焊接专业应用型人才培养理论教学的研究与实践

屈华 刘伟东 陈明华 辛立军

摘 要：以提高学生理论素养，培养学生的專业知识综合应用能力、工程实践能力和创新能力为教学目标，通过分析焊接专业各门专业基础课和专业课的知识体系及其内在联系与承接关系，在教学中充分利用专业理论课之间的关联性和继承应用性，探索并运用了“理论整体化+研究性”的教学模式，取得了良好的教学效果。

关键词：焊接专业；应用型人才；课程设置；理论教学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）15-0075-03

Abstract： In this paper， the relations of succession and applicability were utilized in teaching， the new teaching method of theory integration and research-oriented teaching was explored and used with analyzing the knowledge system， inner link and succession relation between the elementary courses and professional curriculum in welding specialty for the teaching objectives of enhancing the students the theoretical attainment and the ability of specialized knowledge comprehensive application， engineering practice and innovation.

Keywords： welding specialty； application-oriented talents； curriculum provision； theoretical teaching

作为一种重要的材料连接工艺，随着现代制造和加工行业的飞速发展，焊接技术在石油化工、航空航天、海洋工程、核动力工程、桥梁、舰船及金属结构等方面的作用愈发重要。作为焊接大国，面对“中国制造”的机遇和压力，我国行业企业对焊接专业应用型创新人才的需求极为迫切[1， 2]。应用型创新型人才培养即培养学生的专业知识综合运用能力、工程实践能力和创新能力，而丰厚坚实的理论基础是创新能力的“摇篮”，“厚积”才能“薄发”。焊接专业是实践性较强的专业，许多高等院校都非常重视焊接专业的实践教学[3]。对于理论课教学，不少高等院校也都实行了各种各样的教学方法、教学手段和教学模式改革[4-6]。

笔者经过多年专业课理论教学后发现，很多学生对专业课的基础理论理解不深，知识的综合运用能力较差，难以达到“学以致用”的目的。主要表现为：（1）部分学生理论基础薄弱；（2）部分学生理论知识掌握尚可，但只能“纸上谈兵”；（3）部分学生没有掌握焊接专业理论知识的整体脉络，知识碎片化，无法融会贯通。如何在教学中有效解决上述问题，使学生深刻理解、长久记忆，形成完整的专业知识体系并能在实际工作中应用，进而创造性地解决工程实际问题，是焊接专业课理论教学亟待解决的问题。笔者通过分析焊接专业理论课课程体系，研究了各专业课之间的有机联系，结合研究性和整体化教学模式，对焊接专业理论课教学模式进行了探索和实践，取得了良好的教学效果。

一、焊接专业理论课程设置

我国焊接专业的课程设置，按时间顺序，从20世纪50年代末至60年代初、70年代末、80年代末及90年代初几经调整，在1988年12月的焊接教指会上，提出了包括淡化专业、强化专业和介于二者之间的三种专业课程设置模式[7]。焊接专业三种专业课程设置中，强化专业和淡化专业的课程设置均不适合于我校这样的普通地方本科向应用型转变的工科院校。

我校焊接专业的人才培养目标定位于培养应用型创新人才。着眼于我校实际和焊接专业的未来可持续发展，我校焊接专业专业课设置具有介于强化专业和淡化专业之间的课程设置特点。在《焊接冶金学》、《材料焊接性》、《弧焊电源》、《弧焊原理与工艺》和《焊接结构》五门专业主干课的基础上，专业理论课程体系的构建主要考虑以下三原则：一是贴近社会大环境和我校的实际情况的“实际原则”；二是培养学生具有不循规蹈矩、墨守成规、开拓进取的勇气和魄力的“创新原则”；三是锻炼学生具有一定的先进性和前瞻性，为未来焊接的高速发展奠定基础的“发展原则”。我校焊接专业专业基础课和专业课的设置如表1所示。

二、理论课间的关联性与继承应用性

就焊接专业理论课程体系整体而言，每一门课程既独立又统一。独立是指每门课程都自成体系，具有完整的知识结构和思维训练方法；统一是指每门课程都统一于焊接专业整体课程体系，共同构成焊接专业学生所必须掌握的总知识结构和思维训练方法。因此，焊接专业课程体系中每门课程是相互关联与继承的。

焊接专业专业理论课之间的关联性和继承应用性在教学中的应用以《金属学与热处理》和《焊接冶金学》与《材料焊接性》这三门课程为例，三门课程的知识体系及其教学内容的关联与继承性如图1所示。

用于焊接的材料主要是钢铁材料，焊接过程、工艺与钢铁材料密切相关，因此在《金属学与热处理》和《焊接冶金学》与《材料焊接性》三门课程的教学过程中，可用钢铁材料作为一条知识脉络主线进行授课内容、知识结构的关联与继承应用的讲解。

《金属学与热处理》课程教学的目的是使学生熟知钢铁的成分、组织结构与性能之间的互关系，掌握钢铁材料的相变过程及如何利用这种相变解决工程实际问题。《焊接冶金学》教学目的是使学生掌握熔焊条件下冶金过程的基本理论知识，即焊接熔池中（将凝固过程限制在熔池）钢铁材料发生的变化以及导致焊接接头的各种物理、化学变化和组织、性能变化。因此，《焊接冶金学》与《金属学与热处理》的关联性极强，其授课内容、知识结构很大程度上是对《金属学与热处理》的继承应用。

《材料焊接性》是从焊接性角度研究焊接接頭钢铁（及其他材料）的基本特性，探讨被焊接钢铁焊缝能否获得优质无缺陷的接头，且满足使用性能要求。《材料焊接性》直接继承并应用了《焊接冶金学》，间接继承并应用《金属学与热处理》的基础理论、知识。从本质上说，上述三门课程都与钢铁材料有关，都属于理论性比较强的课程，《材料焊接性》、《焊接冶金学》和《金属学与热处理》在“钢铁”内容上依次具有继承应用性的关系，即《焊接冶金学》是《金属学与热处理》的具体“继承应用”，而《材料焊接性》是《焊接冶金学》的具体“继承应用”，这三门课程在逻辑层次上依次向“焊接”递进。

焊接专业其他课程之间同样具有关联性和继承应用性。例如，《弧焊电源》、《弧焊原理与工艺》与《材料焊接性》可基于熔焊工艺这一主线进行关联与继承，《特种焊接设备》、《特种焊接技术》与《材料焊接性》可基于特种焊这一主线进行关联与继承。笔者认为，《焊接专业导论》作为大一新生的专业入门课，可将各专业课的基本知识和结构按理论-应用-实践这一主线进行简要的讲解，使学生初步了解焊接专业、专业基本知识结构及后续专业课之间的关系，为其后续专业学习勾画出清晰的学习脉络。

三、关联与继承应用在教学实践中的应用

研究性教学的目的是为了引导学生自主学习，培养其发现问题、分析解决问题的能力，着重培养对于“未知”的研究和探索的意识。研究性教学就是要在教学中针对知识难点、不成熟的问题、与授课内容相关而教材上没有的知识、相关的新材料和新技术等，在有限的教学时间内和课堂上无法完成的教学内容，以研究性课题的形式提出并并布置给学生，要求学生根据自己的兴趣选择并完成小论文。

《材料焊接性》、《焊接冶金学》与《金属学与热处理》授课内容的相关性及继承应用性要求任课教师在讲授相关理论知识时，能做到承“上”启“下”，充分利用课程的继承应用关系，以“先期理论”浇灌“后期理论”，将整个专业理论脉络呈现在学生面前，使学生明白“前”因“后”果，从某种意义上说，就是使专业理论“整体化”。

《材料焊接性》授课内容理论性较强，各种钢铁材料的焊接性分析讲解几乎都沿材料成分→热处理+组织→接头性能→焊接工艺这一主线展开。笔者发现，最初几次授课之后，一层不变的讲解模式容易引起学生厌学，教学效果较差；另外，学生关于钢的成分认知仅限于“Fe-C”范围，不能将《焊接冶金学》关于合金钢的相变、凝固过程和组织与《金属学与热处理》所学合理衔接；《材料焊接性》基础理论部分又大部分来源于《焊接冶金学》。因此，笔者在《材料焊接性》的授课过程中，尝试将学生已弱化的《金属学与热处理》和《焊接冶金学》的基础知识有重点、分层次的以提问或完成小论文的方式使学生“温故而知新”，既强化了学生对《金属学与热处理》和《焊接冶金学》基础知识的掌握，又加深了学生对《材料焊接性》知识的理解。

笔者利用课程间的关联性和继承应用性，在讲解低碳调质钢（Q690）的焊接性分析时，采用了“理论整体化+研究性”教的学模式。低碳调质钢（Q690）的焊接性教学分析框图如图2所示。

首先分析Q690钢的成分，强调“低碳<0.18%C”，并分析其他合金元素的作用；然后依据生产上供货态是“调质”，引出其基体组织为“低碳马氏体+贝氏体”（碳钢组织《金属学与热处理》，合金钢组织源于《焊接冶金学》）；接头性能的讲解主要应用《焊接冶金学》方面的知识，分为焊缝常见缺陷和热影响区性能损失；根据接头性能分析得出Q690钢焊接时的主要注意事项；最后从焊接工艺角度（焊前处理→焊接方法→焊接材料→工艺参数→焊后处理）讲述如何高质量实现Q690钢的焊接。

从本质上说，材料的焊接性分析主要是继承并应用了《金属学与热处理》和《焊接冶金学》的相关理论，笔者在授课时所起的作用就是“点明”需要摘取哪个“理论”，并帮助引导学生整合后形成焊接性的“理论”。从上述的Q690钢焊接性分析的讲解可看出，原本晦涩难懂、枯燥无味的理论课教学在一定程度上变成了教师引导下的学生“选择”实践，学习思路清晰明确，一边汲取“旧理论”，一边打造“新理论”，课堂气氛严肃又活泼，教学效果良好。

四、结束语

“理论整体化+研究性”教学模式主要适用于大三、大四具有一定理论基础的学生。这种教学模式充分利用了专业理论课之间的关联与继承应用性，要求教师要同时掌握几门课程的理论脉络，对每一门课程的知识体系和授课思路能做到“活学活用”；另外，要求任课教师要了解学生对先期课程基础理论的掌握程度，以便教学时是否要求学生提前复习。焊接专业理论课教学模式改革对于提高学生的理论素养，提高学生的专业知识综合运用能力、工程实践能力和创新能力至关重要，是培养应用型人才的关键一环。

参考文献：

[1]吕迎，李俊刚，李慕勤，等.焊接专业创新人才培养模式的研究和实践[J].中国电力教育，2014，8：34-35.

[2]刘鹏，张元彬，孙德明，等.焊接专业应用型创新人才培养及教学改革[J].山东建筑大学学报，2013，6：270-273.

[3]朱军.应用型本科焊接专业实践教学体系的构建与实践[J].中国冶金教育，2010，5：57-59，62.

[4]杨成刚，刘奋成.以工程实践能力培养为导向的焊接理论基础课程教学改革与实践[J].中国冶金教育，2013，6：10-12.

[5]尹丹青，邱然锋，张柯柯，等.课堂教学模式改革在焊接基础课中的实践[J].中国电力教育，2013，7：131-132，150.

[6]段培永.应用型创新人才培养的研究性教学模式探析[J].山东建筑大学学报，2012，8：440-443，450.

[7]史耀武.我国高等焊接专业人才培养状况与培养模式的发展[J]. 焊接，2002，12：5-9.