基于工程人才培养的实践课程教学改革及设计

宾 凯，石南辉，贾广攀

（北部湾大学 机械与船舶海洋工程学院工程训练中心，535011，广西钦州）

工程是以建造为核心的活动，它是社会的需求；工程是为了满足特定的社会需要，以科学理论知识和经验为基础，通过一定的技术手段和操作程序改造客观物质的对象化活动[1]。工程人才培养中最重要的一部分是学生工程实践能力的培养[2-4]。工程人才既要掌握相关领域专业知识，又能解决实际工程问题[5-7]，因而需要具备一定的工程实践能力。高等学校学生工程实践能力培养主要通过实践课程来完成，实践课程教学需要紧跟人才培养方案进行改革。工程训练课程是培养工程实践能力的一门主要课程，焊接实训是工程训练课程体系中的一个重要环节，是现代工业特别是传统制造技术培训的重要组成部分。为培养工程人才，根据不同专业的学情分析，设计有针对性的焊接实训实践教学内容，以提高学生的工程实践能力[8-10]。文章以非工科专业工程训练课程中的焊接实训项目为例，介绍改革后的实践教学设计。

1 工程训练焊接实训存在的问题

北部湾大学工程训练课是针对全校学生开设的公共必修实践课程，不同专业的工程训练课分为非工科（文科）的“工程训练Ⅰ”、理工科专业的“工程训练Ⅱ”、机械类专业的“工程训练Ⅲ”和“工程训练Ⅳ”、特殊作业轮机工程专业的“金工实习”等实践课程。以上这些实践课程均开设了焊接实训项目。在多轮焊接实训过程中发现存在以下问题。

1.1 学生焊接专业知识薄弱

对于非工科专业的学生，工科专业基础几乎为零。北部湾大学的工程训练课程属于公共必修课程，即通识教育范畴。每年参加“工程训练Ⅰ”实训的非工科专业学生近4 000 人，但学生焊接知识缺乏，对焊接设备的使用和维护更是无从谈起。工科专业学生也差不多，焊接知识很少，更不具备焊接设备的使用和维护能力，唯一的区别就是动手能力稍好于非工科专业学生。

1.2 安全要求高，操作难度大

工程训练是理论知识与实践技能相结合的过程，焊接实训存在很多安全风险，如触电、烫伤、电弧灼伤、烟尘伤害等，这些安全理论知识均需要学生提前了解，以免在实操过程中发生事故。对于非工科专业学生来说，4 学时的焊接实训课开展起来确实困难；工科专业学生有12 学时的焊接实训课，相对而言要好些。

1.3 学生动手操作机会不足

工程训练总学时为1 周，其中焊接实训课为4 学时。非机械类专业学生焊接理论知识几乎为零，且学时较少，各个工种的设备及训练场地不均衡，如焊接实训场地就严重不足，焊接设备不能很好地满足实训操作需求。实训的不同专业班级的人数差别也较大，非工科的文科生班级人数大多在45 人以上，个别班级达到52 人。参加实训的人数多、实训设备少，文科生普遍操作时间长，导致每个人的实训操作机会不足，短时间内很难达到良好的实训效果。工科学生相对好些，但现有学时内要达到素质能力培养良好的效果，也较困难。

2 工程训练焊接实训教学改革

以非工科专业的焊接实训（平敷焊）为例。

2.1 实训前，需加强焊接理论知识储备

实训学生在实习前均增加了4 学时的线上教学内容（工程概述、安全教育）。通过发布实训课教学任务，提供小视频二维码及相关在线课程网址，让学生明确教学目标，并增强自主学习和协作学习能力，有针对性地做好课前预习，以提高课堂教学效果。

2.2 实训中，要精讲多练

在实训课堂，实训指导教师要做到精讲，不占用过多的时间，而应让学生多练习多体验，指导教师做好巡回指导工作，即做到“精讲多练”。

2.3 实训后，需巩固和扩展知识

实训课后，在要求学生完成实训报告和实训心得的同时，为参加实训班级安排了相关课后参考文献资料，以供学生课后扩展知识学习用。

3 工程训练焊接实训教学设计

以非工科专业学生的焊接实训（平敷焊）为例。

3.1 实训教学目标

3.1.1 知识目标

（1）会解释焊接原理、焊接工艺过程。

（2）会列举焊接新工艺和新技术在机械制造中的应用。

（3）会描述焊接设备的安全操作及使用方法。

3.1.2 能力目标

通过焊接技术操作实训，能够较熟练地进行平敷焊操作，并能对平敷焊焊缝表面质量问题进行简单分析。

3.1.3 素质目标

（1）通过焊接技术操作实训，树立注重细节、耐心、专注的工匠精神，养成正确的价值观、职业道德。

（2）通过对焊缝表面质量问题的分析评价，培养批判性思维。

（3）通过实训练习及现场整理，培养学生的6S 管理意识、工程意识和团队意识。

（4）通过观看相关焊接小视频，了解焊接技术发展史，激发学生的爱国情怀。

（5）通过观察指导教师的操作示范和对相关问题的思考，激发学生求知欲。

（6）通过对焊接安全问题的回答，树立正确的安全观。

3.2 学情分析

总体而言，非工科类学生工程知识欠缺、动手能力不强，而且工程训练时间比较短，要真正掌握工程技术比较难。学生通过课程概论的学习，对产品成形工艺知识已有初步的了解，但尚未真正进行操作练习，缺乏动手操作技能。具体学情分析如下。

（1）知识水平。学生通过观看线上工程概述，对焊接理论知识和技术有了初步了解，通过观看小视频及微课对焊接设备及操作也有了一定的认识。

（2）能力水平。实训前学生虽然观看了焊接小视频，但对焊接引弧、运条、收尾、平敷焊及焊接表面质量分析只是感性的，缺乏必要的技能训练。

（3）情感、态度及价值观。学生对实训内容有期待，求知欲较强，但对工匠精神的理解及工程技术的了解还是不足。

（4）学习障碍。非工科专业学生总体来说是工程知识欠缺，动手能力不强，缺乏工程实践技能，学时少、工程训练时间较短，从而影响了专业能力的提高。

3.3 实训教学难点重点及相应策略

对非工科学生而言，焊接的相关知识点主要有：焊接安全操作规范、焊前准备及工艺参数选择、焊接引弧、运条、收尾，以及焊缝表面质量检查和问题分析。结合教学大纲，以及对毕业要求的支撑度，确定教学重点；通过筛查以往学生出现的学习障碍，确立难点内容。

3.3.1 重点及其策略

重点为平敷焊运条要领。策略主要是通过PPT 讲解、小视频播放、现场演示、实际操作和巡回指导的方法，加深学生对平敷焊运条要领的理解。

3.3.2 难点及其策略

难点为运条过程中弧长与焊接速度控制、焊缝表面质量问题分析。策略主要是通过运条方法及相关问题的讲解，和学生一起共同分析、归纳总结，循循善诱，引导学生解决实训中的难点问题。

3.4 实训教学内容及模式

将实训教学内容设计为实习前强化知识、实训中精讲多练和实训后巩固扩展3 个层次，工程训练焊接实训教学内容设计见图1 所示。即教学模式上，课前（实训前）进行线上教学，通过安排小视频和微课等，强化学生的理论知识学习；课堂教学（实训中）做到精讲多练，多留些时间让学生练习，指导教师加强巡回指导；课后（实训后）通过撰写实训报告和心得等巩固知识，同时通过学习指导教师安排的参考文献资料来扩展相关知识。达成培养学生有关能力和素质的目标。

图1 工程训练焊接实训教学内容设计

3.5 焊接实训教学设计

以非工科专业工程训练的焊接实训（平敷焊）为例，对非工科学生而言，焊接涉及的相关知识点主要有：焊接基础知识、焊接安全技术操作规范、焊接工艺参数选择、平敷焊操作姿势、运条方式、平敷焊操作要领及平敷焊焊缝表面成形质量问题分析等。

依照教学大纲，焊接实训为半天（即4 学时），教学内容以实训操作为主进行设计。根据非工科学生的特点，为引起学生的兴趣，尽可能做到通俗易懂。课堂教学内容全部围绕平敷焊实践操作，并且适当降低操作难度，确保每个学生都能够进行平敷焊简单操作，同时体现“三性一度”的要求，焊接实训具体内容见表1。

表1 平敷焊实训教学设计

该课程的教学思路主要是根据认知结构层次进行平敷焊的教学创新设计，着重加强教学互动及分析，使学生不仅知其然，更知其所以然。在充分应用录播一体机、电脑一体机等设备的基础上提前制作好相关课件及视频资料，采用“景-观-练-辩-思”五位一体翻转课堂，辅以启发式、探究式、参与式等方法进行教学实践，实现课程教学目标。其中“景”即实训前的情景导入；“观”即实训指导教师演示、学生观摩学习；“练”即学生的实训操作练习；“辩”即实训过程总结评价；“思”即实训课堂总结分析。

3.6 实训教学评价

结合实训课程教学特点，该课程采用学生学习过程与学习效果相结合的“1+1+1”方式进行评价：课程成绩由情感成绩（6S 管理执行情况、课堂纪律和团队意识，占30%）+理论成绩（实训报告，占30%）+实践成绩（现场实训作品制作及现场考核，占40%）构成，其中现场实训作品评分，采取“师评+伴评+自评”相结合的方式，体现了“过程与结果+定量与定性+能力与素养”相结合的考核评价理念。

4 结语

工程人才培养中，实践课程是关键环节，强化实践类课程（如工程训练）应该是实践教学的基本方针。针对目前学时普遍偏少（以非工科专业为例）的情况，改革教学设计，采用课前强化基础理论知识、课堂实践多练、课后扩展巩固的教学模式，有助于优化教学过程、理论与实践相结合，起到较好的实践效果，可为学生掌握知识、提升能力和素质起到积极的作用。