“新工科”建设下应用型本科教学方法探讨

高双胜，国旭明，莫春立，张占伟

摘要：目前“新工科”建设正进入越来越多高校的视野，新工科建设的核心定位是“人才质量”。《焊接方法与设备》课程是焊接专业的核心课程之一，本课程教学采用了多媒体、blackboard网络教学平台、创新实验以及融入项目讨论等教学方法，旨在激发学生的创新意识、提升学生的实践能力，鼓励学生参加全国大学生焊接创新大赛，提高应用型人才的培养质量，达到满意的教学效果。

关键词：焊接方法与设备；多媒体；blackboard教学平台；创新实验；教学方法

2017年2月以来，“新工科”建设正在进入越来越多高校的视野，新工科建设的核心定位是“人才质量”。而应用型本科院校作为区域人才培养的重要基地，其人才培养的质量直接关系到高校本身和地方的建设和发展。

焊接技术作为一种材料永久连接的技术，是制造业中材料加工的重要工艺之一，在核能、航空航天、电力、微电子技术、石油化工、汽车船舶等领域应用广泛。在推动国家的经济建设和发展科学事业上，焊接技术将起重要的作用。

《焊接方法与设备》课程是高等院校材料成型及控制工程专业（或焊接方向）的一门核心课程，在构筑学生专业理论基础和培养学生焊接工程实践能力方面起着重要作用。该课程课堂讲授内容主要包括电弧物理基础、熔滴过渡、焊缝成形、电弧自动控制、常规熔焊方法原理、焊接工艺基本知识以及部分高能束流焊接方法。课程内容丰富、覆盖面广、理论性强，涉及到电工、金属学、材料连接原理等基础课程；实践性更强，制作一个产品，可选择的焊接工艺方案和设备很多，所制定焊接工艺的好坏直接影响产品的质量、寿命和价值，而一个合理的工艺方案必须依靠长期的实践经验积累起来的。

我院《焊接方法与设备》课程共计48学时，其中课堂讲授42学时，实验6学时。教学任务重且课时有限，相关实验设备和资深技师短缺，为保证教学质量，我们从多方面对该课程的教学方法和手段进行了探讨和研究。

1采用多媒体教学，整合优化教学内容

为了保证在较短的时间内能学到更多的知识，在课堂中充分利用多媒体教学，通过视频、动画、彩图、声音等提高教学内容的趣味性，使得深奥抽象的知识点更加直观、具体、生动、形象，又符合90后学生的兴趣取向，可以充分激发学生学习的主动性和创新性。例如：在传统的教学中，由于电弧和熔池抓不到、摸不着，观察也比较困难，讲解电弧基础知识就是一难点，但借助高速摄像仪、仿真和动画演示，可以轻而易举地化解这个教学难点，而且事半功倍。教学内容是衡量教学质量高低的关键性指标，正确把握教学内容是提高教学质量和效率的重要前提。由于课程内容繁多、理论性强，一味地将书本上的内容照搬到PPT上，则违背了多媒体教学的初衷，教学效果“换汤不换药”。因此，教学内容必须以应用为核心，以“精、简、易”为原则，着重讲熔焊部分（压焊和钎焊部分后序开设专门的课程），突出“焊接原理、特点及应用—焊接设备—焊接材料—焊接工艺—焊接实例”这条主线，合理分配学时，整合优化教学内容，并在教学中融入一些国内外新颖的焊接素材，提高教学内容的先进性和实用性，进一步保证教学效果。

2利用网络平台，促进多元化教学

由于教学任务重且课时有限，要想在课堂上把知识点讲透是完全不够的。我院充分利用blackboard网络教学平台实现《焊接方法与设备》网络教学，教师和学生可以在任何方便的时间和地点浏览网络内容、获取资源、实施教学，进行实时交流和互动、考核和评价。

同时，在网络教学中，采用“行动导向、项目教学”、“小组学习”等教学方法，真正做到以学生为主体，以问题为中心的师生互动。例如：在讲完TIG、MIG、MAG、CO2焊相关内容时，有意识地设置综合性问题“把四种气体保护焊接方法的原理、特点、焊接材料及其应用进行对比”，要求学生分组梳理总结知识点，形成各种有利于学习和记忆的图表，并进行讨论完善。这样不仅可以引导学生去研究和讨论问题，还加深了学生对知识的理解和掌握，同时还检测了学生的学习效果并及时反馈给教师。

3以兴趣为导向创新实验教学模式

本课程是一门需要通过实践来加强理论知识理解的专业课程，我院教师在教学过程中除了融人大量焊接实例来讲授外，还开展了部分章节的现场教学。例如：在实训现场，讲解埋弧焊相关知识，从埋弧焊的操作演示—设备及工作原理—焊接过程和原—埋弧焊的特点—焊接材料—应用和工艺。循着这条线讲下去，知识传授得很直观具体，且不乏系统性和连贯性。

另外，我院还通过一些开放性实验来进行辅助教学，以兴趣为导向创新实验模式，把电弧焊、CO2焊、气焊与气割实验室对外开放。学生自主设计作品提交相应的实验计划，审核通过后，实验室提供材料进行创新性实验。学生独立完成实验，教师对有潜质的学生重点培养，推荐参加全国大学生焊接创新竞赛。

此外，还通过智能焊接平台—弧焊领域的智能模拟培训系统来对学生进行标准化的技能操作培训，不仅节省了人力和耗材成本，且清洁安静的环境减少了可能的伤害，提升了学生的认知和练习兴趣，培训内容标准化，提升了学院的教育形象。

鼓励学生参加大学生创新创业竞赛，对有想法的学生提供必要的经费支持，并由教师亲自指导完成项目，并撰写学术论文或专利，起到很好的锻炼作用，对其日后工作大有裨益。

4 科研融入教学，开拓视野、学以致用

将任课教师的科研项目、最新研究成果、科研学术论文融入到教学中，把科研中获得的最新知识和信息、积累的经验传递给学生，给予学生技术前沿的引导，丰富课堂教学内容，提高课程教学质量。同时，把教师的科研项目和典型的焊接实例带入课堂融入到教学中，剖析其中涉及的理论知识，制定解决方案，分組讨论，锻炼学生的创造性思维和表达能力，以促进教学质量不断提高。这种教学方式不仅提高了教学质量，还培养了学生的创新意识及创造性个性，提高学生创新性的想象力、判断力、思维能力和实践能力，并发挥学生的创新才能和创造潜能，为今后走向社会能够持续创造性地工作并取得良好的业绩打下比较扎实的基础。对于一些肯干、动手能力强的学生，鼓励其业余时间参与到教师的科研项目中，并给予一定的酬劳。

5参加全国大学生焊接创新大赛斩获佳绩

教改过程中，由中国机械工业教育协会焊接学科教学委员会、中国机械工程学会焊接学会、哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室联合主办的“第二届全国大学生焊接创新大赛”在河北科技大学举行。全国大学生焊接创新大赛是面对全国高等院校焊接技术与工程、材料成型及控制工程及其相关专业举办的科技创新大赛，通过对参赛作品、辅助装置、设计图纸、设计软件等各方面的制作，培养了学生的创新意识和现代设计理念，提高了学生的创新能力，强化了学生的团队精神，为培养创新型应用技术人才奠定了良好基础。大赛吸引了哈尔滨工业大学、天津大学、大连交通大学和北京工业大学等39所高校的焊接专业大学生参加，可谓强手如林。为了展现我校学生创新能力，在教务处的大力支持下，我校材料科学与工程学院焊接专业从2017年1月开始，积极准备，层层遴选，最终组织了3支队伍参加本次大赛“固定命题”“自选题目”的竞赛项目。经过参赛同学的积极努力，由徐荣正和马琳两位老师指导的题为《基于锌夹层的铝铜搅拌摩擦搭接焊接》项目获得二等奖，由国旭明和张占伟两位老师指导的题为《中厚板高强钢高效等离子-MIG复合焊接工艺》项目获得三等奖，由莫春立老师指导的题为《抗压结构》项目获得了三等奖，3组共计12名学生参赛，体现了出了当代大学生的精神风貌。这些成绩的取得是本课程教改成果的最好体现。目前我们正在积极准备下一届大赛，以期取得更好的成绩。

综上所述，采用多媒体、网络教学、创新实验以及融入项目讨论等教学方法各有特色，但实施过程中，教师需要投入很大的精力去提高自身专业素质、搜集素材备课、组织和实施教学。因此，实施过程中要合理综合运用，才能发挥更大的优势。日后我院任课教师将对本课程的教学改革作进一步的研究和探索，寻找最合适、最有效的教学方法，保证“新工科”建设下应用型本科人才的培养质量。经过全国大学生焊接创新大赛的洗礼，使学生更加自信，也更加热爱自己所学的专业，对专业的发展大有裨益，参赛学生的良好表现以及参赛后将所见所闻传达给学弟学妹，能起到良好的榜样作用。

参考文献：

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[5] 徐冬霞， 張宝庆. 对“焊接方法与设备”课程教学模式的思考[J].中国电力教育：上， 2010（11）：57-58.

编辑∕岳凤