关于《先进材料连接技术》课程内容设置的思考

任江伟　李东　张有凤

【摘要】大学专业课程内容的设置应当以学科特色为出发点，结合行业发展趋势，兼顾产业现状和升级需求，体现课程的差异化和特色，从而提高人才培养质量，为学生们的终身学习和未来发展奠定基础。

【关键词】高等教育；专业课程；内容设置

中图分类号：TB30-4；G712

《先进材料连接技术》是焊接技术及工程专业或者材料加工工程专业的一门专业特色选修课，主要介绍常用先进材料的应用、焊接性问题及解决方案。课程的教学目标是，通过课程的学习，学生们将了解先进材料的发展趋势，了解先进材料连接技术的发展现状，掌握常用先进材料的结构和性能特点，握常用先进材料的焊接性以及常用解决方案。为了实现上述教学目标，在课程内容设置上必须解决好以下几个问題。

首先，需要明确材料体系的选择。先进材料是一个比较宽泛的概念，目前还没有一个明确的定义。随着国内外对材料研究工作深度的增加，对材料结构和性能的理解不断加深，一些新材料不断涌现。但是这些新材料的研究工作还不够系统，有些研究结果还存在一些相互矛盾的地方，因此并不完全适合作为教学内容。考虑到我校以交通运输及载运工具为学科特色，以及载运工具的轻量化行业发展趋势，确定了载运工具轻量化材料为课程内容选择的主要原则。据此确立了铝合金、钛合金、镁合金、陶瓷、异质材料等作为课程的主干。

对于每一个材料体系，其中包括的材料种类也是非常多的。例如铝合金中就包括了不同强化类型的铝合金。而不同类型的材料具有不同的组织特征和性能特点，这造成了他们焊接性的上独特性。受到教学时数的限制，考虑到载运工具轻量化的原则，同时注重联系行业实际，在具体材料的选择上确定以飞机、汽车和高铁制造业中最常用的相应牌号材料为课程的分支。

其次，需要明确各材料的连接方法。材料的连接方法是个非常广泛的概念。常用的连接方法包括粘结、铆接、栓接、焊接等。对于焊接方法还存在固相焊、液相焊、固液两相焊三大类方法，每大类焊接方法中又包含很多具体的焊接技术。考虑到载运工具的制造技术现状及发展趋势，选择了焊接方法。而对于具体的材料体系，主要选择在行业中应用最多的焊接技术。

此外，同时兼顾目前最常用的焊接技术以及未来产业涉及可能采用的焊接技术。这样的课程内容设置有利于提高人才培养质量。现代高等教育已经逐渐成为大众化的教育，专业课程教学必须适应学生的发展，为学生的成长提供营养。现代科技知识急剧膨胀、科学技术日新月异，经济全球化和产业不断升级，这些对学生们提出了新的机遇和挑战。为此，课程内容应该加强与社会和产业发展的相联系，并保持开放性和灵活性，为学生们的终身学习和从事未来的专业活动奠定基础。

最后，还需要明确本课程与其他课程的联系与区隔。本课程中涉及了多种载运工具中使用的轻量化材料。教学目标中需要学生们掌握这些材料的焊接性问题及解决方案。这些内容与先修课程《金属焊接性》、《电弧焊基础》、《高能束焊接》等貌似存在较大的重叠部分。因此，使学生们了解这些课程内容之间的连续性和区隔十分重要而且非常必须。否则，容易降低学生们的学习热情，降低教学效果。

我校焊接技术及工程专业的课程体系设置兼顾了学科分类和学科发展的需求，以培养学生的工程应用能力为特色，着力培养适应国家和区域经济发展所需的高级应用型人才。《金属焊接性》是专业基础课，主要介绍金属材料在熔焊条件下，有关化学和物理冶金方面的普遍规律，及在特定条件下金属材料的焊接性。《电弧焊基础》是专业核心课程，主要介绍焊接电弧的基础理论知识和常用电弧焊技术的基本原理、冶金特点和工艺成形特点，包括CO2气体保护焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极氩弧焊、埋弧焊等电弧焊技术。《高能束焊接》是专业特色选修课，主要介绍激光束、电子束和离子束三种高能束的焊接原理、工艺及适用范围。这三个课程本身是有一定联系并且有自身的显著特色。《金属焊接性》主要介绍的是材料在熔焊条件下的冶金反应及冶金缺陷的防治。涉及的工艺方法是低能量密度的传统熔焊方法，主要关注的是材料的冶金反应特性，不涉及或者很少涉及焊接方法的影响。《电弧焊基础》主要介绍常见焊接方法的冶金特点和工艺成形特点。重点关注的是常用传统熔焊工艺方法对焊接成形的影响，模糊了材料的特征，形成了与《金属焊接性》的区隔。《高能束焊接》主要针对的是高能量密度的三种焊接方法，其焊接原理、冶金特性和工艺成型特点都与低能量密度的传统熔焊方法有显著不同，从而形成了与《金属焊接性》和《电弧焊基础》的区隔。《先进材料连接技术》是针对的是不同先进材料的焊接性问题及解决方案，具有一定的综合性质。其中涉及到的部分材料的焊接性问题，在《金属焊接性》中有提及。为了解决先进材料的焊接性问题，提出了一些解决方案，涉及不同的焊接方法，这与《电弧焊基础》和《高能束焊接》相联系。但是，本课程基于载运工具轻量化的产业背景，针对轻量化材料的组织性能、焊接性和解决方案进行一体化的介绍分析，具有很强的产业背景和针对性。针对具体的材料体系，由产品需求为引导，确定对材料组织性能和焊接结构性能的需求。由此需求分析各焊接方法的适用性及容易出现的焊接缺陷及解决方案。辅助以实际应用案例，帮助学生们综合理解、应用、拓展、探究所学的专业知识，培养学生们发现问题、分析问题和解决问题的能力，为学生们的终身学习和未来发展奠定基础。

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基金项目：上海工程技术大学《先进材料连接技术》课程建设项目（No. k201605003）

作者简介：任江伟（1977～），男，上海工程技术大学材料工程学院讲师，研究方向：先进材料的制备与连接。