适应“卓越工程师教育培养计划”的焊接技术与工程专业人才培养模式研究

徐磊　张建军　魏晓伟

摘要：通过分析教育部“卓越工程师教育培养计划”内容，结合学院焊接技术与工程专业原有培养模式与卓越计划高度契合的特点，针对目前的培养方式不能很好地满足卓越工程师培养要求的现状，从教学内容、教学方法、考核方式等环节对该专业培养方案改革进行了研究，全面提高学生的工程实践和创新能力，培养适应社会经济发展需要的焊接工程技术人才。

关键词：卓越工程师；焊接技术与工程；培养模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0102-02

针对我国工程教育大而不强、多而不精，尤其是工程学科高等教育毕业生创新和实践能力薄弱的现状，推进高等工程教育改革势在必行。面对这样的形势，我国教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），提出三点要求：一是企业需深度参与工程人才培养过程；二是学校按通用或者行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程和创新能力。根据以上三点，卓越工程师培养应设定在学校和企业之间联合进行，并尽可能引入第三方认证机构进行模块化和定向培养，其中，教师能力培养、课程设置、教学内容安排和教学环节的衔接是人才培养的重要元素，是能否培养出卓越人才的关键。西华大学焊接技术与工程专业的前身为焊接工艺及设备专业，1991年开始招收专科生，1997年招收本科生，1999根据教育部专业设置要求，与铸造工艺与设备、模具设计与制造专业合并成成立材料成型及控制工程专业。2012年经教育部批准，我校焊接专业从材料成型及控制工程专业中分离出来，设置焊接技术与工程专业。焊接技术与工程专业与生产应用紧密相关，其实践性非常强，符合“卓越计划的培养理念”，为了进一步深入配合“卓越计划”的实施，对本专业课程安排、教学模式、考核方式三个方面进行思考和探索。

一、“焊接技术与工程”专业特点及教学现状

焊接技术与工程专业是涉及了材料、力学、自动控制等学科的交叉性学科，这就需要学生掌握三门学科的基本理论知识，并在焊接技术与工程专业中灵活运用，如：焊接过程是一个复杂、影响因素诸多的金属融化和凝固成型过程，在工艺设计时既要考虑母材、焊材、焊接方法，还要考虑不同的零件结构及其焊接工艺参数的影响，要想真正掌握并灵活应用须具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。我校焊接专业课程教学仍然是重理论、轻实践，虽然前期开展了一定的实践教学活动，但学生的理论及实践能力的培养仍显不足。主要表现在：（1）教学方式单一，授课方式仍采用“填鸭式”教学方法，不能很好地提高学生的学习兴趣，导致教学过程缺乏学生的参与，不利于学生自身能力的培养。（2）教材内容理论脱离实践、应用实例少，学生在进行焊接实践时无从下手。（3）课程实验主要为演示实验，学生参与程度不够，兴趣不高，难以真正地培养学生的实践创新能力。（4）各门课程的考核仍以闭卷的书面形式进行，以考察基础理论知识为主。以上四点教学和考核方式均不利于卓越工程师的培养，不能满足“卓越计划”对工程能力和创新能力强化培养的要求。

二、卓越工程师培养理念下的课程教学改革

（一）专业教学内容改革

根据“卓越计划”的特点与要求，从工程实际出发对本专业培养模式提出几点建议，拟改变传统的重理论、轻实践的教学思路，同时吸收职业资格考试的相关内容并与教材的内容结合起来，加强培养学生的工程素质和实践能力。根据焊接技术与工程专业的特点增加典型焊接件工艺设计实例。使学生能够通过实例掌握产品的焊接工艺设计步骤及方法。根据焊接技术与工程专业的特点，结合本学院本专业特点，明确提出将本科毕业生培养成为技术和技能型人才的目标，围绕上述目标，为了让学生能够牢固地掌握理论基础，灵活运用所学的知识，将培养计划进行模块化设计，把授课以及实践内容分为三大模块：焊接理论基础知识、焊接工程师必备专业知识以及行业企业相关内容的实践。通过三部分教学模块相互配合，使学生及时巩固焊接基本理论的同时加深学生对实验和实践现象的认识。

（二）课程教学方法和教学手段改革

1.采用多元化教学方法，激发学生兴趣。教学时将实物展示给学生，并采用启发法及课堂讨论的方法，培养学生的综合素质。例如在讲述焊接接头的三个重要分区时，向学生展示一个典型的对接焊接接头工件实物，并采用低倍组织显示区分三个区域，学生可以获得直观的感受，同时，教师提出几个组织与性能方面的思考问题引导发挥学生的主观能动性，对焊接接头组织和性能的不均匀性进行深入的思考，讨论其不均匀性的成因和影响因素，完成直观认识后引导学生联想相关热处理学理论，树立工艺—组织—性能之间紧密关系的思想，让学生主动联系各个知识点并参与教学。

2.多媒体教学，提高教学质量。采用视频、图片、动画等展现具体教学内容，使教师摆脱了讲台上课堂内对空间和时间的束缚，进一步扩展学生认知的广度与深度。多媒体可以清晰生动地展现某些复杂的过程，激发学生的观察力，并促使学生发现规律，想象这一变化的机理，增加知识之间的逻辑联系，有利于认知思维的深化与发展，更有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量。通过搜集、制作焊接工艺方面的图片、动画，丰富该课程的多媒体课件，在理论教学的同时联系具体实例，提高学生的学习兴趣。例如，在讲授焊接氢致裂纹的成因时，如采用板书教学来讲述其影响因素，则显枯燥并且不易掌握，如采用Flash动画的形式描述氢原子扩散或者化学反应的过程导致氢脆或氢腐蚀现象，则可清楚、直观地看到裂纹的形成过程，激发学生的学习兴趣，使学生快速掌握相关内容。采用这种方式将单纯的听觉语言转换为视听同步的教学活动，学生理解更加轻松，降低了基本理论知识的枯燥感，从而提高教学效率和效果。

3.课内实验教学改革，焊接专业实践性很强，但现有的课内实验多为验证性实验，难以培养学生的工程能力和创新能力。将数字技术如：焊接过程模拟有限元软件引入课内实验，使之应用于实际焊接生产工艺设计，通过焊接工艺过程模拟，可以更加直观体会焊接工艺参数对焊接过程的影响作用，如焊接电流、电压、焊接速度、坡口形式等对焊接过程的直接影响作用。比如：焊接工艺课程采用SYSWELD软件开展焊接速度对热输入的影响，速度的快慢对热影响区的宽度，焊缝及其热影响区的温度梯度等会产生显著影响，通过模拟软件直观地显示温度场、应力场和应变场，给学生直观的认识。通过增加这种实验改革的方式，达到提高学生对理论知识的深入理解并结合先进技术手段加以应用的目的。将原理与模拟相结合的教学手段对加强学生深刻认识焊接工艺设计原理具有较好的效果。通过实践环节的改革，可极大地提高学生的学习兴趣，扎实掌握基础理论，提高设计能力，为学生的工程能力和创新能力打下坚实的基础。endprint

4.基于校企合作实现实践研究型教学，企业优秀工程师、技术和管理人员都具备丰富的实践技能和工程经验，聘请优秀工程技术骨干承担课堂及课外教学任务，讲解具体焊接工艺规程的编制、焊接工艺设计的关键环节等，使得学生更容易了解和掌握本专业的现场技术。通过将技术骨干请进来的方式弥补大学教师在实际工程领域经验的不足，从而提高学生的职业技能认知水平。卓越工程师教育培养计划要求在培养学生工程实践的过程中做到课堂上的教学理论与课堂外的生产实践相结合。结合本专业的情况，鼓励学生参与学校及企业的科研项目，特别是本科毕业设计方面，做到学有所用，积极联合企业结合具体问题开展工作。学生在参与实际科研项目的过程中，通过对现场问题的直观了解，提取来自现场的工程问题，结合查阅相关文献，并提升为科学问题，从而反馈至理论学习中的相关内容，培养学生的学术素养和工程实践能力。

（三）专业课程及实践课程考核方式改革

目前，专业课程的考核方式为通过闭卷考试考查学生对理论知识的掌握程度，缺乏对实践内容及行业规范的考核。结合卓越工程师的培养要求，焊接工程师为从事开发、定制焊接工艺，指导工人作业，维护焊接设备的专业技术人员，应当采用多种考核方式，考核以期中、末理论考试为基础，并将以上考核内容延伸到现场实践中，以发现、分析和解决问题的能力作为实践考核指标。基于以上思路，我院已经成功开展了第一届高级焊工培训，首次培训为期52天，共300个学时，其中理论课时140，实践操作课时160，通过此次长课时、持久性的培训，将以往所学的理论与实际操作有机结合，在焊接理论及实际操作方面都受益匪浅。通过对实践技能的考核方式改革，取得了较好的效果，参训学员均受到了用人单位的一致好评。

焊接技术与工程专业是急需培养卓越工程师的一门专业，通过对该专业教学内容、教学方法、考核方式以及教学环节的改革，可以提高学生对理论的深入认识水平，并提高工程实践和创新能力，为高等学校卓越工程师的培养奠定基础。

参考文献：

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