焊接结构课程教学中学生学习成效多元化评价方法研究

2021-09-16徐琴孟逵李海平蔡刚毅

大学教育 2021年9期

徐琴　孟逵　李海平　蔡刚毅

[摘要]文章通过分析目前课堂教学的特征及现状，结合河南工业大学材料成型及控制工程专业焊接结构课程的教学现状，以建构主义学习理论和多元化学生学习评价理论为指导，提出适应焊接结构课程的教学策略及学习成效多元评价方法。课题组改革以理论考试加平时成绩确定最终成绩的考核办法，增加对学生实践能力的考核比例，建立以学生为主体的多元化课程评价体系，旨在提高学生对该课程的学习兴趣，充分调动学生的学习兴趣和学习积极性，训练学生的高级思维能力和创新意识，进而促进学生创新素质的形成和提高，使学生养成自主学习和终身学习的习惯。

[关键词]多元化评价;学习成效;焊接结构;教学评价

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）09-0081-04

课堂教学是培养人才的主要渠道，是实施与推进我国高等学校本科教育课程教学改革的首要途径。学生学习成效评价是衡量课堂教学效果的重要手段，随着教育与教学改革的不断深入，学生学习成效评价日益凸显其举足轻重的作用。科学地建立并实施与新课程理念相适应的学生学习成效评价体系，对教师的课堂教学效果施行合理评估，以促进学生发展、教师教学水平提高并推进课堂教学改革，既是教育教学评价中一个复杂的理论问题，也是当前高等教育新课程教学改革中很有实践意义并亟须解决的现实问题。

多元化评价是对传统的课堂教学效果评价方法进行改革的产物，其目的是全面了解学生的学习历程，旨在建立多元化评价目标、多维度评价内容和多样化评价方法的评价体系，对学生的学习效果进行评价。从当前高等教育课程教学改革的趋势来看，重视以学为主的学习过程研究和注重學生创新研究与创新能力的培养，是高等教育适应我国社会经济建设新需求，为社会输出高质量综合素质人才的基本保证。学生学习成效多元化评价体系对培养具有创新精神和实践能力的高素质综合性人才，对建设合理的课程考核体系和科学的学生学习评价体系，对提高课程教学质量、促进高等教育教学改革具有重要的意义。

本文将通过分析焊接结构课程的特征，结合河南工业大学材料成型及控制工程专业焊接结构课程的教学现状，以建构主义学习理论和多元化学生学习评价理论为指导，基于现代信息技术条件提出适应我国材料成型及控制工程专业焊接结构课程的教学策略及学习成效多元评价方法。

一、焊接结构课程的特点

金属结构广泛应用于航天航空、机械制造、电力、船舶等领域，其中大部分金属结构是通过不同焊接生产方法制造的焊接结构，因此焊接结构被认为是焊接技术工程实际应用中的最终存在形式。焊接结构是讲授焊接结构生产中涉及的基本概念、焊接过程中的应力与变形、焊接接头的强度与断裂等基础知识的一门课程，在此基础上学生还应学会焊接结构生产中各工艺、工序规程的编制，焊接结构零件制作，焊接结构的装配及焊接等，具备进行焊接结构设计和解决焊接结构施工问题的专业能力。

焊接结构课程作为河南工业大学材料成型及控制工程专业大学本科生的必修课程，是一门具有很强工程应用背景的综合性课程，涉及传热学、材料学、材料力学、弹塑性力学、断裂力学等多门学科的交叉学科课程。课程的理论知识点数量较少，但要求学生对每一个知识点都有较深的理解。其中，焊接应力与变形部分是该课程的核心，是课程其他知识点的理论基础，学生要想顺利地掌握该部分内容，也需要有非常好的综合理论知识储备，是学生的学习难点。此外，由于焊接应力为内应力，教师在讲授过程中很难通过科学实验的方法将焊接应力的产生过程直观地展现出来，必须依据传热学基础原理和弹塑性、热弹塑性理论知识，对其形成过程进行讲解，这对教师的授课水平要求较高，是教师授课的难点。同时，焊接结构还是一门工程实践性很强的课程，必须通过大量的工程案例和实践训练环节培养学生的工程意识、增强学生的工程实践能力。

二、焊接结构课程教学及评价现状

（一）焊接结构课程的授课群体状况

目前，全国高校已经进入00后大学生时代，00后学生成为高等学校学生群体的主力军，焊接结构这门课程的授课群体也不例外。这些学生成长环境好，个性张扬、自信，但是缺乏毅力。在教学方面，他们不喜欢传统的填鸭式教学和教条式的知识灌输，对于教师的课堂教学与管理也有自己独特的想法。他们通过微信、微博、QQ 空间等众多媒介平台与外界进行信息交流、表达其思维。可以说，只要手握一部手机，他们足不出户就可以探知门外世界的精彩。然而，生活条件的改善使得他们的生活自理能力也相对缺乏。

00后学生喜欢猎奇，对新事物充满挑战欲望。他们对于任何新事物，都有尝试的心理，甚至有征服的心理。他们反对一味说教，反对条条框框的束缚，反对老师像自己的爸爸妈妈一样管这管那。他们追求自由，追求新鲜感，追求挑战的刺激。一款新的游戏、一个新的软件、一项新的课程都有可能激起他们浓厚的兴趣。

此外，大部分00后学生缺乏团队意识，不愿与人配合。这批00后学生大部分为独生子女，已经习惯了一个人生活，习惯了独来独往，不愿意与人合作、与人配合，团队的概念在他们的脑海深处极为淡薄。他们认为合作就会产生不愉快，团队必然要有摩擦，所以他们宁可独来独往，宁可一个人承担，也不愿意在团队中相互配合、相互协调。他们甚至不知道如何与人配合、如何与人相处、如何与人交流、如何与人协调。

（二）焊接结构教学评价及存在的问题

焊接结构课程作为材料成型及控制工程专业大学本科生的专业基础课，课程内容覆盖面广，教师在教学过程中往往采用传统的填鸭式教学方法，使学生在学习过程中被动接受教师讲授的知识，不利于学生学习兴趣的培养。

随着高等教育课程教学改革的实施与推进，实施素质教育已成为当代中国高校教育改革的主旋律。课堂教学是人才培养的主渠道，是推进我国高等学校本科教育课程教学改革的首要途径。

学生学习成效评价是所有教育工作者在教育教学过程中都不能忽视的一个环节。在一般教学过程中，教师比较关注学生技巧的掌握、知识的传递，对学生能力培养关注得比较少。现行的焊接结构课程学习成效评价模式相对简单，只是把平时考勤、作业和期末考试作为评价学生学习效果的手段，未能体现过程评价对教学的有机反馈，无法充分体现学生的动手能力和创新素质，压抑了学生的学习主动性和创造性，不利于培养学生的学习兴趣。改变目前高等教育教学中学生学习成效的评价模式，开发学生各种潜能并探索客观评价学生学习成效的新方式，是我国当前高等教育教学改革面临的重要问题之一。

本文将结合材料成型及控制工程专业特点，对焊接结构课程的教学目标、教学内容和教学策略进行综合设计，构建符合材料成型及控制工程专业特点的全方位、多元化的学生学习成效评价体系，同时建立起焊接结构课程教学质量评价和反馈机制。最后，在此基础上形成一套切实可行的以学生为中心的课程综合设计方案框架。

三、焊接结构的多元化评价方法

（一）多元教学评价的理论基础

多元智能理论是由美国哈佛大学教育心理学家、发展心理学家霍华德·加德纳于1983年在《智能的结构》一书中首先提出的。霍华德·加德纳的多元智能理论认为人类思维和认识的方式是多元的，每个人都拥有八种主要智能，即语言智能、数理逻辑智能、空间智能、运动智能、音乐智能、人际交往智能、自我认识智能和自然观察智能。多元智能理论被认为是对素质教育的最好诠释。多元智能理论认为，每个学生都具有自己与众不同的优势和潜力，他们在学习中将以自己最擅长的特定智能形式进行学习。每个学生都有自己最擅长的智力领域，且能在与之相匹配的智力活动中表现得最好。此外，每个学生都隐藏着可发展的潜能。因此，学校在教育教学中发展学生各方面智能的同时，必须留意每个学生只会在某一、两个方面的智能特别突出;而当某些学生在其他智能方面不能赶上其余学生的进度时，不要让这些学生因此而受到处罚。学校应该全面地看待每一个学生，根据学生的智能特点促进其在优势智能领域的发展，并以此为基础向其他智能领域拓展延伸。多元智能理论为多层次、多维度地分析学生的智能提供了理论依据，为多元化教学评价提供了许多值得思考的问题。

（二）构建多元化评价体系

随着高等教育教学改革的实施与推进，素质教育已成为我国教育教学改革与发展的主导思想。如何构建科学的教育教学评价体系，促进学生发展、教师教学水平提高和改进课堂教学是目前亟须解决的现实问题。因此，我们应当多层次、多维度地认识分析学生的学习成效，设计出有益于经常性、系统性的评价方式，使多元内容成为学习的一部分，实行评价方式多元化。

课题组以建构主义学习理论和多元化学生学习评价理论为指导，遵循从理论到实践、不断循环改进的思路，从学生生活和学习中收集相关信息，以观察记录、实验报告、设计作品展示、学习行为的投入等多维度地对学生的学习进行多元化评价，充分利用各类资源，优化整合，进一步深化课堂教学改革，创新教育形态，丰富教学资源，重塑教学流程，为学生创造有意义的学习经历。具体来说思路如下：

1.設计和焊接结构课程特点相关联的实作评价体系，让学生在生活的情境或虚拟仿真情境中完成焊接实操。借助焊接模拟器让学生置身于模拟的现实工作环境中，通过仿真系统生成虚拟焊缝，反复操作虚拟装置，解决实际焊接生产中可能出现的各种问题，为进入实际焊接生产岗位打下基础。学生在高度仿真的环境中进行焊接操作，且可与场景内的虚拟环境进行互动，通过虚拟模拟操作开发了学生的思维，又使他们领悟到所学领域的复杂性，感受到真实的焊接场景和过程，从而产生体验，得到感悟。

例如，在课堂讲授教学和实验教学过程中，可紧密结合汽车制造、化工设备、造船、锅炉及压力容器、航空航天等领域的工程实例，这些领域对焊接技术要求较高，可强化学生对焊接结构理论知识的理解。同时，可借助双工位+虚拟焊接+真实焊枪+VR（实物仿真焊接模拟器）焊接仿真系统，在不需要真实焊接设备的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统、声效显示系统和评定系统将焊接演练过程中焊枪的位置、速度、角度、操作信息等进行采集处理，并实时生成虚拟焊缝，使学生在模拟的场景中体验真实的焊接过程。此时，教师可根据模拟系统记录的焊板上生成的焊疤状、鱼鳞状特征等表征焊缝质量的参数对学生的学习效果进行评价。

2.在课堂教学中，尝试在大班实行答辩法、课堂讨论法、论文写作法与现代信息教育技术相结合的评价模式，以激发学生学习兴趣，加深学生的知识内化，有利于学生素质和能力的培养。引导学生搜集包含文章、文学作品、作业、试卷、调查记录、评语、录像、照片等各种形式的学习材料。多主体参与是评价的主要特色，要明确参与者及其作用，评价可以采取学生自我评价、同学互评、教师评价的形式进行。

例如，在焊接结构课程的课堂教学中，可采用小组讨论、自己备课、自己讲解的方式。此时的学生考核可以采用团队打分的方式，按照不同团队的整体表现给出一个团队的表现成绩;然后再进行团队内互评打分，小组内成员的得分为其余成员评分的加权平均值;同时以团队整体表现分加权团队内互评分数作为某一学生此次讨论课的总分数。这样不仅能够充分发挥学生的主观能动性和团结协作精神，还能锻炼学生查阅资料的能力和语言表达能力，促进学生的全面发展。

3.重视对学生学习过程和作品的评价。学生在完成作品的过程中，他们的合作技能、表达技能、信息搜集与处理技能、创新思维、综合能力等都能真实地反映出来，解决问题的过程即评价的过程，作品则是各种能力综合作用的结果。例如，进行焊接结构课程设计时，学生通过对焊接结构形式的选择、结构尺寸的设计计算、结构焊接工艺卡片的编制以及焊接结构生产工艺流程的编写，可对所学的焊接结构基础知识有更清晰、更深刻的理解。

以桥式起重机主梁（如图1）焊接结构设计为例，要求学生撰写设计说明书一份、绘制桥机主梁结构总图一张、编制该结构的焊接工艺卡片一份。其中设计说明书内容包括桥式起重机主梁焊接结构的设计方案分析，该焊接结构的尺寸计算、焊接结构生产工艺方案的制订、编写焊接结构生产工艺流程、设计总结及参考文献等。考核时可根据学生所交说明书、图纸、工艺卡片等作品进行打分，增加答辩环节，考查学生对焊接结构知识掌握的综合情况。

图1 桥式起重机主梁简图

1—大筋板;2—小筋板;3—上翼板;4—腹板;5—下翼板

4.在上述基础上，再结合学生的平时测验、传统的试卷考试方式（占总评成绩的比例可降至低于50%），对学生学习效果进行多元化评价，充分利用各类资源，优化整合，进一步深化课堂教学改革，创新教育形态，丰富教学资源，重塑教学流程，为学生创造有意义的学习经历。

四、结语

本文基于现代化虚拟仿真技术，构建了以学生为中心的课程综合设计框架，改革了传统的学生学习效果评价模式，尝试在大班实行答辩法、课堂讨论法、论文写作法与现代信息教育技术相结合的评价模式，激发了学生学习兴趣，实现了泛在化学习，实现了个性化指导，加深了学生的知识内化，有利于学生素质和能力的培养，为学生创造了有意义的学习经历。

同时，构建了注重学生学习过程考核、能力培养与有机反馈的课程多元化考核评价体系，利用焊接过程虚拟仿真平台，快速地对学生的学习全过程进行动态的实时的诊断评价和反馈，为任课教师施教提供了及时、准确、立体的信息，有效地对学生进行个性化指导，实现课程建设的持续改进。

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