“SOP+二維碼”組合教學(xué)模式在焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用探索

張凱　曹貝貝　朱果果

關(guān)鍵詞： 焊接實(shí)訓(xùn) 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書 二維碼 教學(xué)效果

中圖分類號(hào)： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）15-0196-04

近年來，隨著焊接技術(shù)在機(jī)械制造、工程建設(shè)、航空航天等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用[1-3]，焊接實(shí)訓(xùn)在高校金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容中也越來越受重視。目前，傳統(tǒng)的焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式仍以驗(yàn)證性教學(xué)為主[4]，即實(shí)訓(xùn)教師先集中講授焊接理論知識(shí)，然后按照焊接任務(wù)要求，進(jìn)行焊接示范操作，最后學(xué)生進(jìn)行分組練習(xí)。在以往的實(shí)訓(xùn)過程中，參訓(xùn)學(xué)生普遍以被動(dòng)的方式接收理論知識(shí)，參與積極性不高。值得注意的是，學(xué)生作為焊接實(shí)訓(xùn)的主體，自身在缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、對(duì)焊接操作過程中所存在的危險(xiǎn)因素缺乏深刻認(rèn)識(shí)的情況下，貿(mào)然操作電焊設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)非常大的安全隱患。

基于此，為了充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并能安全、高效地完成焊接實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，文中引入企業(yè)質(zhì)量管理工具——作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書（StandardOperating Procedure，SOP）和二維碼技術(shù)，構(gòu)建以“SOP+二維碼”的組合教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生安全的操作習(xí)慣和意識(shí)，提高焊接實(shí)訓(xùn)的整體教學(xué)質(zhì)量。

1 SOP 在焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 SOP 的概念及編制流程

SOP 是一種通過規(guī)定某事件的標(biāo)準(zhǔn)操作步驟與要求，指導(dǎo)和規(guī)范日常生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化文件[5-6]。它作為企業(yè)生產(chǎn)重要的質(zhì)量管理工具，能夠?qū)⒑诵募夹g(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)以統(tǒng)一的文件形式記錄下來。工作人員僅需經(jīng)過短暫培訓(xùn)即可快速、熟練掌握原有的技術(shù)和操作方法?；诖?，課題組結(jié)合焊接實(shí)訓(xùn)的具體操作內(nèi)容，對(duì)實(shí)訓(xùn)過程所涉及的加工要素，如操作人員、焊接設(shè)備、焊接材料等進(jìn)行梳理，編制出一套統(tǒng)一的、規(guī)范的焊接標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序。參訓(xùn)學(xué)生在按照上述焊接SOP 操作培訓(xùn)后，即可快速掌握最基本和規(guī)范的操作方法，進(jìn)而加工出符合標(biāo)準(zhǔn)的焊接產(chǎn)品。

針對(duì)金工實(shí)訓(xùn)以“產(chǎn)品加工為導(dǎo)向”的培養(yǎng)特點(diǎn)，即重視學(xué)生的實(shí)踐操作過程和加工結(jié)果。因此，SOP的整個(gè)編制流程應(yīng)始終遵循編寫內(nèi)容與實(shí)際操作相一致的原則。SOP 編制人員首先將具體崗位老師們的每一項(xiàng)操作步驟與關(guān)鍵性操作細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)記錄，然后，課題組成員通過集中討論的方式，篩選出最優(yōu)的操作加工方法，摒除不良的操作習(xí)慣。通過實(shí)際操作驗(yàn)證，不斷對(duì)SOP 文件中的操作內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，最終形成安全可靠、質(zhì)量最優(yōu)、操作性強(qiáng)的SOP 文件，具體編制流程如圖1 所示。

1.2 焊接SOP 文件編制

根據(jù)焊接實(shí)訓(xùn)要求，以現(xiàn)場(chǎng)操作標(biāo)準(zhǔn)化和操作細(xì)節(jié)可視化為目標(biāo)，課題組經(jīng)過反復(fù)討論并編制了焊接實(shí)訓(xùn)SOP 規(guī)范文件。具體操作內(nèi)容見圖2。從下發(fā)加工圖紙，準(zhǔn)備原材料、工具、量具到加工出合格焊縫，所有操作內(nèi)容均以圖文結(jié)合的方式呈現(xiàn)。參訓(xùn)人員可以清晰地了解實(shí)踐操作過程的所有動(dòng)作細(xì)節(jié)及安全注意事項(xiàng)，進(jìn)一步加深對(duì)關(guān)鍵操作內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)。

針對(duì)加工任務(wù)——鋼板焊接的示范操作流程，共9 項(xiàng)操作步驟：（1）來料確認(rèn)，根據(jù)焊接要求，確認(rèn)焊接工件、工具等準(zhǔn)備就緒；（2）電焊機(jī)上電，戴好防護(hù)手套，開啟電源（禁止看閘刀），旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)節(jié)電流至90～120 A（禁止焊鉗放置在工作臺(tái)）；（3）引弧、運(yùn)條練習(xí)，在練習(xí)件上練習(xí)正確引弧和運(yùn)條的方法；（4）裝配，首先將兩基準(zhǔn)件間隔10～15 cm 放置在工作臺(tái)上（作為基準(zhǔn)平面），然后將兩個(gè)焊接工件依次放平、對(duì)齊；（5）點(diǎn)固，距離工件兩側(cè)邊緣各30 mm 處，依次進(jìn)行點(diǎn)焊操作；（6）平焊，調(diào)節(jié)電流至100 A，對(duì)點(diǎn)固面的反面進(jìn)行焊接；（7）焊后清理，用敲渣錘和鋼絲刷去除焊接件表面的飛濺物、熔渣；（8）焊后檢查，待工件充分靜置冷卻后，對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查（焊縫高度、寬度、均勻程度、接頭質(zhì)量和收尾質(zhì)量）；（9）關(guān)閉電源，將工具按要求放至工具柜中，認(rèn)真清理實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后方可離開實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)。

另外，在焊接SOP 文件中重點(diǎn)標(biāo)注了相應(yīng)的安全操作注意事項(xiàng)，具體如下：（1）焊接過程中，必須穿戴好焊帽、焊接手套；（2）焊接過程中，同組其他成員禁止串崗、交頭接耳；（3）焊接結(jié)束后，必須將焊鉗放置在絕緣位置處等。參訓(xùn)學(xué)生也能夠在具體操作過程中，實(shí)時(shí)結(jié)合SOP 文件信息進(jìn)行對(duì)照檢查，進(jìn)一步保證操作過程的安全性和正確性。

2 二維碼技術(shù)在焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 二維碼技術(shù)特點(diǎn)與制作過程

二維碼是用特定幾何圖形按一定規(guī)律在平面分布的黑白相間的圖形中記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息[7]。它具有存儲(chǔ)容量大、編碼范圍廣、容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)[8]，在移動(dòng)智能化的今天，二維碼技術(shù)在日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，如賬號(hào)登錄、網(wǎng)站鏈接跳轉(zhuǎn)、廣告推送、金融支付等。

基于二維碼的應(yīng)用特點(diǎn)，課題組將二維碼技術(shù)應(yīng)用到焊接實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，首先圍繞焊接SOP 文件，全面梳理焊接操作重、難點(diǎn)內(nèi)容。通過錄像的方式，對(duì)焊接操作的重、難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分項(xiàng)視頻錄制。其次，借助二維碼制作工具，將上述視頻內(nèi)容轉(zhuǎn)換為二維碼圖片，并按順序打印粘貼在焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)。最后，參訓(xùn)學(xué)生可以利用手機(jī)App 方式（如微信“掃一掃”功能）掃描二維碼，可以隨時(shí)針對(duì)焊接各項(xiàng)操作要點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。焊接實(shí)訓(xùn)二維碼制作過程如圖3 所示。

2.2 使用手機(jī) App 掃描二維碼，獲取示范操作信息

在實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生可以使用手機(jī)App 掃描焊接示范操作視頻二維碼，進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)。以引弧示范操作為例，引弧是焊接過程中的關(guān)鍵操作內(nèi)容之一，引弧時(shí)，操作人員需熟練地將焊條端部與焊件表面接觸形成短路，然后迅速提起焊條至2～4 mm，電弧即被引燃。在以往的實(shí)訓(xùn)操作過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手能力參差不齊，導(dǎo)致練習(xí)效果不佳。因此，為了達(dá)到良好的實(shí)訓(xùn)效果，學(xué)生可以在引弧練習(xí)之前，使用智能手機(jī)掃描焊接工位上的引弧示范操作二維碼，觀看教師示范操作，彌補(bǔ)學(xué)生在前期教師示范操作過程中，因注意力不集中等原因，沒有及時(shí)掌握引弧操作的動(dòng)作要領(lǐng)。值得注意的是，每段視頻制作時(shí)長(zhǎng)均控制在1 min左右，以保證學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果。二維碼使用過程如圖4所示。

3 基于“SOP+二維碼”技術(shù)的組合教學(xué)改革優(yōu)勢(shì)

在焊接實(shí)踐教學(xué)過程當(dāng)中，參訓(xùn)學(xué)生不再是以被動(dòng)的、機(jī)械式的學(xué)習(xí)方式完成焊接實(shí)訓(xùn)任務(wù)。而是以學(xué)生自身為學(xué)習(xí)主體，指導(dǎo)教師為主導(dǎo)的方式，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。首先，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)前，學(xué)生可通過學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，自主學(xué)習(xí)教師發(fā)布的焊接理論知識(shí)和示范操作視頻。其次，在實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生以小組為單位，按照指導(dǎo)教師下發(fā)的焊接SOP 標(biāo)準(zhǔn)操作文件，嚴(yán)格按照SOP 中規(guī)定的操作流程進(jìn)行焊接操作練習(xí)，同時(shí)，針對(duì)引弧、運(yùn)條、點(diǎn)固等關(guān)鍵操作方法，學(xué)生也可通過放置在現(xiàn)場(chǎng)的二維碼圖片，利用手機(jī)App 掃描二維碼，實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)。與傳統(tǒng)的“師帶徒”教學(xué)模式相比，充分鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生規(guī)范操作的習(xí)慣，增強(qiáng)了設(shè)備操作的安全意識(shí)，縮短了焊接理論知識(shí)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)的空間距離，強(qiáng)化了學(xué)生焊接實(shí)訓(xùn)的深度與廣度。

4 結(jié)語

在焊接實(shí)訓(xùn)中，提出了一種基于“SOP+二維碼”的組合教學(xué)改革方案。該方案對(duì)提高焊接實(shí)訓(xùn)操作的安全性、規(guī)范性以及焊件質(zhì)量等方面有積極的推動(dòng)作用，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作過程中，嚴(yán)格遵照焊接SOP 標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行加工操作，既規(guī)范了學(xué)生的焊接操作行為，有效規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，也提升了實(shí)訓(xùn)的整體效率。另外，將二維碼技術(shù)與焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，讓學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)、快速地掌握關(guān)鍵操作要領(lǐng)，不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也進(jìn)一步提高了焊接實(shí)訓(xùn)教學(xué)的整體質(zhì)量。