类比教学法在焊接技术教学中的应用研究

2020-12-28石南辉韦相贵

山东电力高等专科学校学报 2020年2期

石南辉，韦相贵

（北部湾大学机械与船舶海洋工程学院，广西钦州 535011）

0 引言

焊接技术是电力装备制造模式中的关键技术之一。电力装备所处的工作环境恶劣，长期在高温、高压环境下运行，要保证电力装备的安全性，就必须考虑电力装备的焊接质量问题，因此电力焊接技术就显得格外重要。为了能更好更快地培养出优秀的焊接技术人才，本文对类比教学法在机电类专业的焊接技术教学中的应用进行了研究。

所谓类比教学法是在新事物与已知事物之间具有的类似方面做比较并加以迁移的逻辑推理和科学研究方法［1-5］。在焊接技术教学过程中，某些难理解的章节或知识点在直接讲授时，对于焊接初学者可能会很难掌握，如果采用其他方法来讲授效果可能会更好，例如采用类比教学法。有些问题可能看似没有联系，但是只要善于观察，还是会找到一些类似方面的，例如烹饪与焊接。烹饪是需要烹饪人员来完成的，焊接是需要焊接人员来完成的，焊接人员与烹饪人员就是类比对象。本文通过对烹饪与焊接二者间的某些相似之处进行类比来讲授焊接专业知识，能让焊接初学者在短时间内较好地掌握焊接专业知识，保证焊接产品的质量。

1 烹饪与焊接概念上的类比

在焊接技术教学过程中，会涉及到很多概念。焊接初学者或非焊接专业人员若想对焊接专业知识深入理解，可以通过与大家比较熟悉的烹饪概念进行类比来理解，二者在概念上是有一定类比性的。

狭义地说，烹饪是对食物原料进行热加工，将生的食物原料加工成熟食品；广义地说，烹饪是指对食物原料进行选择调配，加工治净，加热调味，使之成为饭食菜品，包括调味熟食，也包括调制生食。焊接是两种或两种以上的同种或异种材料，通过加热、加压或两者并用，使被焊材料产生原子间结合的加工工艺方法。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。从概念方面理解二者的相似之处：

1）二者都是将原材料进行加工。烹饪的原材料是食材，包括肉类、鱼类、蛋、奶、蔬菜、豆类、豆制品、药食、调味、腌制品或五谷杂粮等；焊接的原材料是被焊接的金属或非金属以及焊接时填充的金属或非金属等。

2）二者都是通过一定的途径完成的。烹饪的途径是加热或调制；焊接的途径是加热、加压或二者并用。

3）二者最终都需要人们的认可。烹饪的结果需要食用人员的认可；焊接的结果需要使用人员的认可。

通过以上的类比，相信焊接初学者或非焊接专业人员会对焊接概念具有更好的认识与理解。

2 烹饪前与焊接前质量控制要素的类比

在讲授 “焊接结构生产工艺流程及控制”内容时，焊接结构生产前的准备需要控制的要素很多，很多学生会觉得无从下手。焊接专业教师在讲授此内容时，也可以从烹饪前的质量控制要素来进行讲解，进而引到焊接结构生产前的准备需要控制的要素，使初学焊接的学生能更好地理解及记忆。

众所周知，要想得到可口的菜肴，烹饪前要对食材、厨师及烹饪工艺等进行控制，控制的要素可归纳为人、机、料、法、环 “五大要素”。人是指参与烹饪过程的人员，包括厨师长、厨师、炒菜师傅、切菜师傅以及采购食材的人员等；机是指烹饪的设备及与烹饪有关的用具，也就是厨具；料是指食材，包括主要食材、配菜、各种调料等；法是指烹饪的工艺，包括原料的加工原理及工艺、刀工原理及刀工技术、加热对烹饪原料的影响、菜肴的组合、色、香、味的基本理论及调味、菜肴质量的评定、菜肴的烹制工艺等；环是指烹饪的工作环境，包括厨房的空间大小、厨房温度、湿度等。

焊接结构的质量要想得到保证，首先需要进行主动控制，也称为事前控制，其次才是过程控制［6］。事前控制也可理解为生产前准备的控制，焊接结构生产前的准备要控制的要素也包括即人、机、料、法、环“五大要素”。人是指参加焊接的焊接技术人员和焊接操作人员；机是指焊接设备及焊接过程中使用的工具；料是指焊接涉及的材料，包括被焊工件、焊材、参与焊接过程的保护性材料，例如保护气体、衬垫、钨极、瓷嘴与保护罩等；法是指焊接工艺文件，包括工艺守则、图纸、技术协议、工艺卡、相关标准、强制条文等；环是指焊接的施工环境，包括环境温度、湿度、风速、空间大小等。

按“五大要素”类比，烹饪人员对应焊接操作人员，厨师长对应焊接技术人员；焊接设备对应烹饪设备，也可以说焊机对应厨具等；食材对应母材，即被加工的食材对应被焊接的工件；调料对应焊材，即烹饪过程加入的辅材对应焊接过程中的填充材料；焊接工艺对应烹饪工艺；焊接施工环境对应烹饪环境，即焊接车间或工位环境对应厨房环境。烹饪质量的好坏主要由食材质量、烹饪人员的烹饪技术水平、烹饪设备的好坏、烹饪工艺及厨房的环境等要素决定，可通过控制“五大要素”来控制烹饪质量。焊接结构质量的好坏主要由母材及焊材的质量、焊接人员的操作技术水平、焊机的状态、焊接工艺及焊接环境等要素决定，通过控制“五大要素”也能够控制焊接结构的质量。通过质量控制要素的类比，将有助于焊接初学者或非焊接专业人员做好焊接结构生产前的准备。

3 烹饪与焊接工艺操作过程的类比

由于二者在工艺操作过程中有一定的类比性，在焊接实训教学过程中，同样可以通过类比烹饪操作程序来给学生讲解焊接操作程序，使学生更好地理解和掌握焊接技术。

烹饪有其特殊的烹饪工艺操作过程，焊接也一样，也有其特殊的焊接工艺操作过程。菜肴制作的一般工艺操作流程是选料、粗加工、细加工、上浆、挂糊、配料、烹调、装盘等，而不同的菜肴其流程是不完全相同的［7-9］。焊接的一般工艺流程是材料准备、材料预处理、下料、坡口处理、装配、预热、焊接、焊后热处理、焊后检测等。烹饪的最终产品是可口的饭菜，焊接的最终产品是合格的焊缝或焊接结构。烹饪选材相当于焊接过程的材料准备，原材料的好坏直接影响到最终产品的质量；食材的粗加工及细加工相当于母材的下料及坡口处理等工序，此工序处理不好也会直接影响到最终产品的质量；烹调的过程相当于焊接的过程，都要经过加热及冷却的过程，加热及冷却的工艺参数直接影响到最终产品的质量；装盘上桌相当于焊缝或焊接结构验收，菜肴的验收是食用人员，焊缝或焊接结构的验收是使用人员。通过工艺操作过程的类比，焊接初学者或非焊接专业人员会对焊接结构生产制造程序有更好的认识与理解。

4 烹饪与焊接质量问题分析的类比

在讲授“焊接质量问题的原因分析”内容时，类比教学法也能很好地得到应用。评价烹饪质量的好坏，最终体现在对肴馔的评价上，主要包括色、香、味、形、质5个方面。若烹饪的质量不好，没有得到食用人员的认可，厨师长及烹饪人员会对造成烹饪质量问题的原因进行分析。分析引起烹饪质量问题的原因可从 “五大要素”着手，即从食材的质量、烹饪人员的厨艺水平、厨具的厨火温度、烹饪人员的操作工艺、厨房环境等因素进行分析。焊接结构出现质量缺陷或质量问题，也可从“五大要素”来分析其原因。以焊接裂纹为例，可以从以下要素来分析产生裂纹的原因：是否人的问题，例如焊接人员不具备资格；是否设备的问题，例如焊接设备故障、焊接电流不稳等；是否材料的问题，例如母材不合格或焊材选用不合格等；是否工艺的问题，例如没有进行焊接预热、没有按焊接工艺进行焊接、焊后没有进行热处理等；是否环境的问题，例如焊接场所湿度过大、温度过低等。经过此一系列的分析，最终找到造成焊接裂纹的原因。