焊接實踐教學改革的實施路徑探析

高黨尋，姚啟明，彭世廣，周冰科，徐江波，楊忠昌

(清華大學 基礎工業(yè)訓練中心，北京100084)

0 引言

清華大學基礎工業(yè)訓練中心(以下簡稱“中心”)“機械制造實習”課程面向全校學生，是一門以工程實踐為主要載體的技術基礎課程，焊接實習是其重要組成部分。其既是校級精品課程，也是北京市級和國家級精品課程。

教學質量是學校的生命線。在焊接實踐教學過程中探索新的培養(yǎng)方式，是教學改革中的重點和難點。作為焊接實踐教學的指導教師，如何提高教學質量，以培養(yǎng)綜合素質高和創(chuàng)新能力強的學生，是值得思考的問題[1]。現(xiàn)如今，時代進步和科學發(fā)展對高等院校的人才培養(yǎng)模式提出了更高的要求，焊接作為現(xiàn)代制造業(yè)中的一項重要技術，其教學模式更應與時俱進。因此，這就要求我們必須結合自身情況和課程需求，對焊接教學方法和教學內容進行改革，以進一步提高焊接教學質量。

1 焊接實踐教學改革的探索

1.1 圍繞功能定位，尋求改革突破口

清華大學基礎工業(yè)訓練中心不僅是工程訓練基地，而且承擔著為培養(yǎng)卓越工程師服務、為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才服務、為培養(yǎng)復合型人才服務的專業(yè)職能。在實施教學改革的背景之下，中心應該成為學生課外科技創(chuàng)新活動的一個重要平臺、工程文化素質教育的培養(yǎng)基地、拓展工程訓練特色的科研方向、高水平科研轉化和服務型的實踐橋梁。鑒于此，焊接實踐教學改革應把握為培養(yǎng)卓越工程師服務的理念，全面開展教學改革。清華大學基礎工業(yè)訓練中心的功能定位如圖1所示。

圖1 清華大學基礎工業(yè)訓練中心的功能定位

近年來，焊接實踐教學團隊通過不斷思考和總結焊接實習教學過程與經(jīng)驗，緊密圍繞中心定位，搶抓發(fā)展機遇，實施教學改革，力爭為焊接實習教學增光添彩。此外，在新規(guī)劃的教學體系中，中心提出融合“工程訓練、通識教育、雙創(chuàng)教育”三位一體的工程實踐教學體系，并為培養(yǎng)卓越新工科人才，提供落地的教學方案，即優(yōu)化重組現(xiàn)有課程、規(guī)劃建設新課程、整合不同專業(yè)學科教學資源、與專業(yè)教育體系有機融合。因此，指導教師作為教學改革的實施者，首先要理清革新目標和思路，結合現(xiàn)有資源條件，規(guī)劃與培養(yǎng)目標高度契合的實踐教學改革項目和具體實施方案。中心在“十四五”規(guī)劃里提出要建設面向“中國制造2025”的系統(tǒng)化工程實踐教學基地，開發(fā)系統(tǒng)化、可操作、體驗度好、靈活性強的實踐教學內容，以及結合OBE理念優(yōu)化現(xiàn)有教學模塊和環(huán)節(jié)。

1.2 解放思想、轉變觀念，積極參與教學改革

傳統(tǒng)金工實習的內涵已發(fā)生巨大變化，正在向工程訓練過渡。在教學理念上已經(jīng)將學習技術技能和學習思維為主體的訓練模式轉變?yōu)槿诤蟼魇谥R與文化、培養(yǎng)實踐能力、提高工程素質為一體的訓練模式。面對變化的教學理念，指導教師應當首先在思想上進行改革，努力轉變教學觀念，認識到改革才是硬道理，積極配合改革步伐，發(fā)揮自己的基層優(yōu)勢。

實踐教學內容的改革在強調基礎知識和基本技能訓練的同時，還要注重一般能力與專業(yè)技能相結合，重點突出專業(yè)領域核心能力的培養(yǎng)，將素質教育貫穿于整個實踐教學過程，培養(yǎng)學生的工匠精神，真正做到“教書”和“育人”[2]。

2 焊接教學改革的實施路徑

2.1 不斷思考，探索方法

自中心提出新的教學理念以來，焊接教學團隊結合實際情況開發(fā)了多項教學改革方案。

1)點、線結合的探索。單個方法是一個點，單個工種就是一條線，點動成線、線動成面，幫助學生對機械制造形成一個系統(tǒng)的認識，引導學生把焊接從一條焊縫的概念上升到一個結構、一項工程上。例如，將二氧化碳焊接與板料沖壓工種結合，提出了一個基于鋼制密封盒體教學改革的創(chuàng)新方案，包含了構思、設計、工藝、制造等教學內容。

2)基于問題或案例的教改探索。指導教師結合自己的科研項目及經(jīng)典實驗，將理論與實踐結合，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。例如，在焊條電弧焊實習中引入弧焊電源外特性的直觀驗證實驗，提出弧焊電源為何具有特殊電氣性能、如何測試等問題。基于此，在介紹基本概念和弧焊電源外特性的直觀驗證實驗過程中，結合一些問題和實驗現(xiàn)象組織學生進行討論，設計實驗方案等，使學生的學習興趣得到激發(fā)，積極地參與實踐和討論，從而能夠清晰地理解電弧焊接的相關基本概念，加深對電弧焊接設備和特殊工藝的認識。

3)因材施教的分層次模塊化實踐教學模式探索。根據(jù)“不同院系、不同基礎、不同學分”的學生特點來調整教學內容，并不斷優(yōu)化和完善實踐教學的課程講稿。例如，TIG焊專業(yè)實驗課有2種類型，即2學時和4學時。針對不同的教學對象，結合焊接實習基地的資源，將原有的TIG焊教學擴展為模塊化的TIG焊教學。因材施教的模塊化教學體現(xiàn)了一定的綜合性和創(chuàng)新性，學生在實習和實驗過程中的學習興趣得到激發(fā)，積極地參與實踐和討論[4-7]。

4)啟發(fā)式教學方法的探索。啟發(fā)式教學的核心是充分發(fā)揮學生的主體作用，并結合討論式、參與式教學方法，調動學生的積極性、主動性，激發(fā)學生獨立思考，活躍課堂氣氛。例如，在講解二氧化碳焊接時，將學生向科研方向引導，比較其與不同保護介質在工藝方法上的不同之處，提高學生的分析能力。多渠道多方法實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)、價值塑造。

5)實踐評價體系的革新。項目完成后，先由小組內部進行自我評價，再進行小組間的相互交流與評價，讓學生自己體會其中的不足。同時，指導教師引導學生在評價時不要局限于最后的效果，還要注重組員的參與意識、溝通能力、創(chuàng)新精神、技術水平等綜合素質，最終以自我評價、學生互評、教師評價進行綜合評定。

6)通識教育和能力培養(yǎng)滲入焊接實習教學中的探索。結合中心提出的“在實踐教學中深化和加強設計思維與工程倫理”來提高學生的綜合素質、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。例如，在制造工程體驗課中以“藝術風裝飾臺燈”文創(chuàng)產(chǎn)品作為導向和驅動開展實踐教學，整個產(chǎn)品的實現(xiàn)體現(xiàn)了制造過程的各個方面，將設計、工程與技術思維有機融合，美育和勞育相結合，激發(fā)創(chuàng)造性勞動過程，給學生新的價值塑造，在強化學生的實踐動手能力、團隊合作精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面是一種新的探索。

7)課程思政在焊接實踐教學中的應用探索。課程思政是指將高校思想政治教育融入課程教學和改革的各環(huán)節(jié)、各方面，實現(xiàn)立德樹人潤物無聲，即尋求各科教學中專業(yè)知識與思想政治教育內容之間的關聯(lián)性,將思想政治教育的相關內容融入課程教學當中，通過學科滲透的方式達到思想政治教育的目的[3]。例如，在各實習模塊中，團隊邀請行業(yè)內的大國工匠鼓勵學生參與動手實踐，展現(xiàn)制造中的工匠精神，體現(xiàn)人生價值。例如，在二氧化碳焊制造鋼制密封盒體環(huán)節(jié)，邀請全國勞動模范，被稱為“工人院士”的高鐵轉向架焊接首席專家李萬君給學生鼓勵加油；在焊條電弧焊模塊邀請全國勞模，黨的十八、十九大代表劉宏作為操作專家給學生傳道授業(yè)，交流心得。通過工程實際案例中的大國工匠寄語，增強項目內容的真實感，傳承大師的工匠精神，塑造正確的勞動觀和價值觀，進而起到了思想政治教育的目的。

2.2 提升教改質量，從塑造自身開始

良好的教學質量是改革成功的保障，而指導教師的素質優(yōu)劣正是保障教學質量的關鍵?！坝苏撸叵仁芙逃?，指導教師要想適應新的教學改革及模式，就必須不斷學習新技術、新工藝，不斷提高教學水平，改進教學手段，提高實踐能力和創(chuàng)新精神。

1)積極參與教學研究，探索有利于培養(yǎng)學生工程意識和工程素質的實踐教學方法。通過參加中心組織的教學研討，把自己理解的各種思想在焊接教學過程中不斷實踐與總結，深化教學內涵，提升教改質量。

2)深入挖掘現(xiàn)有實習和實驗設備的潛力，進行各項加工工藝研究，使之在實習教學和科研過程中發(fā)揮作用。例如，在TIG焊接教學中，研究不同波形輸出所實現(xiàn)的高品質焊接過程及電源外特性的直觀測試。

3)關注行業(yè)發(fā)展動態(tài)，加強專業(yè)理論和加工工藝學習，積極參與科研項目、科技賽事和生產(chǎn)加工服務。在相關科研和實驗技術開發(fā)工作中發(fā)揮應有的作用，鍛煉自己的業(yè)務能力。例如，針對鎂鋁鋅系列合金的TIG焊研究，筆者曾不僅將其服務于校內科研，而且導入教學，效果較好。

4)積極與優(yōu)秀的教學人員相互交流，取長補短，努力提升教學水平。

3 結束語

經(jīng)過2年多的實踐，這種改革和創(chuàng)新以較少的實習資源獲得了較好的教學效果，教學質量也在不斷提高，獲得了學生的普遍好評。實踐教學指導人員在教改方面發(fā)揮積極作用，不斷關注實踐教學理念發(fā)展、不斷關注學生反饋、不斷踏實去實踐，新的實踐教學模式將展現(xiàn)出更好的前景。