新工科建設下應用型本科教學方法探討

1、新工科”建設下應用型本科教學方法探討摘要：目前“新工科”建設正進入越來越多高校的視野，新工科建設的核心定位是“人才質量” 。焊接方法與設 備課程是焊接專業(yè)的核心課程之一，本課程教學采用了多 媒體、 blackboard 網(wǎng)絡教學平臺、創(chuàng)新實驗以及融入項目討 論等教學方法，旨在激發(fā)學生的創(chuàng)新意識、提升學生的實踐 能力，鼓勵學生參加全國大學生焊接創(chuàng)新大賽，提高應用型 人才的培養(yǎng)質量，達到滿意的教學效果。關鍵詞：焊接方法與設備；多媒體； blackboard 教學平臺；創(chuàng)新實驗；教學方法2017 年 2 月以來，“新工科”建設正在進入越來越多高校的視野，新工科建設的核心定位是“人才質量” 。而應用

2、型本科院校作為區(qū)域人才培養(yǎng)的重要基地，其人才培養(yǎng)的質量直接關系到高校本身和地方的建設和發(fā)展。焊接技術作為一種材料永久連接的技術，是制造業(yè)中材料加工的重要工藝之一，在核能、航空航天、電力、微電子技術、石油化工、汽車船舶等領域應用廣泛。在推動國家的經(jīng)濟建設和發(fā)展科學事業(yè)上，焊接技術將起重要的作用。焊接方法與設備課程是高等院校材料成型及控制工程專業(yè)（或焊接方向）的一門核心課程，在構筑學生專業(yè)理論基礎和培養(yǎng)學生焊接工程實踐能力方面起著重要作用。該 課程課堂講授內容主要包括電弧物理基礎、熔滴過渡、焊縫 成形、電弧自動控制、常規(guī)熔焊方法原理、焊接工藝基本知 識以及部分高能束流焊接方法。課程內容豐富、覆蓋面

3、廣、 理論性強， 涉及到電工、 金屬學、 材料連接原理等基礎課程； 實踐性更強，制作一個產(chǎn)品，可選擇的焊接工藝方案和設備 很多，所制定焊接工藝的好壞直接影響產(chǎn)品的質量、壽命和 價值，而一個合理的工藝方案必須依靠長期的實踐經(jīng)驗積累起來的。我院焊接方法與設備課程共計48 學時，其中課堂講授 42 學時，實驗 6學時。教學任務重且課時有限，相關實驗設備和資深技師短缺，為保證教學質量，我們從多方面 對該課程的教學方法和手段進行了探討和研究。1 采用多媒體教學，整合優(yōu)化教學內容 為了保證在較短的時間內能學到更多的知識，在課堂中充分利用多媒體教學，通過視頻、動畫、彩圖、聲音等提高 教學內容的趣味性， 使得

4、深奧抽象的知識點更加直觀、 具體、 生動、形象，又符合 90 后學生的興趣取向，可以充分激發(fā) 學生學習的主動性和創(chuàng)新性。例如：在傳統(tǒng)的教學中，由于 電弧和熔池抓不到、摸不著，觀察也比較困難，講解電弧基 礎知識就是一難點，但借助高速攝像儀、仿真和動畫演示， 可以輕而易舉地化解這個教學難點，而且事半功倍。教學內容是衡量教學質量高低的關鍵性指標，正確把握教學內容是提高教學質量和效率的重要前提。由于課程內容繁多、理論性強，一味地將書本上的內容照搬到PPT 上，則違背了多媒體教學的初衷，教學效果“換湯不換藥” 。因此，教學內容必須以應用為核心，以精、簡、易”為原則，著重講熔焊部分（壓焊和釬焊部分后序開設

5、專門的課程） 原理、特點及應用一焊接設備一焊接材料一焊接工藝一焊接 實例”這條主線，合理分配學時，整合優(yōu)化教學內容，并在 教學中融入一些國內外新穎的焊接素材，提高教學內容的先 進性和實用性，進一步保證教學效果。2 利用網(wǎng)絡平臺，促進多元化教學 由于教學任務重且課時有限，要想在課堂上把知識點講透是完全不夠的。我院充分利用 blackboard 網(wǎng)絡教學平臺實 現(xiàn)焊接方法與設備網(wǎng)絡教學，教師和學生可以在任何方 便的時間和地點瀏覽網(wǎng)絡內容、獲取資源、實施教學，進行實時交流和互動、考核和評價。同時，在網(wǎng)絡教學中， 采用“行動導向、項目教學” 、“小組學習”等教學方法，真正做到以學生為主體，以問題為中心

6、的師生互動。例如：在講完TIG、 MIG 、MAG 、 CO2 焊相關內容時，有意識地設置綜合性問題“把四種氣體保護焊接方法的原理、特點、焊接材料及其應用進行對比”，要求學生分組梳理總結知識點，形成各種有利于學習和記憶的圖表，并進行討論完善。這樣不僅可以引導學生去研究和討論 問題，還加深了學生對知識的理解和掌握，同時還檢測了學 生的學習效果并及時反饋給教師。3 以興趣為導向創(chuàng)新實驗教學模式 本課程是一門需要通過實踐來加強理論知識理解的專業(yè)課程，我院教師在教學過程中除了融人大量焊接實例來講 授外，還開展了部分章節(jié)的現(xiàn)場教學。例如：在實訓現(xiàn)場， 講解埋弧焊相關知識，從埋弧焊的操作演示一設備及工作原

7、 理焊接過程和原埋弧焊的特點焊接材料應用和工 藝。循著這條線講下去，知識傳授得很直觀具體，且不乏系 統(tǒng)性和連貫性。另外，我院還通過一些開放性實驗來進行輔助教學，以趣為導向創(chuàng)新實驗模式，把電弧焊、 CO2 焊、氣焊與氣割 實驗室對外開放。學生自主設計作品提交相應的實驗計劃， 審核通過后，實驗室提供材料進行創(chuàng)新性實驗。學生獨立完 成實驗，教師對有潛質的學生重點培養(yǎng)，推薦參加全國大學 生焊接創(chuàng)新競賽。此外，還通過智能焊接平臺一弧焊領域的智能模擬培訓系統(tǒng)來對學生進行標準化的技能操作培訓，不僅節(jié)省了人力 和耗材成本，且清潔安靜的環(huán)境減少了可能的傷害，提升了 學生的認知和練習興趣，培訓內容標準化，提升了學

8、院的教 育形象。鼓勵學生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，對有想法的學生提供必要的經(jīng)費支持，并由教師親自指導完成項目，并撰寫學 術論文或專利，起到很好的鍛煉作用，對其日后工作大有裨、人益。4 科研融入教學，開拓視野、學以致用 將任課教師的科研項目、最新研究成果、科研學術論文融入到教學中，把科研中獲得的最新知識和信息、積累的經(jīng) 驗傳遞給學生，給予學生技術前沿的引導，豐富課堂教學內 容，提高課程教學質量。同時，把教師的科研項目和典型的 焊接實例帶入課堂融入到教學中，剖析其中涉及的理論知 識，制定解決方案，分 ?M 討論，鍛煉學生的創(chuàng)造性思維和 表達能力，以促進教學質量不斷提高。這種教學方式不僅提 高了教學質

9、量，還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)造性個性，提 高學生創(chuàng)新性的想象力、判斷力、思維能力和實踐能力，并 發(fā)揮學生的創(chuàng)新才能和創(chuàng)造潛能，為今后走向社會能夠持續(xù) 創(chuàng)造性地工作并取得良好的業(yè)績打下比較扎實的基礎。對于些肯干、動手能力強的學生，鼓勵其業(yè)余時間參與到教師 生焊接創(chuàng)新大賽斬獲佳績的科研項目中， 并給予一定的酬勞。5 參加全國大學教改過程中，由中國機械工業(yè)教育協(xié)會焊接學科教學委中國機械工程學會焊接學會、哈爾濱工業(yè)大學先進焊接與連接國家重點實驗室聯(lián)合主辦的“第二屆全國大學生焊接創(chuàng)新大賽”在河北科技大學舉行。全國大學生焊接創(chuàng)新大 賽是面對全國高等院校焊接技術與工程、材料成型及控制工 程及其相關專業(yè)舉辦

10、的科技創(chuàng)新大賽，通過對參賽作品、輔 助裝置、設計圖紙、設計軟件等各方面的制作，培養(yǎng)了學生 的創(chuàng)新意識和現(xiàn)代設計理念，提高了學生的創(chuàng)新能力，強化 了學生的團隊精神，為培養(yǎng)創(chuàng)新型應用技術人才奠定了良好 基礎。大賽吸引了哈爾濱工業(yè)大學、天津大學、大連交通大 學和北京工業(yè)大學等 39 所高校的焊接專業(yè)大學生參加，可 謂強手如林。為了展現(xiàn)我校學生創(chuàng)新能力，在教務處的大力支持下，我校材料科學與工程學院焊接專業(yè)從2017 年 1 月 開始，積極準備，層層遴選，最終組織了 3 支隊伍參加本次 大賽“固定命題” “自選題目”的競賽項目。經(jīng)過參賽同學 的積極努力，由徐榮正和馬琳兩位老師指導的題為基于鋅 夾層的鋁銅

11、攪拌摩擦搭接焊接項目獲得二等獎，由國旭明 和張占偉兩位老師指導的題為中厚板高強鋼高效等離子-MIG 復合焊接工藝項目獲得三等獎，由莫春立老師指導 的題為抗壓結構項目獲得了三等獎， 3 組共計 12 名學生 參賽，體現(xiàn)了出了當代大學生的精神風貌。這些成績的取得 是本課程教改成果的最好體現(xiàn)。目前我們正在積極準備下 屆大賽，以期取得更好的成績。綜上所述，采用多媒體、網(wǎng)絡教學、創(chuàng)新實驗以及融入項目討論等教學方法各有特色，但實施過程中，教師需要投入很大的精力去提高自身專業(yè)素質、搜集素材備課、組織和 實施教學。因此，實施過程中要合理綜合運用，才能發(fā)揮更 大的優(yōu)勢。日后我院任課教師將對本課程的教學改革作進 步的研究和探索， 尋找最合適、 最有效的教學方法， 保證“新 工科”建設下應用型本科人才的培養(yǎng)質量。經(jīng)過全國大學生 焊接創(chuàng)新大賽的洗禮，使學生更加自信，也更加熱愛自己所 學的專業(yè)，對專業(yè)的發(fā)展大有裨益，參賽學生的良好表現(xiàn)以 及參賽后將所見所聞傳達給學弟學妹，能起到良好的榜樣作 用。參考文獻：1 張文鉞 . 焊接冶金學 M. 機械工業(yè)出版社， 2014.2 王宗杰 . 熔焊方法及設備 M. 機械工業(yè)出版社，2015.3 曹霞， 姚君山， 栗慧， 等