蔡淑娟，李涌泉

(北方民族大學(xué)，寧夏 銀川 750021)

當(dāng)前，新材料、新能源、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新科技模式快速改變著現(xiàn)代工業(yè)和勞動(dòng)力市場(chǎng)。另一方面，支撐焊接工程的材料學(xué)、機(jī)械工程、控制工程等專業(yè)面越來越大，新材料、新工藝、新設(shè)備不斷開創(chuàng)，這就形成了知識(shí)海洋越來越大與知識(shí)架構(gòu)掌握需要越來越個(gè)性的矛盾。培養(yǎng)這種新型工程創(chuàng)新人才，高等工程教育的改革和創(chuàng)新就顯得很重要了。新工科教育理念和教育改革就是在這樣的背景下提出的，因此需要新思維、新體制機(jī)制全面創(chuàng)新工程教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，支撐和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)［1］。

1 現(xiàn)有課程體系及教學(xué)現(xiàn)狀

《焊接工程學(xué)》課程在多代人的不斷努力下走到今天，為歷次工業(yè)革命、科技和社會(huì)進(jìn)步做出了突出貢獻(xiàn)。近年來，新型焊接材料、技術(shù)和焊接方法、焊接機(jī)器人等技術(shù)不斷革新，針對(duì)該領(lǐng)域開展的《焊接工程學(xué)》也有必要進(jìn)行不斷的革新，以適應(yīng)新時(shí)期工業(yè)革命需要和經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)人才的需求變化。該課程培養(yǎng)目標(biāo)是通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)具焊工藝，焊接設(shè)備，焊材料，檢驗(yàn)、材料、電工、機(jī)械、力學(xué)和自動(dòng)控制的知識(shí)和能力，能夠在焊接工程領(lǐng)域從事科研、設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)加工及經(jīng)營管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人員。傳統(tǒng)的《焊接工程學(xué)》課程在新時(shí)期主要暴露出以下一些問題:

1．1 課程體系面向產(chǎn)業(yè)化和工程化程度不夠

近年來，新一輪工業(yè)革命來勢(shì)兇猛，傳統(tǒng)的焊接課程體系已不能滿足當(dāng)前以及未來焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。一些高校開設(shè)的《焊接工程學(xué)》盡管開設(shè)了一定課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，然而學(xué)生實(shí)踐效果不強(qiáng)，不利于工程化教育的實(shí)施。

1．2 傳統(tǒng)課堂與學(xué)生課前課后銜接不夠

大部分學(xué)生上課前不進(jìn)行書本預(yù)習(xí)，這樣他們到了課堂，需要進(jìn)入情景和狀態(tài)的時(shí)間就偏長，若老師再花時(shí)間引導(dǎo)，就會(huì)占用寶貴的課堂時(shí)間，若老師仍按照原定教學(xué)計(jì)劃和進(jìn)度開展，則會(huì)出現(xiàn)老師、學(xué)生不同步的問題。課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)作為傳統(tǒng)教學(xué)模式所假設(shè)的前提不復(fù)存在，直接影響了學(xué)生掌握知識(shí)的效率。

1．3 教學(xué)模式缺乏有效的創(chuàng)新

盡管現(xiàn)在大部分教學(xué)方式由原來的課本+黑板板書教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)镻PT教學(xué)，然而這種轉(zhuǎn)變并沒有從根本上體現(xiàn)“新工科”教育的多角度、全方位的特征。如:教學(xué)內(nèi)容拘泥于傳統(tǒng)課本，課程中涉及的基本原理和工藝仍基本停留在概念上，而對(duì)于焊接工程案例視頻資料、相關(guān)工程實(shí)踐應(yīng)用視頻庫卻仍是教學(xué)的短板，使得課程不夠生動(dòng);實(shí)踐課程教學(xué)方式中的“實(shí)踐性”仍然不夠，主要還是停留在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的模擬、觀看階段，學(xué)生自由發(fā)揮空間較少，沒有充分發(fā)揮實(shí)踐課程的作用［2］。

2 新工科對(duì)課堂教學(xué)模式改革的需求

新工科主要體現(xiàn)在科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、工程科學(xué)和工程實(shí)踐中的創(chuàng)新與進(jìn)步、不同學(xué)科交叉與交融后，所形成的新興工程學(xué)科或領(lǐng)域。新工科人才培養(yǎng)應(yīng)該使學(xué)生掌握更先進(jìn)的知識(shí)，包括工程科學(xué)、人文社科、專業(yè)和學(xué)科等方面的知識(shí);需要具備的能力包括應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題、工程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)能力、終身學(xué)習(xí)能力以及專業(yè)所涉及的核心技能和職業(yè)態(tài)度等［3］?！靶鹿た啤毙枰獙?duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)重構(gòu)或整合資源重組新專業(yè)，旨在推動(dòng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，以及工程專業(yè)建設(shè)從科學(xué)范式向工程范式轉(zhuǎn)型，為我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才保障和智力支撐［4］。

《焊接工程學(xué)》課程是材料成型及控制工程專業(yè)的必修課，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法已經(jīng)受到“新工科”發(fā)展理念的挑戰(zhàn)。近些年，盡管部分文獻(xiàn)報(bào)道了關(guān)于《焊接工程學(xué)》課程改革的相關(guān)教學(xué)設(shè)計(jì)和改革，但基于“新工科”背景下的該課程的改革還是一個(gè)全新的命題。本文將梳理材料成型及控制專業(yè)開設(shè)《焊接工程學(xué)》后，結(jié)合“新工科”的發(fā)展內(nèi)涵、方向和目標(biāo)，提出在“新工科”背景下該門課程的改革發(fā)展方向［5］。?

3 “新工科”背景下的改革探索

“新工科”背景下工科教學(xué)思路改革不同于傳統(tǒng)教學(xué)，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是要體現(xiàn)課程的跨界整合能力的培養(yǎng);二是要將互聯(lián)網(wǎng)與智能化思維融入課堂;三是要將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)融入課堂。要想實(shí)現(xiàn)以上幾點(diǎn)，就要從課程體系設(shè)計(jì)、師資配置優(yōu)化、課堂情景模式改革、縣上教學(xué)與線下教學(xué)的結(jié)合、第二課堂等方面做全方位的改革。具體如下:

3．1 課程體系設(shè)計(jì)與改革

新時(shí)代下《焊接工程學(xué)》課程改革主要研究《焊接工程學(xué)》如何與材料學(xué)、機(jī)械涉及與制造、控制工程、計(jì)算機(jī)等學(xué)科進(jìn)行有針對(duì)性的搭配，以滿足不同企業(yè)、不同崗位工程師的特定需求定制。新工科背景下，《焊接工程學(xué)》課程體系設(shè)計(jì)上要將校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)與校外實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)結(jié)合。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)按本專業(yè)的畢業(yè)生崗位能力要求，設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)模塊;“工學(xué)結(jié)合、半工半讀”則是學(xué)校與企業(yè)合作共同培養(yǎng)人才，先安排學(xué)生用一定的時(shí)間在學(xué)校學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)和技能訓(xùn)練(概念、了解層次的知識(shí)技能)，然后學(xué)校專門安排一定的時(shí)間組織學(xué)生到企業(yè)去，參加崗位生產(chǎn)實(shí)習(xí)(理解層次)，然后學(xué)生帶著實(shí)習(xí)認(rèn)知、疑問回到學(xué)校課堂進(jìn)行深入學(xué)習(xí)(掌握層次)，形成了“學(xué)習(xí)－實(shí)習(xí)－再學(xué)習(xí)－就業(yè)”的人才培養(yǎng)模式;頂崗實(shí)習(xí)是焊接技術(shù)專業(yè)不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過上述改革切實(shí)構(gòu)建教學(xué)、培訓(xùn)、實(shí)習(xí)一體化實(shí)踐教學(xué)，與理論教學(xué)相結(jié)合［6］。

3．2 師資配置優(yōu)化

《焊接工程學(xué)》是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程。借鑒加拿大多倫多大學(xué)的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，該車程理論部分主講教師由學(xué)院資深教師、博士進(jìn)行講授;后面實(shí)踐部分，因?yàn)槠髽I(yè)一線工程師現(xiàn)場(chǎng)操作細(xì)節(jié)嫻熟，能將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)問題、關(guān)鍵點(diǎn)的把握更為精準(zhǔn)，可以邀請(qǐng)來自工程單位的工程師參與講授，不但能彌補(bǔ)高校教師的實(shí)踐不足問題，還能帶給學(xué)生更多的實(shí)踐樂趣，甚至可以提前解決學(xué)生步入職場(chǎng)后面臨的問題，充分發(fā)揮理論老師和實(shí)踐工程師各自的優(yōu)勢(shì)和特長。在我國高校，要發(fā)揮校企聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生的作用，首先要從高等教育行業(yè)或者高校自身優(yōu)化師資隊(duì)伍，將企業(yè)具有講授能力的高級(jí)工程師引入高校教師隊(duì)伍，講授生產(chǎn)加工的經(jīng)典案例、這些內(nèi)容對(duì)即將邁入企業(yè)的學(xué)生大有裨益。

3．3 課堂情景模式的改革

課堂無疑是教學(xué)的主角，隨著國家對(duì)大類招生計(jì)劃的要求，必修課合并，部分專業(yè)性較強(qiáng)的課程開始由必修變選修，學(xué)生的興趣和雙向選擇成為主導(dǎo)課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵［7］。在“新工科”背景下，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激情值得探討。

“新工科”下的《焊接工程學(xué)》課堂情景模式可更多的結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”和“大數(shù)據(jù)”的發(fā)展成果，實(shí)現(xiàn)相關(guān)課程的多角度整合與融通，充分體現(xiàn)創(chuàng)新、自主的人才培養(yǎng)目標(biāo)［8］?？纱罱ń虒W(xué)視頻庫，包括焊接工藝現(xiàn)場(chǎng)部分和理論模式動(dòng)畫演示部分;搭建實(shí)踐型虛擬仿真平臺(tái)，傳統(tǒng)工藝可以在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和性能預(yù)報(bào)，讓學(xué)生更能自主發(fā)揮;應(yīng)結(jié)合學(xué)校的實(shí)驗(yàn)發(fā)展平臺(tái)，設(shè)立大型設(shè)備和實(shí)踐基地的科普演示開放日，讓本科教學(xué)更早融入到實(shí)踐和研究環(huán)節(jié)中［9］。

3．4 線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合

通過“微信公眾號(hào)”、“微信群”和“QQ群”等模式，往往能將學(xué)生之間、師生之間充分連接在一起，提升該課程的教學(xué)氛圍和感染力。這就需要授課老師自身要花費(fèi)更多的精力去備課、備資料，去答疑、解惑，能及時(shí)在課堂上和課堂外進(jìn)行及時(shí)更新，同時(shí)還可充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行課程任務(wù)安排，趣味知識(shí)搶答等互動(dòng)交流［10］。一是利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富教育內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野。引導(dǎo)學(xué)生瀏覽學(xué)術(shù)網(wǎng)站、論壇，幫助學(xué)生進(jìn)入專業(yè)前沿陣地，開拓學(xué)術(shù)視野，幫助學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源解決學(xué)習(xí)中遇到的問題。二是建立QQ群、微信群，通過實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)媒介，進(jìn)行師生溝通，布置學(xué)習(xí)任務(wù)、發(fā)送課前預(yù)習(xí)資料、課外閱讀文獻(xiàn)等，使教學(xué)資源融入到學(xué)生的日常生活中。例如:電弧和熔池觀察比較困難，可以借助高速攝像儀、仿真和動(dòng)畫演示，明顯提升學(xué)生掌握能力［11］。上述一些方法，即是線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合，也可實(shí)現(xiàn)課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)相融合。

3．5 豐富“第二課堂”

傳統(tǒng)教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是在課程內(nèi)安排的實(shí)驗(yàn)，而像“認(rèn)知實(shí)習(xí)”和“畢業(yè)實(shí)習(xí)”等工程實(shí)訓(xùn)類項(xiàng)目往往開設(shè)時(shí)間較晚，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)焊接工程知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用不夠連貫，因此很難達(dá)到學(xué)以致用的目的。新工科就是要在當(dāng)前知識(shí)大爆炸的背景下，在教學(xué)學(xué)時(shí)不增加的前提下，某一工程學(xué)科的教學(xué)成效能明顯提升到滿足工程行業(yè)、社會(huì)的人才需求。通過鼓勵(lì)小組工程實(shí)訓(xùn)來開辟“第二課堂“。具體來講，就是對(duì)于二年級(jí)學(xué)生，基本已修完專業(yè)基礎(chǔ)課程，他們對(duì)于材料基本理論以及焊接基本加工工藝已有所了解。通過在授課班級(jí)建立3～4個(gè)小組，每組3～5人利用暑假時(shí)間到企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)訓(xùn)，結(jié)束后以ppt的形勢(shì)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)總結(jié)匯報(bào)。開閉這種“第二課堂”，就要學(xué)院大力構(gòu)建校－企聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃，確保工程實(shí)訓(xùn)能順利進(jìn)行，同時(shí)，還可為企業(yè)培養(yǎng)和輸送人才做準(zhǔn)備。開辟“第二課堂”的另一種形式就是舉辦或參加各類學(xué)科競賽，充分利用競賽平臺(tái)，檢驗(yàn)所學(xué)技能，同時(shí)提升學(xué)生的綜合能力。同時(shí)，可利用“第二課堂”對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)體的興趣潛力。通過這種個(gè)性化培養(yǎng)，也有力的提高了當(dāng)前大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

4 結(jié)語

綜上所述，《焊接工程學(xué)》課程作為典型的工科類課程，對(duì)該課程的改革和創(chuàng)新對(duì)于推動(dòng)新時(shí)代下的工程教育發(fā)展，為國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革培養(yǎng)和提供新型焊接技術(shù)人才是非常有意義和有必要的。“新工科”背景下的《焊接工程學(xué)》課程改革和探索，既體現(xiàn)在課程體系設(shè)計(jì)、師資配置優(yōu)化、課堂情景模式的改革上，也需要打破狹義的課堂概念，豐富“第二課堂”，并將線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合。本文在上述幾個(gè)方面進(jìn)行了積極的探索和總結(jié)，得出了一些有益的經(jīng)驗(yàn)。