理论技能复合型培养模式焊接教学中的探索与实践

龚建勋 陈愚 李湘文 张明华 尹力

摘要：我国焊接专业人才已形成了中国特色的人才培养体系，但其工程实践能力等方面仍存在明显差距。焊接理论和技能教育改革以培养达到标准化、统一化和国际化的技术人才为目的。本文分析了我国目前焊接工程师和焊工的培养模式及其不足，针对焊接专业人才理论和技能失衡的问题，提出了“技能培训”实验课教学模式，自主开展工程实践训练，设置技能考试模块，使焊接理论课“实战化”，以使之与现实生产紧密结合，使学生掌握焊接工程师的必备焊接操作技能，构造新时代的“焊接理论技能复合型人才培养模式”，这有利于焊接毕业生独立开展科学试验和产品试制工作。

关键词：焊接；技能培训；培养模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）36-0143-03

焊接是制造业中重要的、应用极为普遍的基本制造方法，影响产品可靠性和使用寿命。据不完全统计数据，我国2013年粗钢产量7.79亿吨，占全球钢产总量的50%以上。林尚扬院士认为，我国焊接结构用钢量约占到钢产量的40%，焊接材料与钢材的比例约为2%[1]，由此推测每年有623万吨焊材的焊接工作量，这需要众多焊接工程师和焊工分工协作完成。根据有关部门统计，近年来，高等学校《焊接技术与工程》专业学生就业率名列前茅，高职专业《焊接技术及自动化》也名列于十大紧俏专业。

一、焊接专业人才的培养模式及其现状

1.焊接工程师和焊工培养模式。长期以来，高等学校担负着焊接专才的培养重任，有“工程师摇篮”之誉。1993年，焊接专业被纳入《材料成型及控制工程》专业进行招生培养，主干课大幅压缩，实践教学环节几乎全部取消。此外，我国用人单位存在大学毕业生岗前专业培训不健全、不重视继续教育的状况，学生仓促上任，结果造成不少质量问题，毕业生后续学习焊接技术面临焊接理论和操作障碍。迫于这种状况，国家教委重新设置了《焊接技术与工程》专业，简称焊接，以满足社会对焊接专才的急切需求。2014年，湘潭大学正式恢复设置了《焊接技术与工程》专业，以适应焊接人才的专业化培养需求。现有高等学校“厚基础、宽口径”的培养模式可使学生专业视野宽广，适应能力较强，但实践技能明显不足。西方发达国家工科本科生教育强调实践能力、创新能力和研究潜力的培养[2-3]，将创新思维、研究能力和实践能力放在教育首位，有稳定的实习基地和良好的实验条件。不仅如此，英、德等国等要求学生去企业实习一年才能取得毕业证书。我国因自身条件限制，无法如此全面系统进行工程技术教育和训练[4]。

地方高校对该区域经济发展至关重要。高校的地域性，决定了其应承担培养服务于区域经济建设和产业发展的工程应用型人才的重任。例如：湘潭大学培养焊接毕业生主要满足湖南以及广东沿海等地区焊接专才需求，毕业生具有从事现场焊接工艺、焊接设计、焊接材料和焊接检验等方面的基本理论知识，以及应用焊接专业知识解决实际问题的能力。然而，不少地方高校由于扩招或者新设焊接专业时间过短，设备投入、技能培训等未能跟上，致使学生焊接技能差，操作能力弱。较好的焊接技能是一名合格焊接工程师的必备素质，这是因为，生产及研发工作中，往往需要焊接工程师通过试焊、试制来验证设计方案的可行性和可靠性，及时发现设计缺陷及焊接制造工艺问题，从而确定最优化方案。焊接高技能人才已成为阻碍我国产业升级的“瓶颈”之一。制造企业对“高技能”人才存在“重使用，轻培养”的问题，这主要表现为：有高级焊工需求时，以高薪为诱饵，项目完工即解聘。短期获取了最大利益，长期则不利于企业技术积累和产品升级换代，制造水平始终停留于生产、组装等低层次。焊接技能培养需要长时间的训练和积累才能完成，这使高级焊工培养成本高，目前高职院和技校担任了培养焊工的重任，“师傅带徒弟”的传统模式随着人才频繁流动而使之可行性变差，技术和技能传承性变差，甚至断档。近年来，我国高职教育发展迅速，工程实践和技能培训场地欠缺日益凸显。为弥补上述缺憾，职业学校将学生打包去企业顶岗实习三个月至半年以获取一定技能，但企业作为生产主体，无法提供全方位的技能锻炼机会，技能提升空间有限。我国焊接专业人才，即焊接工程师和焊工的培养属于两线运作模式，互不交叉融合。普通高校焊接毕业生具有较好的理论基础，但操作技能差；高职院和技校培养的学生实践能力较好，但理论水平欠缺。二者均属于一条腿走路，培养既具良好的理论素养，又具有较好的操作技能的焊接专业人才将弥补上述缺憾，实现我国焊接制造水平又快又好地发展。

2.焊接人才理论技能失衡所带来的问题。“焊接操作技能”在焊接生产中的重要性越来越突出，这体现在对焊接操作者的技术要求愈加严格。为打造创新型的高端制造产业，从战略层面上国家大力发展职业技术教育，培养大量高技能的产业工人。新产品研发生产离不开技术熟练的操作者，特别是锅炉、压力容器、管道及化工容器等产业，需通过国家职业技术资格考试，持证上岗。焊接质量问题不少产生于操作，产业工人理论基础薄弱，焊接工程師缺乏操作体验，质量问题难以根除。因而，焊接工程师必备一定的焊接操作技能，产业工人也必需一定理论基础。以生产电站锅炉闻名的上海锅炉厂有限公司，对新进大学生要求通过三个焊接操作模块的技能考核才能上岗；上海汽轮厂要求大学毕业生先从事汽轮机或者蒸汽轮轮机的安装调试工作一年。上述两者人才培训和管理经验表明，大学毕业生只有先经过一段时间的技能实训，才能使其所制定的产品设计和工艺方案与现生产相适应，从而及时将智力转化为生产力。现实情况却是，大部分企业不具备上述企业岗前培训能力，由高等学校先期进行焊接技能初步培训显得尤为关键。焊接操作一方面让学生通过练习，掌握基本的焊接操作技能，进而通过将学生分组，制作小型焊接件，来体验工程实践并发现典型工程问题，即实施实践案例教学法，围绕一定培训目的把实际中真实的情景加以典型化处理，形成供学员思考分析和决断的案例，再通过独立研究和相互讨论的方式以提高学员的分析和解决问题能力的一种方法。

3.焊接课程特点与不足。高等学校焊接专业主干课程有：《焊接概论》、《焊接冶金学》（基本原理）、《焊接冶金学》（金属焊接性）、《熔焊方法及设备》、《弧焊电源与其数字化控制》、《焊接结构学》、《压焊方法及设备》、《焊接检验》、《焊接结构制造技术与装备》，另有还有选修课：《钎焊》、《喷涂与喷焊》、《焊接区断口金相分析》等。职业技术学院的焊接专业课程设置与上述相比，主干科目差不多，但内容深度、广度均大幅度降低。焊接专业课知识点多、面广且散。课程《焊接冶金学》（金属焊接性）所涉及的结构钢焊接一章中包括热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢、珠光体耐热钢、低温钢的焊接问题，涉及焊接核心问题各异，机理相差过大，没有连贯性，如同“中药方”，对无实际操作经验大学生而言，内容枯燥、抽象，初觉新鲜，后则晦涩难懂，直到工作若干年，才逐渐理解其实质。课程内容过于抽象，这使大学生难以提升学习兴趣，其专业认知水平难以深入和与现实问题对接。对于初任焊接教师而言，理解透彻尚且不易，何况要将知识点串成线，融会贯通，则需花费巨大精力。然而，通过学生参与焊接工程实践，通过亲身感受和体验，激发学生的求知欲和好奇心，可起事半功倍之效。传统书本案例教学无法获此效果，这需要加强对学生的焊接技能培训。因而，改革现有课程内容和方式，并使焊接专业教学贴近企业实际情况，培养既有一定的专业基础理论水平，又有一定实践操作能力的复合型应用技术人才，非常重要。

4.问题解决思路。美国70%的一流大学工学院均设有焊接专业，开展面向市场的工程技能训练，使学生具有焊接工程师必要技能，这为我们解决上述问题提供了思路。然而，我国不少高校碍于实验条件限制，加上实践教学成本高，效益难以体现，形成了注重课堂理论教学的理念和传统，实践环节往往抓得不紧，考核评价随意。不仅如此，像焊接这类工程性专业，需有一定的工程实践体验，才能较好地将理论与具体工程紧密结合。通过焊接操作技能、工程设计等综合实训，可使学生具有良好的工程实践能力和工程素养，培植兴趣，激发学生求知欲，实现“理论→实践→理论”的学习过程，利于教学时疏通关键知识节点，实现“教学做”合一，真正体现出“理论实践一体化”教学优势和特点。

二、理论技能复合型培养模式在焊接课程的探索与实践

1.培养方式与课程改革。实验课教学既是知识传授的手段，也是从理论到实践的知行统一的过程。通过严谨、规范、系统、细致、循序渐进的实验课训练，可以培养良好的操作技能。目前大学授课主体为90后大学生，特点是口才好但动手能力弱，学生操作技能整体下降较为明显，这需要对现有课程设置进行探索和改进。针对以上形势和需求，湘潭大学焊接研究所经过多轮讨论和修改，对焊接专业课程进行调整改进。例如：将原选修课《焊接概论》定为《焊接技术与工程》专业的前期必修和双语课程，规定课程任务是学习气焊、气割、手工电弧焊等基本焊接理论及其操作技能，着重培养学生的专业意识，切实掌握焊接操作技能，使学生具有分析解决实际问题以及设计工艺规范的初步能力。为此，设置了课堂讲授、焊接技能操作实验、技能现场评估和答疑等教学环节。通过上述基本教学步骤，使学生掌握解气焊、气割、手工电弧焊等基本焊接工艺及其操作技能。焊接技能操作实验内容包括手工电弧焊（开坡口、制备对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头）、气割和气焊等，技能考核采用单独焊接操作，现场评分。

2.焊接操作教学方式探索与实践。手工电弧焊操作技能实验，对引弧、运条和收弧等基本操作技术均需要通过沿“眼—脑—手”协调运动才能完成，产品焊接质量受操作者技能及情绪影响较大。例如：运条时需根据焊缝位置和接头形式等采用不同的摆动方式，如：锯齿形、月牙形、环形、“8”字形等，每一种方式均需要熟练掌握。为此，首先购买焊接操作技能视频，实行电化教学与自学，并反复研究视频资料，从中吸收点子，实地进行焊接操作实习。在技能教学上，先手把手教学，然后分组相互讨论，并现场对焊接操作情况进行点评，充分调动学生好奇心和求知欲。其次，设置焊接技能训练科目，做到先易后难，确保训练的连续性和针对性。将焊接分为三个动作：引弧、运条和收尾，务求每一个工作均熟练掌握。接着，引导学生练习焊缝连接技巧，使所焊焊缝连续、宽厚一致。最后，学习气割开坡口等操作技能，掌握气焊基本技能，实现平板对接焊。现场切割焊缝观察，评估学生焊接技能水平。为此，将以上操作步骤定为三个科目，只有先通过科目1技能考试，才能进行科目2，依次类推。通过三个模块的实训和操作技能考试，使同学们具有初级焊工的焊接技能水平。我们制定和完善了实践环节综合考评环节，通过学生单独制作焊接作品，如钢制小板凳、工具箱和小型钢结构件等，进行评价，并以之作为实践环节的成绩考核重要依据。总之，在本实验课程通过切割、手工电弧焊实践操作技能培训等一系列环节，使学生掌握焊接工程师的必备焊接操作技能，能够正确地制定焊接工艺和作业规程。

三、结论

通过在焊接課程教学中讲授焊接基本方法和理论，利用实践环节使学生学习焊接操作基本技能，自主开展工程实践训练，使课程教学“实战化”，以使之与现生产紧密结合，使学生掌握焊接工程师的必备焊接操作技能，构造“焊接理论技能复合型人才培养模式”。这有利于焊接毕业生独立开展科学试验和产品试制工作。

参考文献：

[1]林尚扬，关桥.我国制造业焊接生产现状与发展战略研究[J].机械工人：热加工，2004，（8）：16-20.

[2]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.

[3]熊震宇.中美高校焊接专业人才培养的比较研究[J].电焊机，2009，39（3）：31-34.

[4]刘鹏，张元彬，孙德明，景财年，罗辉.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，2013，28（3）：270-273.