的缺點。如常見的焊條電弧焊，設備簡單，操作方便，但對操作者經驗技術要求高，焊縫成型質量較差。埋弧焊適合焊接較厚材料，焊接速度快且焊接成本低，同時焊接時沒有弧光，焊接勞動條件好，但要求焊縫為規則形狀且難以在復雜環境下施焊。氣保焊焊縫成型質量高，可以焊接不規則形狀并可以在復雜條件施焊，但焊接速度慢且焊接環境較差。而釬焊、攪拌摩擦焊、激光焊等焊接技術焊縫成型質量高且焊縫美觀，但焊接設備價格昂貴，焊接成本高，不適合小批量焊接。

1.2 焊接實驗主要焊接設備

為了使學生既能掌握目前仍在廣泛使用的傳統焊接技術，同時對焊接新技術也有所了解，培養能適應社會需求的焊接技術與工程專業人才。我校購買了埋弧焊機、氣保焊機、氬弧焊機、電阻焊機、釬焊爐、攪拌摩擦焊機、激光焊機、焊接機器人等設備，由于焊接設備單價較高，相關焊接設備多為1臺(套)，少量為2臺(套)。

2 雨課堂在焊接實驗教學中的應用

雨課堂實現了PC端與手機端的連接，使用手機能使學生更多的參與課程的學習，基于雨課堂的特點，焊接實驗教學過程中做了一定的教學改革探索，達到了較好的教學效果。

2.1 優化實驗資源

對于焊接原理、焊接特點的介紹是焊接實驗教學的第一步，使用雨課堂可以在課前將PowerPoint中的課件同步到微信雨課堂公眾號上，上課時將相關文件發布在課堂中，學生可以使用手機實時查看相關課件，內容豐富、圖片形象生動，避免了傳統黑板板書內容呆板等缺點。

實驗教學過程中最大的難點在于實驗教學介紹相關設備時，特別對于價格昂貴的實驗設備，往往實驗設備較少，此時學生集中在教師周圍，由于學生之間的遮擋，部分學生難以看清教師的教學內容，使用雨課堂能很好的解決這一實驗教學的難點。

例如在講解埋弧焊控制面板上的電壓、電流、行走速度等參數選擇時，將控制面板的圖片及視頻實時發布的在雨課堂公眾號上，在教師講解控制面板時，看不清控制面板的同學可以使用雨課堂查看控制面板的圖片及視頻，并注意聽教師的講解，通過這種手機與實物結合的方式加強學習效果，能很好的學習操作面板上的相關知識，避免了因為看不清楚導致學習效果差的現象。

在講解焊接機器人編程時，編程控制器尺寸只與A4紙相當，如果采用傳統的教學方法，只能有貼近教師身邊的幾個學生能看清控制器的編程過程，如果將該編程過程錄制成視頻發布到雨課堂公眾號上，再配合教師的現場解說能達到很好的教學效果。這些使用雨課堂在焊接實驗教學過程中探索，能充分優化實驗資源，達到有限實驗資源條件下最大限度提高教學質量的目的。

2.2 提高實驗課效率

焊接技術實驗時一般會對學生進行分組，每組人數3-5人。對學生進行分組，不僅可以鍛煉學生團結協作的能力，同時組員之間相互比較實驗結果能更好的認識實驗參數對實驗結果的影響。如果采用傳統的教學方法，只能在上課時采用點名的方法進行分組，這樣會占用大量實驗教學時間。同時，為了達到鍛煉每位學生的目的，教師會設計不同的實驗參數和實驗要求，比如氬弧焊的電壓、電流、氬氣流量、坡口形狀等，這些數據如果用教師口述-學生記錄的方法，需要耗費大量的時間。特別對一些實驗資源比較緊缺的大型設備，其設定的參數值更多，記錄參數極為繁瑣。此時可將實驗參數發送在雨課堂上，學生可自行查看自己的實驗參數，這樣學生就能快速獲得實驗參數，從而有效增加學生的實際操作時間。

傳統教學時，介紹完相關焊接設備的原理、使用方法并演示完操作方法后，學生就要進入實際操作階段。由于焊接設備數量有限，在部分學生操作焊接設備時，其他學生一般只能觀察其操作過程。此時，其他學生雖能從中學習到一定的操作經驗，但時間稍長難免覺得枯燥乏味，學習效果會大幅下降。若此時將相關焊接原理、焊接參數對焊接結果影響的知識發送到雨課堂上并要求未操作的學生自學，學生不僅可以鞏固已經學習到的知識，同時在上手操作前就已經對實驗有了一定的了解，既能通過實踐檢驗理論，又能加深學生對理論知識的理解。

3 雨課堂在焊接實驗考核中的應用

3.1 豐富平時成績考核內容

焊接實驗成績由平時成績和實驗報告成績組成，在使用雨課堂之前平時成績主要依據出勤情況和教師觀察學生實驗課表現來評定。使用雨課堂后，可以通過推送實驗基本原理等考題，要求學生答題等方式來增加平時成績的考核方式，這種方式能充分了解每位學生的參與情況及學生的學習積極性，不僅豐富了平時成績的內涵，同時，能將理論與實踐結合，有效加強學習效果。

3.2 規范實驗報告

撰寫符合規范的實驗報告是焊接實驗結束后最重要的總結工作，教師雖然設計了相關要求和規范但學生往往難以達到要求，特別是對于佐證實驗結果的相關圖片，學生由于缺乏相關的科研思維，圖片細節難以掌握。比如對比實驗結果時應將全部實驗對象放置在一起拍照，才能有直觀的對比結果，論述焊縫熔深、熔寬、余高等數據時應將標尺拍入照片等。使用雨課堂后，通過將相關要求及拍照實例發送到雨課堂，學生在課后學習并可以隨時查看相關要求，從而輔助規范實驗報告。

4 結束語

移動互聯網的浪潮是時代發展的產物，雨課堂是適應這種移動互聯網發展的必然成果。在該軟件使用初期可能出現教師對相關操作不熟悉，學生不適應這種新的學習方式，教室網絡信號等無法滿足教學要求等困難，并可能導致在雨課堂教學軟件使用初期教學效果不明顯等問題。通過焊接技術與工程專業實驗教學改革探索表明，隨著雨課堂使用頻率的增加和學習習慣的改變，確實能達到提高學習效果的目的[8-9]〗。作為教師只有不斷汲取新的知識、新的教學理念，不斷提高自己，才能適應新時代教學工作的要求。