周燕妮 魏 超

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 江蘇徐州 221000）

焊接自動(dòng)化方向的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，是在專(zhuān)業(yè)理論課結(jié)束后進(jìn)行的，旨在理論與實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)焊接工藝流程、關(guān)鍵技能參數(shù)、設(shè)備、工具等的認(rèn)知度，提高專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)在實(shí)踐中的運(yùn)用能力，培養(yǎng)學(xué)生制定合理焊接工藝的能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量對(duì)于學(xué)生后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)及實(shí)際工作的影響重大，因此，應(yīng)對(duì)其教學(xué)方式進(jìn)行研究和改善，提高教學(xué)質(zhì)量[1]。

一、傳統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式的問(wèn)題

日前，專(zhuān)業(yè)理論課結(jié)束后，我院焊接自動(dòng)化方向的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)在學(xué)校材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。我院材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室具有各類(lèi)下料切割機(jī)、金相顯微鏡、硬度計(jì)、各類(lèi)手工焊機(jī)、焊接機(jī)器人、各類(lèi)力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備、各類(lèi)焊縫無(wú)損檢驗(yàn)設(shè)備、機(jī)械智能制造單元。實(shí)驗(yàn)設(shè)備先進(jìn)、種類(lèi)齊全、能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)要求。但焊接自動(dòng)化方向生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)環(huán)節(jié)仍存在以下問(wèn)題：

（一）教師主導(dǎo)、學(xué)生自主設(shè)計(jì)少

實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師負(fù)責(zé)介紹焊接工件及焊接設(shè)備，講授并示范焊接操作流程。教師將焊接實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容、流程、參數(shù)都規(guī)定了。學(xué)生僅需學(xué)習(xí)并練習(xí)焊接操作規(guī)范即可，不需要自己根據(jù)理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論與實(shí)踐相結(jié)合少，實(shí)訓(xùn)成就感不高。

（二）教學(xué)內(nèi)容單一，目的不夠明確

焊接實(shí)訓(xùn)基本進(jìn)行混合氣體保護(hù)焊焊接，焊接方法單一。焊前無(wú)焊接工藝（參數(shù)）設(shè)計(jì)，焊后無(wú)焊縫檢驗(yàn)、分析等。實(shí)訓(xùn)期間，學(xué)生主要練習(xí)氣保焊的操作，沒(méi)有實(shí)際工程意義，僅有部分焊工技能培訓(xùn)效果，不符合焊接工程師的訓(xùn)練目的。

（三）實(shí)際操作多，理論指導(dǎo)少

焊接實(shí)訓(xùn)主要進(jìn)行焊接實(shí)際操作，焊接規(guī)范及手法的穩(wěn)定性等，涉及的理論知識(shí)少，更不能運(yùn)用各類(lèi)焊接學(xué)科的基本知識(shí)。很難加強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)理論，專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的提升也不高。

（四）成績(jī)?cè)u(píng)定簡(jiǎn)單，不全面

實(shí)訓(xùn)主要以焊接實(shí)際操作為主，最終的成績(jī)?cè)u(píng)定中，也只能參考學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、操作能力。不易考察學(xué)生的基礎(chǔ)理論，更難以辨別理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力，實(shí)訓(xùn)成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)過(guò)于片面，尤其是理論和實(shí)踐相結(jié)合的主要能力考察不清晰。

二、項(xiàng)目實(shí)踐式教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)

項(xiàng)目實(shí)踐式教學(xué)法是完成一個(gè)完整的實(shí)踐性項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)[2]。從焊接自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目中，整理出一套與焊接實(shí)訓(xùn)相符合的教學(xué)方法，即“焊接工藝評(píng)定”。焊接工藝評(píng)定過(guò)程中，需先根據(jù)焊接任務(wù)，編制焊接工藝參數(shù)，然后經(jīng)過(guò)焊接實(shí)際操作完成焊縫的焊接，使用焊縫無(wú)損檢驗(yàn)檢查焊縫質(zhì)量，再通過(guò)編制的力學(xué)性能試驗(yàn)依據(jù)，對(duì)焊縫進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，最后查看焊縫的金相組織，進(jìn)一步驗(yàn)證焊縫的質(zhì)量，從而判定焊接工藝制定的合理性。

通過(guò)焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目式教學(xué)，使學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中既進(jìn)行了焊接、無(wú)損及力學(xué)性能檢驗(yàn)的實(shí)際操作，為學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐打下了基礎(chǔ)。最重要的是，學(xué)生使用所學(xué)的各科焊接專(zhuān)業(yè)課，對(duì)焊接任務(wù)進(jìn)行工藝編制、檢驗(yàn)編制及質(zhì)量評(píng)定。一方面將各專(zhuān)業(yè)學(xué)科進(jìn)行了系統(tǒng)連貫地應(yīng)用；另一方面，完成了今后工作崗位的一項(xiàng)重要工作，提高了學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力。

三、項(xiàng)目實(shí)踐式教學(xué)法的實(shí)施步驟

（一）合理設(shè)計(jì)任務(wù)

生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)在所有專(zhuān)業(yè)課結(jié)束后進(jìn)行的，因此，實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目任務(wù)內(nèi)容既能解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，又能涉及到多門(mén)焊接專(zhuān)業(yè)課程的理論知識(shí)。項(xiàng)目有一定的難度，但通過(guò)對(duì)項(xiàng)目任務(wù)認(rèn)真分析，并查閱已學(xué)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍、焊接手冊(cè)基本可完成。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目即焊接工藝評(píng)定涉及內(nèi)容多，任務(wù)較復(fù)雜，可以將整個(gè)項(xiàng)目分解成若干子項(xiàng)目[3]，子項(xiàng)目的復(fù)雜性及難度降低，有助于學(xué)生完成整個(gè)項(xiàng)目，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成就感。

焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目任務(wù)為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235鋼材料的焊接，板厚為20mm。項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括焊接工藝設(shè)計(jì)及其焊接操作、焊縫無(wú)損檢驗(yàn)設(shè)計(jì)及其操作、焊縫力學(xué)性能檢測(cè)設(shè)計(jì)及其操作、焊縫金相檢驗(yàn)設(shè)計(jì)及其操作及最終評(píng)定等9個(gè)環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)不同，涉及的內(nèi)容、原理不同。應(yīng)根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)，涉及的范圍，查閱相關(guān)書(shū)籍資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。各項(xiàng)設(shè)計(jì)的實(shí)際操作，若出現(xiàn)問(wèn)題，可更改完善設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深理論學(xué)習(xí)。其具體項(xiàng)目?jī)?nèi)容（部分）見(jiàn)表1。

表1 焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目任務(wù)表

4.焊縫力學(xué)性能檢測(cè)設(shè)計(jì)及其操作4.1焊縫力學(xué)性能檢測(cè)項(xiàng)目選用4.2焊縫力學(xué)性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)選用4.3焊縫力學(xué)性能檢測(cè)試樣設(shè)計(jì)4.4焊縫力學(xué)性能檢測(cè)操作4.5焊縫力學(xué)性能評(píng)定測(cè)5.焊縫金相檢驗(yàn)5.1焊縫金相檢驗(yàn)試樣切取5.2金相檢驗(yàn)試樣加工制作5.3焊縫金相組織觀察分析6.焊接工藝質(zhì)量評(píng)價(jià)6.1焊縫成形分析6.2焊縫無(wú)損檢驗(yàn)質(zhì)量分析6.3焊縫力學(xué)性能分析6.4焊縫金相組織分析6.5焊接評(píng)定是否合格

（二）查閱書(shū)籍資料，自主制定項(xiàng)目?jī)?nèi)容

根據(jù)焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目任務(wù)，分解成子項(xiàng)目后，設(shè)計(jì)子項(xiàng)目計(jì)劃內(nèi)容。在焊接工藝評(píng)定操作前，需對(duì)各子項(xiàng)目工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容如下：

1.焊接工藝參數(shù)制訂：根據(jù)焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目任務(wù)，依據(jù)現(xiàn)代焊接方法專(zhuān)業(yè)課程，選用合理的焊接方法、焊接極性等。依據(jù)焊接工藝及焊接手冊(cè)專(zhuān)業(yè)課程，設(shè)計(jì)焊縫坡口、焊接材料、焊接電流、電壓、速度、氣體流量、焊接姿態(tài)、焊絲規(guī)格等。依據(jù)焊接結(jié)構(gòu)學(xué)專(zhuān)業(yè)課程，計(jì)算焊縫尺寸，預(yù)估焊接殘余應(yīng)力及變形，設(shè)計(jì)控制變形措施。最后還需依據(jù)焊接夾具設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程，分析是否需要定位、裝夾夾具等。

2.無(wú)損檢驗(yàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)焊接任務(wù)及焊接工藝參數(shù)，預(yù)估焊縫可能出現(xiàn)的焊縫缺陷及其位置。依據(jù)焊接檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)課程，選用無(wú)損檢驗(yàn)方法或多種檢驗(yàn)方法并用。根據(jù)國(guó)家檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備無(wú)損檢驗(yàn)設(shè)備，按照無(wú)損檢驗(yàn)規(guī)范執(zhí)行檢驗(yàn)，記錄檢驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行焊縫質(zhì)量等級(jí)評(píng)定。

3.焊縫力學(xué)性能檢測(cè)設(shè)計(jì)：根據(jù)焊接任務(wù)、焊接工藝參數(shù)以及焊接檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)課程，確定焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)方法。焊縫的力學(xué)性能試驗(yàn)一般包括焊接接頭拉伸試驗(yàn)、焊接接頭彎曲試驗(yàn)、焊接接頭沖擊試驗(yàn)。然后確定各試驗(yàn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定取樣數(shù)目及位置，設(shè)計(jì)試樣加工形狀、尺寸。按照力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行檢測(cè)，記錄檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行焊縫力學(xué)性能合格評(píng)定。

（三）驗(yàn)證自主編制的工藝

學(xué)生通過(guò)查閱書(shū)籍等相關(guān)資料，編制出相關(guān)焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目的各項(xiàng)工藝，包括焊接、無(wú)損檢驗(yàn)、力學(xué)性能測(cè)試等。接下來(lái)按照指定的工藝參數(shù)，進(jìn)行實(shí)際操作驗(yàn)證其合理性。在已編制的工藝基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)已有一定程度了解，對(duì)焊接實(shí)際操作驗(yàn)證較清晰。并且對(duì)驗(yàn)證結(jié)果的關(guān)注度高，提高了學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的能動(dòng)性。[4]

1.操作驗(yàn)證前提問(wèn)：每天實(shí)訓(xùn)前，學(xué)生可對(duì)前期的設(shè)計(jì)、操作過(guò)程中的疑惑進(jìn)行提問(wèn)。教師可引導(dǎo)性地給出建議，讓同學(xué)們?cè)诤罄m(xù)的驗(yàn)證中找到答案。同時(shí)，教師在驗(yàn)證前提出幾個(gè)讓同學(xué)們注意觀察的問(wèn)題，讓同學(xué)們帶著問(wèn)題去實(shí)際操作。

2.操作驗(yàn)證中調(diào)整：在工藝驗(yàn)證過(guò)程中，存在不同程度地偏離設(shè)計(jì)者的預(yù)期，設(shè)計(jì)者可根據(jù)理論進(jìn)行工藝參數(shù)修正，并進(jìn)行修正后的驗(yàn)證，可根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行多次修正及驗(yàn)證，找到更好的工藝參數(shù)。

3.操作驗(yàn)證后總結(jié)：實(shí)際操作驗(yàn)證后，預(yù)留30分鐘，對(duì)當(dāng)天驗(yàn)證效果進(jìn)行總結(jié)。并將出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探討分析，提出下一步整改思路。

（四）多板塊評(píng)價(jià)，提高評(píng)價(jià)合理性

課程評(píng)價(jià)是教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，客觀公正的評(píng)價(jià)方式，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性；同時(shí)也能使師生雙方根據(jù)結(jié)果主動(dòng)進(jìn)行總結(jié)、反思，促進(jìn)教學(xué)持續(xù)改進(jìn)[5]。

在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的成績(jī)?cè)u(píng)定方式中，將個(gè)人總得分為參數(shù)設(shè)計(jì)得分占比30%，實(shí)際操作得分占比30%和實(shí)習(xí)報(bào)告評(píng)分占比40%等三部分。因此，在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)成績(jī)的評(píng)價(jià)中，既有理論設(shè)計(jì)得分，也有實(shí)際操作得分，以及展示實(shí)習(xí)訓(xùn)成果得分。多角度成績(jī)?cè)u(píng)定，綜合評(píng)價(jià)了學(xué)生生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的水平，提高了評(píng)價(jià)的合理性。

四、教學(xué)效果

2016級(jí)焊接自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)方向?qū)W生的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)課程中采用了項(xiàng)目實(shí)踐式教學(xué)法，收到良好效果，具體教學(xué)效果如下：

1.提高學(xué)生解決專(zhuān)業(yè)實(shí)踐問(wèn)題的能力。生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)前期，學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)，編制焊接、檢驗(yàn)工藝。在編制工藝參數(shù)過(guò)程中，需大量查閱書(shū)籍、手冊(cè)等資料，以書(shū)本理論為依據(jù)，設(shè)定合適的參數(shù)。一方面鞏固了專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)；另一方面，鍛煉了學(xué)生查閱資料解決實(shí)際專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力。

2.增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)訓(xùn)能動(dòng)性。中后期的實(shí)際操作過(guò)程中，主要依據(jù)前期學(xué)生自己編制的工藝參數(shù)進(jìn)行操作驗(yàn)證。極大地提升了學(xué)生對(duì)實(shí)際操作結(jié)果的期待，同時(shí)也提升了學(xué)生探索的求知欲，由被動(dòng)完成任務(wù)變成主動(dòng)學(xué)習(xí)探索。

3.多學(xué)科應(yīng)用，形成系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架。實(shí)訓(xùn)的整個(gè)過(guò)程中，運(yùn)用的理論知識(shí)涉及各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程。學(xué)生將各類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行了一次梳理，形成了系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架。通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，也清晰地了解各專(zhuān)業(yè)課的主要作用。經(jīng)過(guò)學(xué)生自己完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與操作，解決焊接實(shí)際問(wèn)題，提高了學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，提升學(xué)生課程獲得感[4]。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐式教學(xué)法在生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。

1.讓學(xué)生以“項(xiàng)目主管”的角色整體把控，設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容、參數(shù)等。運(yùn)用專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，大量查閱資料，充分鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.并以“項(xiàng)目執(zhí)行者”的角色去實(shí)際完成項(xiàng)目，提高了學(xué)生對(duì)驗(yàn)證結(jié)果的關(guān)注度，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性。

3.還以“項(xiàng)目管理者”的角色去驗(yàn)收評(píng)價(jià)項(xiàng)目質(zhì)量。各類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)科的交叉應(yīng)用于一個(gè)項(xiàng)目中，形成了清晰的系統(tǒng)連貫性的專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架。

生產(chǎn)實(shí)踐中的項(xiàng)目應(yīng)用于學(xué)生生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)中，其學(xué)習(xí)自主性、探究性及實(shí)踐性等特征[5]，極大地提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的的能力，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，增強(qiáng)了學(xué)生專(zhuān)業(yè)自信心。