新工科背景下工程訓練教學中焊接實訓的改革與實踐

李博

摘要：以西安工程大學工程訓練中心開展的焊接實訓課程為研究對象，以培養學生的工程實踐能力與創新能力為基點，在工程訓練實踐教學中針對不同專業的學生開展不同模塊的焊接實訓教學，創新教學內容、教學方式和實訓操作方法，增強學生的學習興趣，學生的工程綜合能力和教師的指導水平得到了大幅提高，工程訓練焊接實踐教學效果良好。

關鍵詞：焊接實訓;工程實踐;創新能力

中圖分類號：TH164? ? ? 文獻標志碼：B? ? ? ? ?文章編號：1001-2003（2021）09-0107-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.09.21

0? ? 前言

隨著科技變革時代的到來，國家重大裝備制造對工程科技人才的需求日顯突出，如何培養一批高技能型人才[1-4]，成為工程教育改革的當務之急。工程綜合實訓作為高校重要的技能教學環節，不僅有利于鍛煉學生的理論運用、基本技能、動手實踐、獨立工作等能力，更有助于培養學生良好的職業道德、工程素養、團隊協作等能力[5-7]。此外，使學生掌握和運用高新技術能力、實現與企業無縫對接，也是工程訓練應該承擔的責任[8-10]。隨著焊接技術在工程建筑、航空和工業機械制造中的廣泛應用，新工科對高校工程訓練中心實踐教學要求進一步提高，焊接實訓在各高校的工程訓練實踐教學內容中越來越受重視。

1 工訓焊接實訓不同模塊化的主要內容

西安工程大學工訓中心焊接實訓室共有25 臺焊接設備，設備明細如表1所示。

在師資方面，中心現有焊接實訓教學人員共11 人，其中教授級高級工程師2人，工程師5人、技師3人、高級工2人。

為適應不同專業學生對焊接實訓的不同要求，西安工程大學工程訓練中心焊接實訓模塊包括4大部分，如圖1所示。A模塊為通識教育，主要針對藝術、服裝類學生進行通識+演示教育;B 模塊為非機教育，主要針對理科類學生進行基礎+演示教育;C模塊為近機教育，主要針對工科類非機材類學生進行基礎+實訓教育;D模塊為機材教育，主要針對機電材料類學生進行基礎+實訓+創新綜合制作。

近年來，在相關政策號召下，西安工程大學對創新型、復合型人才目標更加重視，工程訓練中焊接實訓學生也由過去單一的機材類相關學院演化至涵蓋了機電工程學院、電子信息學院、材料工程學院、 紡織科學與工程學院、計算機學院、環境與化學工程學院、城市規劃與市政工程學院、服裝與藝術設計學院、新媒體學院、人文社會科學學院、管理學院等14個相關學院。

1.1 A類通識教育

傳統的焊接實訓教學是沒有A模塊，鑒于焊接在現實生活中有廣泛且極其重要的應用，為了解答服裝、藝工、人文類專業學生對焊接工藝認識的盲區以及誤區，基于西安工程大學的辦學實際情況引入通識教育，在實訓操作過程中，由于焊接時高溫高輻射的特殊性，針對此類學生的特點，學時設置為5個學時，內容如圖2所示，以現實生活中部分焊接工藝品為出發點，主要以視頻教學與現場演示教學相結合的方式進行教學，激發學生興趣，啟發學生的思維，增強學生進入社會生產實踐的安全責任意識，培養學生敬業懋學的精神。

1.2 B類非機教育

B類非機教育焊接實訓主要面向理科類學生，傳統焊接教學模式固定、內容單一，手弧焊灌輸型教學方法導致學生每個人僅操作幾根焊條，其他焊接方法均不做介紹，焊接實踐教學模式與新工科應用型人才目標要求脫節。作為新時代的指導教師，應以培養綜合素質人才為目標，針對此類學生的特點，改革實訓教學形成多角度、素質化的實踐教學模式，非機教育體系如圖3所示，開設了16學時焊接技術認識實踐課程。

經過 4年實際焊接教學探索與檢驗，教學效果良好，學生工程素養大大提高，非機部分學生實踐成果如圖4所示。

1.3 C類近機教育與D類機材教育

C類與D類焊接實訓面向的對象為工科類學生。過去工科類學生實訓一人操作、幾人圍觀，學生實訓安全意識、實訓時間有效利用率、學生工訓焊接專用服管理都需進一步加強。C類學生和D類學生前期實訓幾乎沒有差別，內容覆蓋已有焊接設備，C類學生是理論+實踐環節，實踐為1周，對于D類學生，增加了2周焊接綜合制作實踐環節。

1.3.1 焊接實訓場地規劃

西安工程大學工程訓練中心C類、D 類學生，按照新大綱要求，為保證實訓質量，以 30 人為例，焊接實訓分區如圖5所示，將焊接實訓室劃分為理論區和實踐區，每組5人共6組，對每組人員進行編號，1號焊接員實踐操作;2 號為安全員，負責焊接操作安全;3 號為觀察員仔細觀察1號焊接過程的動作;4號和 5號為學習員，在理論區學習焊接相關教材。

1.3.2 學生輪轉方式

以最基礎焊條電弧焊為例，焊接員每操作一根焊條時間約為3 min。考慮到學生在理論區的時間不宜太短或太長，否則學習效果不佳，所以按照崗位輪轉模式，每焊 3 根焊條換下一位同學為宜，平均每個學生在理論學習區的時間為 18 min。崗位輪轉模式具體為：1號學生焊完3根焊條后，讓 2 號學生擔任焊接員，3 號學生擔任安全員，4 號學生擔任技術觀察員，5 號學生依舊在理論區學習，1號學生進入理論區學習，且進入理論學習區時，可適當休息。此輪轉模式要求實訓教師全程在場，起到監督與指導作用。學生在其余焊接設備上的輪換模式與此基本類似。

1.3.3 學生作品

部分學生綜合制作作品如圖6所示，理論+實踐+制作+創新的模式進一步加強學生對焊接知識的掌握和應用。

2 新模式實訓成果

（1）有效提高了學生的工程素養。工訓每年高標準完成全校約130個班級3500余人次的焊接實訓教學任務，有效提高了學生的工程實踐能力，為“ 雙師 ”型人才目標的培養奠定了基礎。同時激發了學生的創新能力，在2020年中國工程機器人大賽暨國際公開賽上，獲得國家級一等獎6項、二等獎1項、三等獎1項、優勝獎1項;參加“ 第九屆全國大學生機械創新設計大賽陜西賽區（陜西賽區） ”，獲得二等獎;參加第十六屆全國大學生智能汽車競賽，取得了一等獎2項的好成績。

（2）激發了實訓學生創新創業熱情。通過不同模塊化焊接實訓，使學生認識到焊接技術的重要性和焊接技能人才的良好就業前景，雖苦猶榮。在工訓中心的積極倡導下，不同批次的學生分別赴中船重工、航天六院、西飛、陜鼓等企業相關焊接車間，零距離接觸以大國工匠曹玉璽為代表的技能大師，不少學生結合自己的創意，制作出了各種焊接工藝品，學生的創新創業熱情空前高漲，本著“ 以賽促學、以賽促教、學賽結合 ”的理念，越來越多的學生參與全國大學生焊接工藝大賽當中，學生對焊接的態度發生了根本性的改變。

（3）大幅提升了“ 雙師 ”型教師的業務水平。實訓指導教師通過不斷學習和鉆研，科研創新水平得以提升，成績斐然，在首屆陜西省工程訓練綜合教師教學技能競賽中累計取得特等獎1項、一等獎2項。中心2位教師獲得“ 西安工匠 ”榮譽稱號，授權發明專利2項，實用新型專利4項。

3 結論

（1）實施焊接課程的實訓改革，學生的動手能力，吃苦能力，創新能力，團隊協作能力顯著提升，教學質量大幅提高，通過對現代焊接實訓和傳統焊接實訓的對比和分析，有助于加深學生對傳統加工方式的理解，也有助于學生了解相關先進制造技術及行業發展動態。

（2）通過實訓過程中學生的自主學習，自發提出問題和解答，大膽的實訓操作，激發了學生主動學習的求知欲，培養和鍛煉了學生綜合運用所學專業理論和技能、獨立工作的能力，有利于鍛煉學生的創造能力和團隊協作精神。

（3）對先進設備和儀器的規范操作和實踐，鍛煉了學生的操作能力，有助于培養適合企業實際需求的人才，為學生后續各課程的學習打下了一定的實踐基礎，進一步提高學生的社會責任感和職業道德規范。

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