焊接工艺评定综合实验项目的实施效果及体会

张德芬++陈孝文++王斌++黄本生++杨眉

摘 要：在系统分析国内高校焊接专业实验教学存在问题的基础上，提出了基于工程素质培养的焊接实验教学新模式，开发了焊接工艺评定综合实验项目。通过6年的实施表明， 焊接工艺评定综合实验项目的开发， 既能满足焊接专业本科学生实验教学的需要，也为高校全面提高本科教学质量找到了一条新思路。学生在完成焊接工艺评定综合实验项目的过程中接受了一次系统的工程素质培养和科研训练，工程素质和科研实践能力得到了有效锻炼和提高。

关键词：实验教学 焊接工艺评定 综合实验开发 实施效果

中图分类号：TG457.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（a）-0110-02

按照“教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”（教高[2007]2号）文件精神，高等学校应通过进一步深化教育教学改革，全面提高教学质量，其中重点是要大力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力和人际沟通及适应社会的能力。本文在系统分析国内高校焊接实验教学存在问题的基础上，开发了基于工程素质能力培养的教学模式，以综合性与设计性原则为出发点开发了焊接工艺评定实验项目，并就该实验项目的实施效果进行了分析和总结。

1 当前焊接专业实验教学存在的问题

1.1 高等学校实验教学改革现状

随着科技和时代的发展，人们认识到以单一传授知识为目的的传统教学模式已经越来越不能适应高校发展的要求， 所以就提出高等教育必须从培养内容、培养途径、培养要求等多方面进行改革[1，2]。由于各个高校都有自己的实际情况和特色，基于各自的办学特色，对实验教学方式和教学内容进行改进，取得了较好的效果。比如，有的高校为了提高实验设备等资源的使用效率[3]，加大实验室的开放力度，使更多学生受益；有的高校改革实验内容和实验教学方式，增加综合性和设计性实验的比例[4，5]，此外，有些高校结合各种学科竞赛开设创新性实验，激发了学生的学习兴趣和参与积极性，较好地体现了“以学生为主体，以教师为主导”的思想[6]。

1.2 焊接专业实验教学中存在的问题

目前焊接专业实验教学在国内很多学校没有得到较好的满足要求，其主要原因是很多学校没有投入足够的经费来开展大量的实验教学工作。大家都知道，实验教学不但需要建立一定规模的实验室，同时还要消耗大量的实验耗材，这些都需要大量的经费作为保证。众所周知，焊接学科涉及到金属学、材料学、铸造、热处理、机械工程及自动化等学科领域里的相关教学内容，教学难度较大。最近十几年以来，由于各大高校普遍实行大类专业人才的培养，有的学校取消了原有焊接专业，有的学校减少了焊接学科相关专业课程，也缩减了开设的焊接实验课程。

2 焊接工艺评定综合实验项目的实施

2.1 综合性与设计性实验的内涵

综合性实验指实验内容涉及本专业综合知识的实验[2]。这就要求学生具备一定的专业基础知识和基本实验技能，能综合运用多门课程的知识，对学生进行综合训练的一种开发性实验，重在培养学生的文献查阅能力、动手能力、数据分析能力和综合分析实际问题的能力。学生在完成综合性实验实验过程中必须将多门专业课或专业基础课的相关理论知识、实验操作技能等结合起来，在实验过程中将所学的理论知识进行系统分析和融会贯通[7]。设计性实验是根据实验项目大纲内容和实验条件，在老师的指导下，学生自行设计实验方案、选择实验仪器设备、确定实验步骤和内容，完成实验任务，并对实验数据和结果进行系统综合分析[7]。设计性实验要求实验内容具有一定创新性，学生通过实验项目内容的选择、实施、实验数据与结果的综合分析和讨论以及实验报告的撰写等过程，这有利于提高学生解决实际问题的能力和科技写作能力。

2.2 综合性与设计性实验项目开发的意义

综合性与设计性实验教学在一定程度上弥补了课程教学中很多学生普遍感到枯燥乏味这一缺陷，把学生推到了实验教学任务开展过程中的主体地位，充分激发了学生的学习兴趣，增强学习的主动性和参与性。通过从提出问题，到解决问题的一系列过程，学生的工程素质和科研工作能力将得到锻炼和提高。再有，一个综合性与设计性实验项目的数据与结果都比较多，需要学生对所有数据和结果进行综合分析，利用所学专业知识来分析实验数据和实验结果，使其综合分析实际问题的能力得到锻炼和提高。通过综合性与设计性实验报告的撰写，为学生后期的毕业论文写作打下了基础。

2.3 焊接工艺评定实验项目的开发和实施效果

西南石油大学材料科学与工程学院焊接实验室从2009年开始，为了激发学生的学习兴趣，前期针对《焊接冶金与材料焊接性》这门专业课，开设了“焊条配方设计—焊条制备—焊条工艺性能测试实验”综合性和设计性实验。学生们普遍感到这个实验难度不太大，但觉得实验操作性和综合性较强，第一次亲自设计选择焊条药皮配方，完成焊条的制备，然后对自己制备好的焊条进行工艺性能检测，同学们普遍感到有一定的成就感，激发了学生的学习兴趣，学生的综合能力也在实验中得到大大锻炼和提高。2010年在此基础上又在《材控专业综合实验》课程里开设了焊接工艺评定综合实验。同学们普遍感到实验难度稍大些，但实际可操作性和综合性强。同学们第一次根据给定的试板母材，各组成员通过查阅资料。一起设计和拟定焊接工艺方案，然后由实验室的老师按各组制定的焊接工艺进行焊接，同学们对得到的焊接试板进行外观检测和无损检测，然后设计取样方案进行组织分析和力学性能实验，全部实验做完之后，要求同学们结合各项实验结果对制定的焊接工艺进行综合分析与评定，并提出改进措施，这既激发了学生的學习兴趣，满足了实验教学的要求，同时学生的实验操作技能和综合能力也在实验中得到大大的锻炼和提高。跟以往的验证性实验教学项目相比较，可以发现，焊接工艺评定综合性实验项目的开发与实施具有很多新颖之处。

（1）强化了实验教学在专业教学中的地位。焊接工艺评定实验项目的内容多，实验内容具有系统性和连贯性，所以这种以设计性和创新性实验为主体的实验教学模式具有较大的创新性。endprint

（2）综合性实验能避免验证性实验中的单调性， 提高了学生学习兴趣和参与性，学生在学习过程中对基础性知识的掌握更牢固，能更好地培养学生的实验技能和工程能力。

（3）综合实验内容有明显的分层设计，实验难度逐渐增大，能激发学生的探究性思维。通过完成“焊接工艺方案设计—焊接试板制备—焊接试板外观和无损检测—接头取样方案设计及试样加工图纸设计—接头金相制备、组织观察和力学性能的测定—对各项实验结果进行综合分析与处理—撰写实验报告”整个工作流程，有效地锻炼和提高了学生的工程素质。

3 结语

焊接工艺评定这项综合性与设计性实验项目的开发和实施，不但改变了传统教学模式，同时也提出了一条提高学生工程素质能力的新途径。高等学校实验和实践教学改革涉及到很多环节和方面，需要多方人员的参与，大家共同来寻找有利于各个学校教学发展的新思路，使实验教学逐步完善和提高，切实达到学生在实验教学中由“要我做实验”变为“我要做实验”的改变。如何进一步改革实验教学内容和教学模式，使实验与工程能力培养的联系更加紧密，让综合实验发挥更大的功效仍是焊接专业实验教学改革中一个值得深入研究的课题。

参考文献

[1] 教育部高教[2007]2号文件.关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意見[Z].2007.

[2] 李晓明，郭新荣.加强实验室开放培养创新人才[J].高校实验室工作研究，2006（3）：44-47.

[3] 魏高明.积极探索不同开放模式，努力提高大型仪器使用率[J].高校实验室工作研究，2006（1）：61-62，66.

[4] 王代长，饶伟，霍晓婷.提高实验教学质量的途径[J].安徽农学通报，2007，13（18）：251-252.

[5] 仇润鹤，方建安，唐明浩，等.建立综合实验平台培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2006，25（2）：141-144.

[6] 薛冰，姜学波，李振峰.实验室建设及实验教学改革新探[J].中国科技信息，2007（20）：234，236.

[7] 汪冬梅，尤显卿，刘宁，等.关于金属材料工程专业开设综合性和设计性实验的探讨[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2007，21（4）：68-71.endprint