基于国际焊接工程师标准的课程体系优化

吴 犇，顾鹂鸣，方乃文，郝 亮

（1.哈尔滨华德学院，黑龙江 哈尔滨 150025；2.哈尔滨焊接研究院有限公司，黑龙江 哈尔滨 150025）

0 引言

在中国制造2025的大背景下，制造业作为国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基［1］。焊接技术与工程专业主要对应装备制造产业中的通用设备及专用设备制造行业，从事焊接工艺编制、焊接检验、焊接设备操作等工作［2］。多年来，焊接技术与工程专业一直存在“企业需求多，招生人数少”的现象，其主要原因是家长及学生对于焊接专业就业岗位及就业环境存在一定偏见，这与焊接专业原有课程体系有着直接关系。为培养适应新型工业化需求和经济全球化发展的焊接技术人才，本文提出了以国际焊接工程师及弧焊机器人操作员为培养目标，注重行业标准及焊接自动化设备操作学习，基于国际焊接工程师标准构建人才培养课程体系。通过课程体系的调整实现相关课程内容的更新，既缩短学生学习的周期，又提高了学习效果，使学生在毕业前即可获得相应行业资格，提高就业质量，实现高层次就业。

1 人才培养定位

某学院焊接技术与工程专业始建于2000年，2014年与企业联合共同培养焊接卓越工程师，2018年与企业签署校企合作战略协议，校企共建焊接技术与工程专业，实现双方共享实验室、共同拟定人才培养方案、共同编写教材、共同组建教学团队的专业共建模式。参照国际焊接工程师标准，按照国际焊接工程师要求进行人才培养［3］。

焊接技术与工程专业旨在培养具有国际焊接工程理论知识与素养，具备自动化焊接设备操作能力和焊接产品检测能力，具有国际焊接工程师资质和弧焊机器人操作员资质的“卓越焊接工程技术人才”。毕业生能够从事开发、定制焊接工艺，指导工人作业，维护焊接设备，具有高度责任心及良好的团队精神，具备良好敬业精神，能承受一定的工作压力［4］。

2 课程体系

2.1 原课程体系

原人才培养过程强调本专业学生主要学习焊接领域的基础理论知识和技能，具有分析和解决技术应用性实际问题的基本能力；掌握基本的焊接方法，具有焊接工艺编制能力、焊接检验能力。专业理论课程共计360学时，主要完成焊接材料、焊接工艺方法、焊接检验方法的学习。焊接工艺方法课程共计128学时，占专业理论学时的35.5%，专业类理论课程流程图如图1所示。由图1可见，理论课程最终均指向焊接工艺方法的学习，其目的是使学生掌握各种焊接工艺原理及应用。专业类实训课程共计17周，主要完成各种手工焊接工艺操作及焊接工艺编制，专业类实践课程流程图如图2所示。由图2可见，实践课程最终指向具备手工操作、焊接工艺编制及识图能力，使学生掌握典型产品焊接技能。人才培养最终使学生具备高级焊工技能、掌握多种焊接工艺原理，有宽口径就业能力。

图1 优化前专业类理论课程流程图

图2 优化前专业类实践课程流程图

原课程体系主要存在的问题：课程注重手工技能的培养，尤其是手工电弧焊、气焊及气割的练习量较大，使家长和学生误以为毕业后主要从事的工作均为此类内容；课程中主要针对各种焊接工艺方式进行讲授，专业知识过强，导致学生对所学知识能否应用于实际工作有怀疑，对就业方向不明确；针对自动化焊接操作能力培养不足，不利于实现校企深度合作，影响学生高层次就业。

2.2 课程体系优化思路

1）理论课程融入国际焊接工程师培训相关内容。国际焊接工程师培训主要经历基础理论学习、基本实践操作、生产实践及标准化3个阶段。对焊接技术与工程专业学生开设相关专业类理论课程、实践课程及选修课程，并与国际焊接工程师培训一一对应，确保学生在国际焊接工程师培训过程中均有前修课程，保证学生通过率。国际焊接工程师培训课程与专业课程对照关系如表1所示。

表1 国际焊接工程师培训课程与专业课程对照关系

在焊接工艺标准及特种焊方面，设置焊接方法与设备（熔焊、压焊与钎焊）、热喷涂（选修）、特种熔焊技术（选修）、现代高效焊接技术（选修）、焊接工艺在工程中的应用（选修）等课程，与标准对应。

在合金材料的焊接标准及应用方面，设置金属材料焊接性、焊接质量检测与评价、焊接国际标准讲析（选修）等课程，与标准对应。

在焊接结构和设计方面，设置金属力学性能、焊接结构等课程，使学生掌握焊接结构的设计原则。

在焊接生产制造及应用方面，设置焊接工装夹具设计实训、焊接工艺设计、焊接工程缺欠分析（选修）、焊接施工及验收规范（选修）、焊接结构生产与应用（选修）等课程，使学生掌握焊接结构的质量保证。

2）实践课程融入弧焊机器人操作员培训相关内容。

通过手工技能实训、自动焊工艺实训及相关理论课程，将弧焊机器人系统命令体系、弧焊机器人焊接系统相关用语、弧焊机器人坐标系及遥控操作、弧焊机器人程序的示教和编辑、弧焊机器人程序再生数据的保存和方法、弧焊机器人的日常保养等培训内容融入焊接技术与工程专业的课程体系中。弧焊机器人操作员培训课程与专业课程对照关系如表2所示。

表2 弧焊机器人操作员培训课程与专业课程对照关系

2.3 课程体系优化情况

课程体系优化后，学生主要学习材料焊接、焊接工艺、焊接检验、自动控制的基本理论和基本知识，开展自动化焊接设备操作、焊接工艺编制、焊接工装夹具设计、手工焊接技能的基本训练，具备在本专业领域从事自动焊设备操作，焊接结构设计、制造、技术开发、科学研究，以及生产组织管理的基本能力。其专业核心课程包括：焊接自动化、焊接方法与设备（熔焊、压焊与钎焊）、熔焊冶金原理、金属材料焊接性、焊接质量检测与评价、焊接结构、弧焊电源、手工技能实训、自动焊工艺实训、焊接工艺设计、焊接工装夹具设计实训。优化后专业类理论课程流程如图3所示，优化后专业类实践课程流程如图4所示。

由图3可见，理论课程中，每学期聘请行业专家进行校企共建课程，将行业发展动态及时传递给学生。焊接质量检测与评价、焊接结构、金属材料焊接性、焊接方法与设备4门课程对应国际焊接工程师培训相应课程，起到前修作用。由图4可见，实践课程中增加自动焊工艺实训课程，对应弧焊机器人操作培训，注重自动化设备操作能力，其余实训课程对应国际焊接工程师培训中手工技能的提高。

图3 优化后专业类理论课程流程图

图4 优化后专业类实践课程流程图

在专业知识体系方面，优化后的课程体系中人文社会科学类通识课程不低于20%；数学和自然科学类课程不低于20%；实践内容不低于20%；学科基础知识和专业知识课程不低于35%。课程标准按16学时折算为1学分，集中实践性环节按每周折算为1.5学分的方法折算，一般为140～190学分［5］。焊接技术与工程专业课程体系优化调整后，按学分核算，人文社科类及数学和自然科学类课程总占比39%；学科基础知识和专业知识课程总占比41%；实践内容占比20%，课程比例符合国家标准的要求。

3 理论课程方面创新

3.1 开设短课时模块化课程

焊接技术与工程专业理论课程体系中，专业知识从大一至大四每学期均能贯穿于人才培养过程。为体现校企联合培养的优势，焊接技术与工程专业在课程体系中每学期预留16学时设立校企联合培养课程，其主要内容为企业专家讲座、企业走访及实验观摩等短课时模块化课程，每次教学活动均可按照4或8学时进行调整，以增强学生对企业实际生产的了解。

3.2 增加管理类选修课程

焊接技术与工程专业历来是一个男生多、女生少的专业，更有部分班级会出现没有女生的现象。但在近几年的招生过程中，发现女生报考本专业的人数越来越多，由不足10人到接近20人。经调查发现，这是因为自动化焊接及焊接质量检测相关培养内容对学生产生了吸引。针对部分学生从事焊接检测、焊接管理类工作的意愿，在专业选修课程中，增加市场营销、市场调研与分析、企业管理、消费心理学、焊接生产管理等课程。

3.3 融入国际焊接工程培训的内容

在焊接技术与工程专业课程体系中，融入部分国际焊接工程师课程内容，并与共建企业实行课程互认，使原有的国际焊接工程师培养的3个模块共计438学时课程，缩减为158学时课程。这样可缩短培训时间，也提高了学生学习的积极性。

4 实践课程方面创新

4.1 将“1+X”证书制度融入实践课程

焊接技术与工程专业学生在4年学习过程中，除毕业证和学位证外，还可以报考国际焊接工程师及弧焊机器人操作员两个证书。培训费用从学生学费中支出，这样可保证全专业学生均能参加培训环节。与共建企业实行课程互认，两个证书总培训学时仅为200学时，可降低学生相应培训成本。由于相关课程已融入人才培养计划中，培训针对性强，且学生重视度高，国际焊接工程师认证通过率为70%，弧焊机器人操作员通过率接近100%。

4.2 以实际生产过程设计专业技能实训周

在专业技能实训周的设计过程中，以焊接实际生产流程作为焊接各实训周的设置依据，按先后顺序完成金工实习、焊接工装夹具设计实训、手工技能实训、自动焊工艺实训、生产实习、焊接工艺设计、毕业设计、职业能力综合实训等，形成完整的实践课程体系。

4.3 毕业设计题目以实际项目为依托

焊接技术与工程专业学生在大四进行毕业设计期间，可选择去企业实习，以企业实际工作内容作为毕业设计题目或选择在共建企业、先进焊接与连接国家重点实验室、校内实践中心完成自己的毕业设计。学生毕业设计内容完全来源于实际焊接生产环节。

4.4 采用灵活的实践课程内容

焊接技术与工程专业灵活设置实践类课程的教学内容，主要课程有毕业实习、就业实习及职业能力综合实训［6］，可满足学生企业实习的要求，也可满足学生在校内完成实际科研项目的需求。

该专业学生实习岗位主要分布于自动化设备操作、现场管理及其他管理岗位，截至2021年4月，2017级焊接技术与工程专业学生就业率达91%，且就业质量有较大改善。

5 结语

焊接技术与工程专业人才培养目标定位于培养具有国际焊接工程师水平的高等应用型技能人才。通过与共建企业的深入合作，共同制定人才培养方案，课程互认，联合培养，形成一套较为完整的具有国际焊接工程师理论课程内容和自动化焊接操作内容的课程体系。后期将继续加强与共建企业的深度融合，建设“焊接产业学院”，持续完善课程体系。