新工科背景下工程训练教学中焊接实训的改革与实践

李博

摘要：以西安工程大学工程训练中心开展的焊接实训课程为研究对象，以培养学生的工程实践能力与创新能力为基点，在工程训练实践教学中针对不同专业的学生开展不同模块的焊接实训教学，创新教学内容、教学方式和实训操作方法，增强学生的学习兴趣，学生的工程综合能力和教师的指导水平得到了大幅提高，工程训练焊接实践教学效果良好。

关键词：焊接实训;工程实践;创新能力

中图分类号：TH164      文献标志码：B         文章编号：1001-2003（2021）09-0107-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.09.21

0    前言

随着科技变革时代的到来，国家重大装备制造对工程科技人才的需求日显突出，如何培养一批高技能型人才[1-4]，成为工程教育改革的当务之急。工程综合实训作为高校重要的技能教学环节，不仅有利于锻炼学生的理论运用、基本技能、动手实践、独立工作等能力，更有助于培养学生良好的职业道德、工程素养、团队协作等能力[5-7]。此外，使学生掌握和运用高新技术能力、实现与企业无缝对接，也是工程训练应该承担的责任[8-10]。随着焊接技术在工程建筑、航空和工业机械制造中的广泛应用，新工科对高校工程训练中心实践教学要求进一步提高，焊接实训在各高校的工程训练实践教学内容中越来越受重视。

1 工训焊接实训不同模块化的主要内容

西安工程大学工训中心焊接实训室共有25 台焊接设备，设备明细如表1所示。

在师资方面，中心现有焊接实训教学人员共11 人，其中教授级高级工程师2人，工程师5人、技师3人、高级工2人。

为适应不同专业学生对焊接实训的不同要求，西安工程大学工程训练中心焊接实训模块包括4大部分，如图1所示。A模块为通识教育，主要针对艺术、服装类学生进行通识+演示教育;B 模块为非机教育，主要针对理科类学生进行基础+演示教育;C模块为近机教育，主要针对工科类非机材类学生进行基础+实训教育;D模块为机材教育，主要针对机电材料类学生进行基础+实训+创新综合制作。

近年来，在相关政策号召下，西安工程大学对创新型、复合型人才目标更加重视，工程训练中焊接实训学生也由过去单一的机材类相关学院演化至涵盖了机电工程学院、电子信息学院、材料工程学院、 纺织科学与工程学院、计算机学院、环境与化学工程学院、城市规划与市政工程学院、服装与艺术设计学院、新媒体学院、人文社会科学学院、管理学院等14个相关学院。

1.1 A类通识教育

传统的焊接实训教学是没有A模块，鉴于焊接在现实生活中有广泛且极其重要的应用，为了解答服装、艺工、人文类专业学生对焊接工艺认识的盲区以及误区，基于西安工程大学的办学实际情况引入通识教育，在实训操作过程中，由于焊接时高温高辐射的特殊性，针对此类学生的特点，学时设置为5个学时，内容如图2所示，以现实生活中部分焊接工艺品为出发点，主要以视频教学与现场演示教学相结合的方式进行教学，激发学生兴趣，启发学生的思维，增强学生进入社会生产实践的安全责任意识，培养学生敬业懋学的精神。

1.2 B类非机教育

B类非机教育焊接实训主要面向理科类学生，传统焊接教学模式固定、内容单一，手弧焊灌输型教学方法导致学生每个人仅操作几根焊条，其他焊接方法均不做介绍，焊接实践教学模式与新工科应用型人才目标要求脱节。作为新时代的指导教师，应以培养综合素质人才为目标，针对此类学生的特点，改革实训教学形成多角度、素质化的实践教学模式，非机教育体系如图3所示，开设了16学时焊接技术认识实践课程。

经过 4年实际焊接教学探索与检验，教学效果良好，学生工程素养大大提高，非机部分学生实践成果如图4所示。

1.3 C类近机教育与D类机材教育

C类与D类焊接实训面向的对象为工科类学生。过去工科类学生实训一人操作、几人围观，学生实训安全意识、实训时间有效利用率、学生工训焊接专用服管理都需进一步加强。C类学生和D类学生前期实训几乎没有差别，内容覆盖已有焊接设备，C类学生是理论+实践环节，实践为1周，对于D类学生，增加了2周焊接综合制作实践环节。

1.3.1 焊接实训场地规划

西安工程大学工程训练中心C类、D 类学生，按照新大纲要求，为保证实训质量，以 30 人为例，焊接实训分区如图5所示，将焊接实训室划分为理论区和实践区，每组5人共6组，对每组人员进行编号，1号焊接员实践操作;2 号为安全员，负责焊接操作安全;3 号为观察员仔细观察1号焊接过程的动作;4号和 5号为学习员，在理论区学习焊接相关教材。

1.3.2 学生轮转方式

以最基础焊条电弧焊为例，焊接员每操作一根焊条时间约为3 min。考虑到学生在理论区的时间不宜太短或太长，否则学习效果不佳，所以按照岗位轮转模式，每焊 3 根焊条换下一位同学为宜，平均每个学生在理论学习区的时间为 18 min。岗位轮转模式具体为：1号学生焊完3根焊条后，让 2 号学生担任焊接员，3 号学生担任安全员，4 号学生担任技术观察员，5 号学生依旧在理论区学习，1号学生进入理论区学习，且进入理论学习区时，可适当休息。此轮转模式要求实训教师全程在场，起到监督与指导作用。学生在其余焊接设备上的轮换模式与此基本类似。

1.3.3 学生作品

部分学生综合制作作品如图6所示，理论+实践+制作+创新的模式进一步加强学生对焊接知识的掌握和应用。

2 新模式实训成果

（1）有效提高了学生的工程素养。工训每年高标准完成全校约130个班级3500余人次的焊接实训教学任务，有效提高了学生的工程实践能力，为“ 双师 ”型人才目标的培养奠定了基础。同时激发了学生的创新能力，在2020年中国工程机器人大赛暨国际公开赛上，获得国家级一等奖6项、二等奖1项、三等奖1项、优胜奖1项;参加“ 第九届全国大学生机械创新设计大赛陕西赛区（陕西赛区） ”，獲得二等奖;参加第十六届全国大学生智能汽车竞赛，取得了一等奖2项的好成绩。

（2）激發了实训学生创新创业热情。通过不同模块化焊接实训，使学生认识到焊接技术的重要性和焊接技能人才的良好就业前景，虽苦犹荣。在工训中心的积极倡导下，不同批次的学生分别赴中船重工、航天六院、西飞、陕鼓等企业相关焊接车间，零距离接触以大国工匠曹玉玺为代表的技能大师，不少学生结合自己的创意，制作出了各种焊接工艺品，学生的创新创业热情空前高涨，本着“ 以赛促学、以赛促教、学赛结合 ”的理念，越来越多的学生参与全国大学生焊接工艺大赛当中，学生对焊接的态度发生了根本性的改变。

（3）大幅提升了“ 双师 ”型教师的业务水平。实训指导教师通过不断学习和钻研，科研创新水平得以提升，成绩斐然，在首届陕西省工程训练综合教师教学技能竞赛中累计取得特等奖1项、一等奖2项。中心2位教师获得“ 西安工匠 ”荣誉称号，授权发明专利2项，实用新型专利4项。

3 结论

（1）实施焊接课程的实训改革，学生的动手能力，吃苦能力，创新能力，团队协作能力显著提升，教学质量大幅提高，通过对现代焊接实训和传统焊接实训的对比和分析，有助于加深学生对传统加工方式的理解，也有助于学生了解相关先进制造技术及行业发展动态。

（2）通过实训过程中学生的自主学习，自发提出问题和解答，大胆的实训操作，激发了学生主动学习的求知欲，培养和锻炼了学生综合运用所学专业理论和技能、独立工作的能力，有利于锻炼学生的创造能力和团队协作精神。

（3）对先进设备和仪器的规范操作和实践，锻炼了学生的操作能力，有助于培养适合企业实际需求的人才，为学生后续各课程的学习打下了一定的实践基础，进一步提高学生的社会责任感和职业道德规范。

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