本站原创摘 要：根据“卓越工程师培养计划”的基本要求,分析了焊接技术与工程专业核心课程焊接理论基础存在的问题并有针对性地对课程进行了教学改革,将“国际焊接工程师”焊接理论基础培训内容与课程培养方案相融合,采用多元化的教学手段,加大实践教学力度,将老师科研项目引入教学,激发了学生学习兴趣,提高了学生的创新能力和工程实践能力.
关 键 词：焊接理论基础；卓越工程师；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）03-0029-02
南昌航空大学是一所以工为主,工理文管经法教艺等学科协调发展的多科性大学.学校创建于1952年,是全国首批具有学士学位授予权单位.1985年开始培养硕士研究生,1990年获硕士学位授予权.先后隶属于航空工业部、航空航天工业部、中国航空工业总公司,1999年开始实行与地方共建、以地方政府管理为主的管理体制,是江西省人民政府与国家国防科技工业局共建的具有鲜明航空、国防特色的高等学校.焊接技术与工程专业是学校创办历史最早的专业之一,是目前江西省内和航空院校唯一的本科焊接专业,1996年被评为“江西省重点学科”,1998年与“铸造”、“锻压”专业合并成“材料成型与控制工程”大类专业.为了适应地方经济和航空工业对焊接专业人才的需要,2004年经教育部批准又重新建立了“焊接技术与工程”专业,是继哈尔滨工业大学、江苏科技大学之后国内第三个设置的“焊接技术与工程”本科专业.焊接理论基础是焊接技术与工程专业的一门重要专业基础理论课程,主要任务是向学生传授金属材料在熔焊方面的基本理论知识,了解金属材料在熔焊条件下可能产生的各种问题,并能据此正确地分析及解决熔焊中一些常见的问题,初步培养学生分析金属焊接性的能力和正确制定常用金属材料焊接工艺的能力,为学习后续的焊接专业课程做理论准备.因此,焊接理论课程学习的好坏将直接影响其后续焊接专业课程的学习.
一、焊接理论基础课程存在问题分析
传统焊接理论基础课程教学内容包括焊接的实质及其发展概况、焊接热源的种类及特性；焊接化学冶金过程的特点、规律及其对焊缝质量的影响；常用焊接材料的种类、作用和特点；焊接熔池凝固过程的特点及焊接缺陷的种类与控制；金属在焊接过程中组织转变的特点及焊接热影响区的组织与性能变化；掌握焊接裂纹的种类、特征、危害、产生机理及防治措施,涉及材料、机械、力学、化学、冶金等多门学科的基础知识,教学内容多且抽象,各知识点相互关联,造成学生在学习过程中,理解和掌握课程困难.焊接专业学生毕业后大部分怎么写作于航空企业,非常希望了解航空产品先进焊接方法如真空电子束焊、激光焊时焊接冶金原理、接头容易出现什么质量问题及控制措施等,而这些都无法从教材上获得.另外,在教育部“厚基础、宽口径”培养目标下,焊接理论基础课程教学课时不断压缩,从最初的64学时到48学时,现在已缩减到40学时,其中实验4学时,教学内容略有增加而教学课时数大幅缩少的矛盾,如何在较短的时间内最大程度地提高教学质量是焊接理论基础课程教学面临的一大难题.基于上述情况,必须对现有课程的教学内容和教学方法等进行改革.
二、焊接理论基础课程教学改革
1.多元化的教学手段,提高教学效果.采用多媒体教学可以缓解目前课程的教学所面临的诸如课时不断被缩减、教学内容基本不变、相关领域新技术和新工艺不断涌现等矛盾,通过多媒体播放先进的焊接方法录像和动画、展现接头金相组织、典型接头缺陷形貌,增加课堂信息量,丰富教学内容,使学生对各种焊接方法、接头组织及缺陷有相应的感性认识,加深基础理论的理解.通过选取航空典型产品进行实物教学,鼓励同学们参与讨论,实现教学内容与生产内容相衔接,通过实例将各知识点串联起来,从而加强学生对基础理论的理解；在教学过程中,为充分调动学生的积极性,安排学生讲解课程部分章节,其他同学提问,这不仅能使学生的角色发生变化,学生可在教的过程中锻炼语言的表达能力以及提高自信心等,为以后的工作奠定良好的基础；通过网络教学,学生可在任何时间和老师交流,通过与学生互动,了解学生对知识的掌握的程度.因此通过多元化的教学手段能够显著地提高教学效果.
2.“国际焊接工程师”焊接理论基础培训内容与课程培养方案的融合,强化案例教学及问题教学,提高学生的工程实践能力.南昌航空大学焊接技术与工程专业“卓越工程师培养计划”人才培养目标是培养思想素质好、基础扎实、实践能力强、适应经济社会发展需要、具有创新精神,分析和解决工程问题能力强,能在焊接技术与工程领域从事科学研究、工程设计、技术开发、设备研制与维修、生产和经营管理,熟悉国际焊接标准和焊接施工的卓越焊接工程师.本校于2011年开始与哈尔滨焊接技术培训中心开始联合举办国际焊接工程师培训班,已陆续举办了3届.在焊接理论基础课程授课时,根据“卓越工程师培养计划”的培养目标,结合航空需求、凸显航空特色,对焊接理论基础教学内容进行调整及优化,将国际焊接工程师培训体系中“焊接工艺及设备”、“材料及材料的焊接行为”部分内容融入课程教学,如增加激光焊及电子束焊等高能束焊接方法,在讲述“焊接材料”这一章节时补充焊接材料国际标准.通过与参加工作的毕业生在网上互动,了解所在企业实际产品焊接存在的问题及需求,有针对性地在教学中补充部分焊接问题,并启发学生运用课本知识解决这些问题；注重课本知识的及时更新,将国内外焊接研究领域的最新研究成果尤其是本系的科研成果纳入教学内容,使课堂教学紧跟学科的发展,使学生对理论知识和实践应用的密切关系有清醒的认识,同时也增强了学生的学习热情和从事本专业的信心.南昌航空大学焊接工程系承担了国家自然科学基金、航空科学基金、江西省自然科学基金、航空集团支持项目、江西省教育厅项目等纵向和横向科研项目100余项,其中多数为工程应用型项目,在进行科研项目的同时积累了大量的工程实例和素材.通过将理论教学、实践教学、科研创新三方面的结合,结合科研成果以最接近工程实际的方式指导、训练学生,使得课堂教学紧跟学科的发展,使学生对理论知识和实践应用的密切关系有清醒的认识,同时也增强了学生的学习热情和从事本专业的信心,达到培养工程化、应用型人才的目的.例如在讲述接头缺陷时,以某航空企业涡轮叶片钛合金焊接缺陷控制为例,引导学生思考：为什么零件采用传统熔焊方法接头易出现气孔、冷裂纹缺陷?为了提高零件焊接质量,可以选择哪些的焊接方法,采取哪些工艺措施?等并与我系老师解决裂纹缺陷的具体措施相比较.通过案例教学及问题教学,把课程各知识点串联起来,引导学生积极思考问题,加深学生对基础理论的理解,提高学生分析问题、解决问题的能力.3.强化实践教学,提高学生的创新能力.“卓越工程师教育培养计划”将强化实践能力作为卓越工程师培养的核心,而创新能力是一个优秀工程技术人才的基本特征,是卓越工程师之所以“卓越”的重要标志.传统的焊接理论基础课程实践教学主要为课程内的实验,与工程实际结合不强,学生实践能力培养略显不足,特别是创新能力得不到充分的培养和锻炼.为了提高学生的创新能力及工程实践能力,除了开展焊接理论基础课程内的实验外,积极开辟第二课堂,多渠道、多形式开辟实践培养途径,鼓励学生参加全国“挑战杯”科技制作大赛、全国大学生焊接创新大赛和南昌航空大学的“创新杯”大学生课外科技作品竞赛等课外科技创新活动；鼓励学生参加老师在研科研项目,学生焊接创新实践训练环节、毕业论文工作等实践活动和老师的科研课题相结合,一方面保证了学生实践活动的先进性和实用性,另一方面也保证了毕业论文、课程设计有充足的经费和条件保障,提高了实践活动的质量.如部分学生通过参与老师的国家自然科学基金项目“复合孕育剂Ti、Zr细化铝铜合金焊缝组织机理研究”,学生通过研究铝铜合金焊缝化学冶金原理及凝固过程,分析铝铜合金熔焊时接头气孔及裂纹等缺陷产生原因,提出控制缺陷的措施并通过试验验证,通过实际研究项目的锻炼使得学生增强了运用理论知识分析研究实际问题的能力,培养了学生独立研究能力、团队协作能力、一定的科研开发能力等.经过强化实践教学,学生各方面能力尤其是创新能力得到显著提升,在首届全国大学生焊接创新大赛上,我校参赛焊接学子获得一等奖2项,二等奖1项,三等奖2项.
三、结束语
根据教育部卓越工程师培养计划,对焊接理论基础课程进行教学改革,将“国际焊接工程师”焊接理论基础培训内容与课程培养方案相融合,强化案例教学及问题教学；探索先进的教学方法和教学手段,强化实践环节,培养学生动手能力和创新思维能力,切实提高大学生的理论水平及工程实践能力.