一流课程建设背景下金属连接概论课程海洋特色化“产教+科教”双融合教学改革与实践

2025-02-13李王巍满成陈守刚

高教学刊 2025年5期

摘" 要：在一流课程建设的背景与要求下，该文总结并指出金属连接概论课程教学过程中存在的问题，并对课程教学内容进行海洋特色化重构，结合现代教育教学资源以及先进教学方法开展“产教+科教”双融合的教学改革与实践探索。结合金属连接技术在海洋工程装备材料中的应用，打造海洋特色的课程授课内容。将金属连接在海洋工程中的应用案例、焊接产业发展、最新科研项目成果与课程教学进行有机融合，探索“产教+科教”双融合的创新型人才培养模式。通过优化整合学习资源，多维度开展教学方法改革，形成以学生学习为中心的课程教学理念，提升学生学习积极性，更好地培养学生创新性思维和解决复杂金属连接领域实际问题的能力，达到特色化“产教+科教”双融合育人目的。

关键词：金属连接;教学改革;教学方法;海洋特色;“产教+科教”双融合

中图分类号：G642.0" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-000X（2025）05-0029-04

Abstract： Under the background and requirements of first-class curriculum construction， the problems in the teaching process of the Introduction to Metal Connection course were summarized and pointed out. The course content was restructured， and a teaching reform and practical exploration of dual integration of \"industry education+science education\" was carried out by combining modern educational resources and teaching methods. Considering the application of metal connection technology in marine engineering equipment， a curriculum system with marine characteristics has been created. The application cases of metal connections in ocean engineering， the latest research project achievements and course teachingwere organically integrated. Explored the innovative talent cultivation model of \"industry education+science education\" dual integration. By optimizing and integrating learning resources and carrying out teaching method reform from multiple dimensions and perspectives， a student-centered curriculum teaching concept has been formed， which has enhanced students' learning enthusiasm and better cultivated their innovations. This also enhances their ability to solve practical problems in the field of complex metal connections. Through teaching reform， the quality of teaching has been improved and the goal of dual integration of \"industry education+science education\" with distinctive characteristics has been achieved.

Keywords： metal connection; teaching reform; teaching method; marine characteristics; dual integration of \"industry education+ science education\"

一流课程建设是新时代高等教育强国之路的重要举措，是“双一流”高校建设的重要基础和核心任务，也是高质量教学的实力彰显[1]。在这样的大背景之下，建设什么样的一流课程、如何建设一流课程成为高校课程建设的重中之重。焊接作为金属材料连接的主要方法，目前尚没有其他方法可替代，广泛应用于船舶[2]、航空航天、铁路交通和油气储运[3]等领域。金属材料焊接是理工科院校传统材料类相关专业重要的技术基础课程，课程内容主要围绕焊接方法与设备、工程材料及其可焊性、焊接生产工艺及焊接结构质量检验等内容展开。然而，金属材料焊接相关理论课程在教学模式上目前仍多采用传统的课堂讲授方式进行，课程存在特色不明显、内容高度抽象缺乏实践的支撑、授课过程“师生、生生”互动性不强、不能满足学生认知需求等问题[4]。在当前一流本科课程建设的背景下，传统的金属材料焊接相关理论课程教学改革迫在眉睫[5]。

海洋蕴含丰富的资源，随着海洋强国建设的不断深入，我国海洋产业不断崛起并得到快速发展，对海洋科技人才的需求也日益增加。中国海洋大学是一所海洋特色显著的综合性大学，2017年入选国家“世界一流大学建设高校”（A类），是我国海洋科技人才培养的重要阵地。焊接技术在海上油气平台、船舶、舰艇和海上风电等国家重大海洋工程领域应用广泛[5-6]，将海洋特色融入金属材料焊接相关课程教学，形成“产教+科教”双融合的海洋特色化教学模式，可进一步提升我国海洋领域相关人才的培养质量。鉴于此，本文针对中国海洋大学材料科学与工程学院（以下简称“本院”）金属连接概论课程开设过程中存在的问题进行分析、总结、归纳，并在课程海洋特色化“产教+科教”双融合教学改革方面采取了一些措施，旨在为同类课程的教学提供参考。

一金属连接概论课程建设现状

金属连接概论课程是本院材料科学与工程专业本科生的重要课程，要求学生全面了解金属焊接的方法、原理，材料结构、性能与焊接质量间的关联机制以及焊接质量检测与焊接工艺管控，能够根据实际工况进行焊接材料的设计和选用分析，指导焊接生产。经过对课程内容、教学模式、学生能力形成等方面的分析，并与一流课程建设标准进行比对，本课程教学过程中存在的“痛点”问题可总结如下。

（一）课程知识点理论性强且理论与实践脱节

课程涉及主要知识点有焊接方法、焊接接头、焊接电弧、金属材料焊接性、焊接应力与应变、焊接缺陷及检验和焊接结构设计等内容。焊接接头、焊接应力与应变、金属材料焊接性等章节理论性强，内容涉及较多高等数学、材料科学基础、材料力学等方面基础理论知识，良好的知识储备是学生学习理论课程内容的前提。但部分学生对前期基础课程学习不够重视，以致现在学习困难。焊接方法、焊接电弧、焊接结构设计等章节实践性较强，课程设计上缺少焊接生产和实践环节的引入，难以调动学生对学习积极性。此外本课程理论知识与最新焊接领域科研进展密切相关，例如合金元素对焊缝组织结构影响、先进焊接材料及其应用等，目前使用教材理论知识较为滞后，缺乏最新成果融入，难以激发学生学习积极性。在一流课程建设背景下，需要对课程教学内容进行重构，将最新科研成果与产业实践内容引入到课程教学过程中，形成“产教+科教”双融合的新型教学模式[7]。

（二）课程教学内容缺乏特色

本课程授课内容仍以传统焊接方法、金属焊接性及焊接工艺为主线进行介绍，授课内容较为陈旧，缺乏特色，导致学生学习效果较差，与一流课程要求相差甚远。本院材料学科在国内率先提出“海洋材料”这一学科交叉融合的特色研究领域，并以此作为学科特色和重点发展方向。金属材料焊接在海上风电、深潜器、船舶和油气平台等海洋工程装备中应用广泛，在金属连接概论授课内容上打造海洋特色课程体系，既符合本院海洋特色的人才培养目标，同时也可提升学生学习兴趣，亟需开展课程授课内容的海洋特色化重构。

（三）课堂教学模式单一

课程授课方式仍采用传统“填鸭式”知识灌输型授课方式，极易导致知识点枯燥乏味、学生课上注意力不集中等问题[8]。单一课堂讲授式的授课模式，难以适应新时代大学生学习特点，丰富的网络资源对教师课堂授课内容及方式提出了更高挑战，如何改变课堂授课模式，在课堂实现高效师生互动、生生互动是提升教学质量的关键。

（四）课程思政效果有待进一步提升

立德树人是高校的基本任务，如何将专业知识传授与立德树人教育深入融合是理工科课程难点，学生专业认同感、时代使命感及民族责任感的培养要融入课程教育中的点点滴滴。焊接虽是一种相对传统的金属材料连接方式，但在科技高度发展的今天，焊接技术也在完成其自身的更新与进步。学生目前对金属连接领域先进焊接方法了解不够，对焊接在新时代背景下的重要作用没有清晰认识。在课程海洋特色化“产教+科教”双融合教学改革中，重点结合海洋领域大国重器、高端国防装备、大国工匠等背景，将焊接知识课堂传授与新时代思政元素有机结合，提升课堂思政效果同样是课程教学改革的目标任务之一[9]。

二课程改革思路与举措

（一）产教融合、科教融汇育人

一流的本科课程要从书本中来、到现实中去，让学生真正学有所得，回应社会现实，培养社会真正需要的人才。传统焊接理论知识的学习枯燥乏味，降低了学生学习兴趣，理论无法联系实际。针对这一问题，在教学改革过程中重新确立以学生需求为中心的改革思路（图1），在夯实理论的基础上，突出焊接行业性与实践性，实现产教育人，提倡焊接知识交叉性和前沿性，实现科教育人，打造有趣、有用、能记住和有启发的课堂，最终实现产教融合、科教融汇育人目的。具体做法如下，在授课过程中，邀请企业技术人员参与课程教学，展示企业焊接生成过程和先进金属材料连接技术，实现理论与实际应用的产教融合育人，丰富课堂教学内容。将教师科研项目与课程理论教学相结合，培养学生创新思维和创新意识，也是科研反哺教学的重要方式。例如在课堂讲授钎焊方法、焊接材料和工艺时，将教师利用钎焊方法解决企业钎焊渗漏难题的科研项目作为应用案例，详细介绍项目现场问题发现、样品解刨、数据分析和工艺改进等项目流程中如何利用钎焊理论知识解决企业生产中关键核心问题，借助科研项目培养学生发现和解决问题能力。也可将焊接材料在海洋环境中损伤失效的工程案例引入到课堂教学中，展示海洋环境下焊接质量与材料失效间的关联机制，从而加深学生对课堂授课内容的理解，调动学生学习积极性，提高教学质量，实现科教育人目的。

本课程工程实践性强，企业生产、教师科研与课堂教学三者的相互渗透融合是一种新的值得探索的教学模式。特别是工科人才的培养，更加离不开产业、科研与教学的结合。将企业焊接生产融入理论教学，可促进学生在掌握理论知识的同时，更好地理解如何利用所学知识服务社会，这与一流课程建设的目标相契合，可更好地激发学生学习主动性，实现“产教+科教”双融合育人。

（二）" 海洋特色课程体系重构

海洋中蕴含丰富的资源，发展海洋科技、经略海洋、建设海洋强国已经成为国家战略。海洋强国，材料先行，没有高性能材料的保障，海洋强国建设将受到很大制约。打造以海洋为特色的材料类课程体系，是为海洋强国建设提供高水平、高层次人才的重要途径。在海洋资源实际勘探开发过程中，焊接技术在船舶、深潜器、海上风电、海洋牧场和海洋油气平台等众多海工装备中得到广泛应用，由于海洋环境的复杂性，海工装备焊接材料与技术也迎来了巨大变革。

以海洋材料焊接需求为主线，开展金属连接概论课程教学体系海洋特色化重构，可更好地体现本院海洋特色显著的学科特点，丰富课堂学习内容，提升学生学习兴趣。原有课程体系分为焊接方法与设备、工程材料焊接和焊接结构、质量检验和生产工艺三个内容。教学改革过程中对以上三部分进行了授课内容体系的重构，打造形成了海洋特色的课程教学体系。例如在第一篇焊接方法与设备章节，绪论部分重点介绍海工装备材料与焊接技术，在原有传统焊接方法基础上融入海工装备材料常用焊接工艺方法（水下手工电弧焊、水下高压TIG/MIG焊、深水摩擦叠焊修复、海洋平台桩管预制对接自动焊接技术）、水下焊接技术、水下切割技术、水下机器人焊接技术和船舶焊接技术等内容。在工程材料焊接性章节，钢及有色金属焊接性部分更加突出海工钢及海工装备用有色金属的焊接。在第三篇焊接生成与工艺章节，删除原有压力容器焊接工艺案例，引入船舶焊接应用案例，重点介绍船舶结构焊接工艺及船舶建造焊接实例。通过以上课程体系的重构，打造“海味”十足的课程授课内容体系。

（三）" 现代教学资源整合，优化学习环境

一流课程的建设需要通过教学方法改革使课堂活起来，应当强化现代信息技术与教育教学深度融合，解决好教与学模式创新的问题。为解决课程教材内容知识点枯燥，案例陈旧的问题，深入开展教学资源（多媒体与网络资源）的整合与优化（图2）。课堂教学是知识点传授的主阵地，现代教育资源的利用可丰富课堂内容与形式。教师课前发布学习任务单并列出相关的教学资源，学生充分利用现代教学资源（微课、MOOC、Bb平台等），以相对自由的时间进行网络课堂学习并进行学习心得总结，培养学生自主学习能力，课堂重在知识点疑难点讲解与讨论。通过对教学资源的整合，双渠道丰富教学内容与形式，增强了师生互动，提升了教学质量。

（四）" 多维度开展授课方式改革

为培养和提升学生工程实践能力，打造海洋特色的“产教+科教”双融合培养模式，根据课程章节内容的特点，探索开展“案例式”教学方式改革，例如以海洋工程装备制造过程中焊接问题驱动的问题教学法、以科研项目为驱动的创新能力培养教学法、以课前预习与课上交流为主导的发现教学法。这些教学方法的引入，打破了传统“填鸭式”教学造成的学生学习积极性不高，知识点乏味的问题。

为克服师生难以实现有效互动的难题，改革课程考核方式（图3），以“多元考核”评价方式为导向，激发学生互动积极性。开展了“混合式教学”、翻转课堂的课程教学方式改革，通过线上线下互动，让灵活、多样的教学方式服务于“研究型教学”。在教学Bb平台上提前发布教学设计、课程资料，安排课前测验，鼓励学生在网站论坛交流，小组讨论策划，课堂展示。通过授课方式改革，课堂教学从知识灌输向课堂交流互动转变，从单纯知识传授向“产教+科教”双融合育人模式转变。通过教学改革，更加注重学生学习能力和创新能力培养。

（五）" 课程思政融合创新，润物无声

从教学目标、教学内容、教学模式方法、教学资源与工具等方面，深入挖掘专业知识与思政元素结合点。以“为谁培养人”“培养什么人”等教育的首要问题为根本导向，课程中将焊接材料与技术发展历程设置为教学目标之一。从学生职业素养养成角度，介绍我国海洋装备材料焊接关键核心技术存在的“卡脖子”问题，培养学生焊接技术创新能力，让学生养成敢创新、善创新的习惯。梳理教学内容，通过焊接典型案例分析和历史溯源等形式，引导学生体会中华民族历史成就感，同时与时俱进，课堂中引入当代大国重器，如深潜器、航母等在制造过程中使用的创新焊接方法，让学生更深刻地理解中国，增强民族自信心和社会责任感。通过创设海洋工程装备焊接问题及科研项目情境，以“产教+科教”双融合培养学生分析解决问题的能力，激发学生的思想碰撞和情感体验，实现对学生的价值引领。让课堂思政融入日常教学过程，努力做到课程思政润物无声。

三" 改革成效

经过海洋特色化“产教+科教”双融合教学改革以来，形成了混合式教学模式，充分利用了现代教育资源，打造了课堂教学主干线和网络资源自学的有效补充。形成了课程教学内容的海洋特色化，提高了学生学习积极性和学习成效，课程考试全部一次性通过，学生从课程目标、课程内容、课程挑战度和课程思政等方面对课程的评价得分由改革前的91分升至95分以上。通过科研项目与工程案例的“产教+科教”双融合教学模式改革，活跃了课堂气氛，实现了师生与生生互动。通过课程引导，学生积极参加“本科生研究发展计划”、“互联网+”大学生创新创业大赛、山东省大学生金相技能大赛，取得了优异成绩，显著提升了学生创新能力。基于课程教学改革与实践，教学团队教学能力显著提升，主讲教师获得学院教学比赛二等奖。通过本课程的改革与实践，为同类专业课程的教学模式改革提供了范本，同时也深化了本院海洋特色、“产教+科教”双融合、协同育人的人才培养机制和人才培养质量。

四" 结束语

本课程教学改革是在一流课程建设的背景下，以问题为导向面向特色化与学生学习为中心的“产教+科教”双融合教学育人理念和创新思路的有益尝试。以海洋装备材料工程案例为背景构筑了海洋特色的课程授课内容体系，将案例教学与科研项目有机结合，形成了探究式“产教+科教”双融合的教学模式，通过现代教育教学资源的有效结合以及混合式教学模式的打造，克服了学生学习积极性不高，填鸭式教学带来的知识枯燥，师生、生生交流不畅等问题。通过打造海洋特色课程内容体系，探索“产教+科教”双融合教学模式改革，多维度引入现代教育教学资源，形成了由“讲授式”向“混合式”教学模式的改革，提高了金属连接概论课程的教学实效。

参考文献：

[1] 闫长斌，时刚，张素磊，等.“双一流”和“双万计划”背景下学科、专业、课程协同建设：动因、策略与路径[J].高等教育研究学报，2019，42（3）：35-43.

[2] 赵立.探析船舶焊接与结构设计优化[J].船舶物资与市场，2022，30（7）：27-29.

[3] 邹业英.长输管道焊接设备的现状及展望[J].焊接技术，2023，52（8）：70-74.

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[5] 程东海，戎易，李文杰，等.“双创”背景下高校焊接专业课程教学改革——以南昌航空大学高能密度焊课程为例[J].高教学刊，2022，8（9）：41-44.

[6] 宋家鑫，杨红升，宋洪波，等.海洋工程建造关键焊接技术探究[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（18）：183-184.

[7] 孙辉.海洋工程制造中的关键焊接技术与应用研究[J].科技资讯，2017，15（32）：61-62.

[8] 刘坤，李洁，胥国祥，等.《先进焊接材料及其应用》课程教学现状分析与改革探索[J].焊接技术，2022，51（4）：102-105.

[9] 朱海洋，汪晓勇，蔡啸涛，等.“焊接结构与设计”课程教学改革与探索[J].科教导刊，2023（13）：129-131.

基金项目：山东省研究生教育质量提升计划项目“《特种海洋材料》优质课程建设”（SDYKC20018）;山东省研究生教育质量提升计划项目“海洋装备材料失效分析案例库建设”（HDYA22015）;中国海洋大学本科教育教学研究项目“《金属连接概论》课程体系重构与案例教学”（2023JY140）

第一作者简介：李文（1989-），男，汉族，山东泰安人，博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为海洋功能防护材料。