現代教育技術在《焊接方法與設備》課程中的應用

何旭丹 陳 妍

《焊接方法與設備》是焊接技術與自動化專業的職業能力核心課程，在課程體系結構中處于重要位置，是一門綜合性、技術性很強的專業課，學生通過做中學，學中思，能夠更好地掌握知識與技能。在傳統的《焊接方法與設備》課堂教學中，教師知識講解和學生學習的過程中，普遍存在著以下困難：一方面教師在授課中采用示范教學對學生進行操作示范引領，可更直觀地將教學內容傳授給學生，但是傳統的教學場所很難提供學生在“做中學、學中做”所需的場地、設備，教師在介紹新的儀器設備或是操作過程時也無法兼顧到每個學生，降低了示范教學的效果和教學質量。另一方面，由于學生是初學者，在初次實踐操作中，難免出現操作不當或不規范的現象，這都需要教師在授課過程中進行巡回指導糾正。計算機技術、虛擬仿真等技術的出現促進了職業教育課程改革。現代教育技術是一項集多學科的綜合性技術，它以控制論、系統論、相似原理和信息技術為基礎，以計算機和專用設備為工具，通過計算機技術、多媒體技術、網絡技術、三維造型和先進學習理論對相關專業知識和技能模擬實踐過程進行組裝。現代教育技術能夠實現以學生為主體的自主學習，是為提高教學質量而對相關教學資源和教學過程進行的設計、開發、利用、管理和評價。在計算機技術、人工智能技術、虛擬現實仿真技術等快速發展的今天，現代教育技術以其直觀表現力和動態呈現力得到了廣大教師的認可，正廣泛應用于職業教育的一線教學中。

1 現代教育技術在專業課程教學中的作用

《焊接方法與設備》課程作為焊接技術與自動化專業的核心課程，旨在培養焊接高技能人才所必備的“焊接工藝知識”與“焊接操作技能”兩個首要崗位能力，使學生充分掌握各種焊接方法的原理、選取焊接參數的原則、焊接質量的控制及常用設備的使用與維護。教師應教會學生正確選取焊接方法、焊接工藝參數及維護焊接設備，尤其應重視實踐操作環節。在授課過程中，應利用現代焊接技術中心良好的實訓條件，將多媒體教學、仿真教學等多種現代化教學手段融入進來，理論知識和實踐操作同時進行，讓學生在實際生產中邊干邊學，以實踐檢驗理論，以理論指導實踐。通過教學視頻、仿真教具等多種形象的教學設備，讓學生先形成感官的直接認識，再架構抽象的知識點，最后通過實踐操作，使學生能獲得牢固的直觀知識點、易于掌握基礎概念。通過現代教育技術的滲透，有利于提高學生的教學主體地位，能改善課堂結構，優化教學過程，提高教學質量。

2 現代教育技術在《焊接方法與設備》課程中的應用實例

現代教育技術在《焊接方法與設備》課程中的廣泛應用，給課程的教學方法的改進帶來了生機和活力，在實際教學過程中，從教育對象的實際出發，從適用、夠用的角度對學生進行啟發性教學，應采用分析、比較、概括、推理、探索新情景等操作，有利于提高學生的學習質量。

2.1 教學流程簡介

目前，職業院校的課程授課方式主要為理實一體的教學方式，在教學過程中，突出學生的主體學習地位。授課過程中，教師以常見的典型問題，引導學生參與思考與討論，教師針對學生的回答進行點評后導入新課。在新知識的學習中，通過創設情境，結合PPT 教學課件、視頻、動畫等教學資源以及云班課等智能教學助手，更好地與學生互動交流，提高學生的積極性與參與性，使學生對抽象的理論知識形成直觀的感性認識，再通過實踐檢驗理論知識，更好地掌握知識與技能。具體的授課教學過程如圖1 所示。

圖1 《焊接方法與設備》授課流程

2.2 應用實例

在焊接專業課程的授課過程中，應以讓學生掌握相關的技術和方法為主，突出學生對技術的掌握與應用。尤其在《焊接方法與設備》課程的學習中，學生重點應掌握焊接設備的使用規范和操作流程、焊接方法與參數的選取等，但由于教學場地和條件的制約，無法將理論知識講解與實際操作結合到一起，教學效果較差。通過引入教學仿真軟件，可使每個學生清晰地看到教師的示范操作，同時學生可以第一時間進行練習，將理論知識應用到實際操作中，提高了教學效率。這種教學方法，既可減少由于教學場地限制而損失的教學時間，同時在教學中，學生能通過虛擬仿真系統進行實踐操作，教師可隨時對學生的操作情況進行檢查反饋，有利于提高教學質量。

在第二章焊條電弧焊第一部分原理性的知識講授中，教師制作精美的多媒體教學課件，將授課內容進行規范性的整理、整合，將知識點進行梳理形成較有條理性的知識內容。在授課中，為凸顯焊條電弧焊在實際生產中的應用，可在授課初始播放船舶制造企業使用焊條電弧焊的視頻，使學生對實際生產有直觀的印象，形成主觀學習興趣，從而將枯燥的原理性知識點轉換成生動的視頻圖像。第二部分是焊條電弧焊設備及工具的使用，對這些知識的學習，在借助視頻圖像進行直觀展示的同時使用虛擬焊接仿真實訓系統，既能讓學生掌握設備器械主體構件，同時能規范性的掌握焊接設備的操作規范。仿真教學系統中，對焊接設備的按鈕等設置了控制程序，當學生進行操作訓練時，每一項步驟將被記錄，如出現錯誤操作，在最后提交操作成績時，將顯示“錯誤”的提示語句，學生可反復練習，達到熟練程度。第三部分為焊條電弧焊工藝，例如在蓋面層教學時，如果讓初學的學生進行實際操作，失誤率較高。此時將虛擬焊接仿真系統引入后，學生可以通過鼠標點擊相關設備，第一步先通過鼠標選擇設備中的電壓、電流按鍵，將電壓、電流調至適宜的大小，第二步在工具架上點擊焊槍，將焊槍拿起移動到板材上，進行仿真蓋面填充焊接。仿真過程中，能演示出焊接過程中的光、熱、聲等多種現場的實際情況。學生在進行仿真操作時就能獲得清晰而直觀的感受，如果需要更換焊條只需點擊更換按鈕即可。這些仿真教學技術，在模擬實際焊接操作技術的同時又能通過電腦信息技術，讓教師對學生的操作成績進行數據回收分析，方便教師進行教學評價，也為后續教學提供了實踐依據。

本實例通過運用現代教育技術，激發了學生的學習興趣，使學生樂于學習，課堂氣氛相比傳統課程活躍很多，提高了教學效率；利用虛擬焊接仿真實訓系統克服了傳統課程中教師利用PPT 課件在教室講解，學生缺乏直觀概念的缺點，讓學生在做中學、學中思，突破了《焊接方法與設備》的課程難點。

3 立足課程、學情，合理運用現代教育技術

現代化教育技術一項教學理論與現代科學技術有效結合的綜合技術，對于提高職業院校學生知識與技能的掌握水平具有重要的擴展作用。在《焊接方法與設備》的教學中，應充分立足課程特點、基本學情、教學目標等，將多項現代教育技術進行優化組合，合理有效地運用現代教育技術于課程教學中。現代教育技術在運用時，也應遵循學生的主體教學地位，在授課過程中教師應充分關注學生的情感變化、尊重學生的創造性、注重學生之間的合作、師生的交流互動等，這樣方能將現代教育技術使用的效果落到實處。