焊接冶金課程工程教育論文

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一、存在問題

教師工程技術能力強弱直接影響對學生能力的培養。由于一些考核評價機制不合理，許多高校在人才引進方面僅以高學歷學位招人，大學教師多為直接從本科、碩士、博士一路讀上來，畢業后直接留校工作，本身工程技術能力較弱[1]；對汽車生產企業焊接設備、焊接工藝、焊接技術要求標準等缺乏了解，教學中很難與工程實際結合。課堂教學變成了照本宣科，過于死板和程式化。學生缺乏學習熱情和動力，用人單位抱怨招不到合適人才。

焊接專業所用教材多為20世紀90年代編寫，如《焊接冶金學—基本原理》和《焊接冶金學—金屬焊接性》兩部主要教材為1993年編寫。這兩部教材在培養焊接專業人才方面起到了重要的作用。但是，隨著焊接新技術、新工藝、新材料的出現，教材內容已不能滿足對焊接知識的需求，存在著理論與實際工程聯系不夠等問題。因此，急需在內容上既包含現代焊接冶金基礎理論，又緊密聯系企業工程應用的教材。在例題和習題安排設計方面，應該多反映實際工程問題。比如，講解焊接熱裂紋和冷裂紋形成機理方面，讓學生理解裂紋產生的原因很重要，但教材習題過于理論化，與工程實例相關較少，沒有起到學以致用的目的。焊接專業課學時逐漸減少，如焊接冶金學—基本原理和焊接冶金學—金屬焊接性兩門課程，2007年總學時為72,到2013年總學時降為64。上課時采用PPT課件，由于內容多、課時少，學生沒有充分時間做筆記，更不用說參與課堂討論；缺乏師生間交流，教師灌輸知識，學生被動接受，不能很好地消化理解。

課堂教學內容向深度和廣度發展時（如工程實例分析），遇到學時減少，學生記錄、理解跟不上的問題。考核是教學活動中非常重要的環節，既是檢查學生掌握課堂教學知識的重要途徑，也是檢驗教師教學質量和教學效果的有效措施[2-5]。目前，本校焊接專業課程考核方式仍普遍采用靜態、單一的試卷考試形式，主要弊端是輕過程、重結果。有的學生平時上課出勤較少，而僅通過考前突擊復習就可以在考試中得到較高分數。單一的考核方式無法全面、準確評價學生對理論知識的掌握，缺乏對專業知識縱深方向的檢驗，容易造成高分低能現象。這種單一、僵化的考核措施不能適應面向工程教育教學發展的需要。

二、改革實踐

（一）工程技術人員參與教學

鑒于新畢業碩士生、博士生教師在專業課講授上的短板，且短期內無法有效提高其工程應用能力，從焊接生產企業高級工程師中引入兼職教師。理論方面可由具有一定理論研究深度的博士生講授，面向工程教育方面可由引進企業高工講授，實現了優勢互補，發揮各自特長。湖北汽車工業學院地處湖北十堰，是全國聞名的汽車城，也是中國規模最大的汽車工業基地之一，擁有中國第一，世界第三的卡車基地———東風商用車公司，擁有眾多實力雄厚的焊接生產企業和焊接技術人員。因此，可聘請相關企業焊接高級工程師來校做工程應用實例方面的講授。同時，促進新畢業教師與企業高工之間的交流，以達到對青年教師工程能力培養的目的。

（二）引入國際經典教材和國際焊接工程師培訓教材

針對焊接專業教材普遍更新較慢的問題，考慮理論教學過程中引入國際經典焊接冶金方面教材，如《WeldingMetallurgy》。該教材為美國焊接專業通用教材，內容較新。該教材中文版由哈爾濱工業大學閆久春教授翻譯，并于2012年出版。國際焊接工程師培訓是國際焊接學會（簡稱IIW）針對焊接工程技術人員進行培訓與資格認證體系，目的是通過學習國際通用標準和規范促進國際間的交流合作[6]。該培訓針對正規工科院校焊接專業本科生，培訓內容涉及國際（ISO）、歐洲（EN）、美國（ASME）、德國（DIN）標準、規程及先進焊接技術。引入該培訓資料教學既可使學生學習到國際焊接相關標準知識，又可幫助學生在參加該認證時獲得通過，從學生本身就業能力與競爭能力方面考慮是非常有利的。哈爾濱工業大學已率先對焊接專業教學進行改革，把國際焊接工程師培訓認證融入本科教學，培養具有國際焊接工程師資質的本科畢業生，受到了企業的廣泛歡迎[7]。由此證明，把國際焊接工程師培訓融入到焊接專業本科教學是可行的。

（三）實施工程案例和CAE教學

改進焊接教學授課方式，使授課更貼近工程實踐是較合理的教學方法。比如，在講到焊接化學冶金和焊接裂紋等內容時，聘請東風汽車車輪有限公司焊接高工，針對型鋼車輪焊接當中普遍存在的裂紋進行分析。由于分析中必然用到碳當量、裂紋起裂規則、拘束條件等焊接知識，而這些內容在課堂教學中也會涉及，從而做到學以致用。學生在各個焊接企業生產實習當中可再次對所學內容加以利用，從而更好地把所學知識與企業生產結合起來。這些學生畢業進入相關企業，能很快適應企業生產對焊接技術的需求，增強了畢業生的競爭力。由于工程實際中的焊接結構件大多結構復雜，工藝制定難度較大，單憑經驗已不能完全解決所遇到的問題，尤其是焊接殘余應力引起的焊接變形等。焊接CAE仿真技術可實現對復雜結構件在焊接當中產生的殘余應力、變形準確分析，從而預測變形，優化結構設計和工藝設計。大學生在計算機操作方面能力較強，可充分發揮學生在計算機方面的優勢，采用CAE教學，彌補在工程經驗方面的不足。

（四）采用多種考核方式

首先，試卷考核評價方式仍有一定的適用范圍，應在繼承的同時加以改進。比如，在命題上適當增加工程應用題，答題屬于開放式，無統一標準答案，考核重點不僅僅放在考察學生對專業知識的理解上，更應放在分析、解決問題上。

其次，增加焊接企業實際工程問題分析，由來自企業的高工進行考核，主要考察學生在焊接成本核算、焊接設備選擇、焊接工藝制定、焊接質量保證方面的能力，使學生在運用專業知識時能夠從工程實際出發。

最后，增加計算機CAE分析考試內容。分析內容仍以工程實例為對象，要求分析不同焊接工藝對焊接變形和裂紋的影響，對焊接工藝進行優化，獲得在變形允許范圍內的最佳焊接工藝。由于分析對象來源焊接企業實際生產，學生分析報告可作為企業制定焊接工藝參考。同時，由企業提供生產結果，與學生分析結果對比，促進學生CAE分析應用能力的提高。

作者：袁有錄 孫建新 王金鳳 單位：湖北汽車工業學院 材料科學與工程學院