Seminar教学模式 在《焊接过程智能控制》课程中的应用探索

摘 要：针对“焊接过程智能控制”理论性和实践性较强、学科知识面广、学生前导课掌握不够，实践能力弱，教学效果不佳这一现象，将Seminar教学模式引入课程教学中，通过合理设置研讨主题，引导学生将课程学习与研究方向结合，增强了课堂教学效果，提高了学生实践能力和创新能力。

关键词：Seminar;教学模式;研究生教学改革

中图分类号：G642文献标识码：A

焊接技术在工业领域占据重要比重，焊接质量的好坏直接影响构件和产品的安全性和使用性能，对焊接过程进行控制是目前提高焊接质量的重要手段之一。我系从2015年开始面向专业硕士研究生开展“焊接过程智能控制”这门课程，该课是以焊接方法、焊接自动化等前期课程为基础的、面向焊接和材料加工等专业研究生培养的课程。

1 课程特点及教学中存在的问题

焊接过程智能控制涉及软硬件知识，实践性较强，是为提高学生工程设计能力而设置的重要理论课程。其目的和任务是让学生学会理论、技术与实际应用相结合，能够根据焊接控制对象的特性，选择相应的系统组织和智能控制方法，将工程中的质量控制问题通过自动控制、智能控制，由软件和硬件形式来实现，提高学生分析解决工程问题的能力。

然而在开课以来发现，由于该课程涉及自动控制、机械、电子、计算机、信号处理、仪器仪表、材料等多领域知识，难度大，具有很强的理论性和实践性，而材料专业的研究生绝大部分在本科阶段没有或者部分学过上述领域的知识，学习基础差异性大，使得在教学过程中无论是理论课还是实践课都存在一定的困难。此外，由于部分导师所研究的内容较少跟智能化或者自动控制挂钩，使得学生并不知道在自己的研究中哪些地方能够用到智能化控制，如何学以致用，所以学生的学习积极性不高，达不到课程要求的目的。

因此如何改进焊接过程智能控制的教学方法、增强课堂教学效果，提高学生学习的主动性和积极性，一直以来是课程教学改革思索的问题。对此，我们探索将Seminar教学模式引入“焊接过程智能控制”教学中，引导学生运用专业知识解决工作领域的实际问题和技术瓶颈，开展创新性人才培养。

2 Seminar教学模式

Seminar是产生于德国的一种以问题研讨式、以素质教育为内容的教学模式[1]，它改变了传统的学生单向被动接受的教学方式，在教学中强调学生和教师围绕某一研究问题展开研讨形式教学，突出学生在课堂上的参与性[2]。要求学生课前根据老师布置的任务独立收集资料，发现问题分析问题，形成报告，在课堂中结合教师讲授的知识，对报告进行阐述，提出自己的见解，经过师生之间讨论和交流，理解消化知识，课后再对内容进行深化，整个过程注重学生的综合分析问题的能力[3]。这种教学方式可以全方位培养学生独立思考和创新的意识，把知识学活。

3 Seminar教学模式设计与安排

3.1 设计适合课程和学生自身特点、科学的、层次化Seminar教学专题

为了激发学生参与的积极性，取得良好的课堂效果，设计合适的教学专题非常重要。在焊接过程智能控制教学中，一方面结合课程章节对Seminar教学按内容进行分类设计，从大的方向将专题分为设计型和研究型[4]。设计型Seminar着重于焊接过程信息的检测与监测，如从传感器的选择到控制器的设计都由学生运用所教内容和查阅资料自主完成。研究型Seminar针对控制策略、算法等本身很复杂的内容，侧重于研讨，让学生通过查阅资料了解某些工程项目控制核心问题是什么，其解决思路有哪些。

另一方面为了让研究生学以致用，在内容的具体设计和选择上将选题与学生的研究方向结合，帮助学生建立所学知识与研究内容的关联，体现在教学过程中任课教师会帮助同学分析各种焊接的特点，对质量控制的要求，然后引导研究生针对自己的研究去思索，现有的焊接过程有没有采取对应的质量控制方法，我们的课程知识可以在哪些地方用上。比如，对做搅拌摩擦焊接研究的同学，我们与他们讨论分析现有的设备上哪些地方有焊接质量控制措施，如果没有的应该如何构建，这样把本课程内容贯穿在里面。对一些做焊材研发的同学，在他们叙述每天有大量的实验，需要反复调整数据的时候，我们会告诉他如何把智能分析方法用在实验设计中建立软件模型，用较少的实验次数确定实验参数与结果的关系，进行质量预测和分析。通过这样指导，学生会恍然大悟，原来知识可以这么来用。

3.2 正确掌控专题与章节的相关度和难易程度，递进完成Seminar选题研究

我们的研究生工作经验缺乏，应用开发能力和工程实践能力较弱，而“焊接过程智能控制”中有些章节内容较深，学生不能很好地与实际相联系，需要花费较长时间去理解，因此在Seminar教学过程中需要注意主题执行的难易程度。实际设计时根据研究生的层次差异，采用从易到复杂的方式，让学生逐渐掌握，递进完成Seminar选题研究，增强完成的信心和热情。首先将学生按不同导师、不同研究方向分成小组，教师结合课程内容和学生课题方向给定题目范围，或者由学生根据研究方向和兴趣自由选题，然后让学生自己查阅文献资料，分析控制要求，进行方案设计。这期间结合课程进度，由易到难分成几个阶段完成：第一个阶段让同学了解控制系统硬件组成，学会如何进行任务分析、明确控制要求;第二个阶段指导学生完成设计任务书撰写，制定控制系统总体方案，设计和选择硬件;第三阶段指导学生利用MATLAB完成控制器設计。最后将各阶段任务优化改进，组合做最终课程论文。经过对任务的分阶段完成，学生将理论知识结合实际设计逐步转化为一个有特殊功能的实体，既不会因为难度太大感觉无从下手，失去兴趣，同时又能对所学的知识有一个整体的回顾和重新认识、整合，学习潜能被充分挖掘了，解决工程实际问题的能力也得到了培养。

3.3 严格Seminar要求，设计与新教学理念匹配的讨论教学法

Seminar教学由老师概要式讲述及专题研究讨论两部分组成，根据上课人数和课程课时数，Seminar教学的时间与前面3个递进阶段挂钩，一共安排3次，一次30min的Seminar教学结构安排如下：①课前准备：任课教师提前1—2周下达任务，规定讨论的主题，参考的资料和要求;研究生根据教师下达任务查阅书籍和文献，确定自己的论点，形成报告。

②课堂上：首先是教师概要介绍主题，然后学生上台讲解。学生将报告以PPT形式向老师和同学介绍，阐述自己观点。接下来进行交流讨论，此环节是Seminar教学中最精彩的部分，学生之间围绕报告展开自由辩论和交流，发表自己的看法、意见和建议，老师也会穿插之中提问或发表自己的观点。最后老师进行专题点评，由教师对报告人的发言从多方面做点评，同时也对课堂讨论情况做简要评论。③提交Seminar课程成果[4]。

整个过程中时间安排：①至少1～2周的课前准备;②教师简单介绍5min;③台上讲解，小组里选出一个人做代表对所研究的课题上台进行PPT讲解10—15min;④围绕主题交流10—15min;⑤教师总结与点评5—10min。

3.4 建立和完善Seminar教学模式评价标准

Seminar教学模式下焊接过程智能控制课程成绩，由平时成绩40%和课程论文60%组成。与传统平时成绩考核标准不同的是，Seminar教学更注重研究生在课堂的表现。Seminar模式下平时成绩包括出勤率、书面报告、课堂PPT讲解、参与集体讨论情况。任课老师根据研究生文献阅读能力、PPT制作水平和宣讲时语言表达能力、对观点的阐述情况、个人发言对集体讨论的贡献度、在小组承担的任务、团队协调能力、组织能力，以及书面报告完成质量进行综合打分。其中每次的书面报告占较大比重，其次是个人发言和讨论。评价标准会通过对老师和学生的问卷调查、沟通和测评等形式，进行改进和完善[5]。

4 教学效果

4.1 提高了研究生的自学能力和独立解决问题的能力

Seminar是建立在问题基础之上的学术探讨，本课程在引入这一教学模式后，学生根据设定的主题需要做大量的工作，从最初的收集整理、分析资料，到提出自己的见解，形成报告进行讲解再到讨论，这一过程有助于发展研究生的独立学习能力，培养研究生的系统研究思维[6];组内的相互协作培养研究生的团队合作精神;同时课堂中的辩论交流，训练了研究生的语言表达能力，激励研究生独立思考和质疑，有利于发散思维的形成。

4.2 强化学生的实践能力，提升研究生的科研素质和创新能力

Seminar在帮助学生掌握基本原理、一般方法的同时，通过讨论完成教学和知识再现，使研究生的视野得到扩展，并在质疑和探索中强化了将所学知识转变为解决问题的实践能力[1]。同时Seminar能使全组研究生共同参与解决某个研究生遇到的困难问题，在思维的碰撞之下一些新的研究方法油然而生，在解决困难问题的同时能激发研究生的科研积极性和创新性。从整体上提升研究生的工程实践能力和科技创新能力。

4.3 与科研结合，拓展了教学的深度，促进了教师水平的提高

焊接过程智能控制Seminar教学模式与科研结合，以课题来带动教学，以课题为单元的形式来组织教学，搜索当前国际上与教学内容相关的先进科研成果做工程实例，并通过师生之间对主题的多角度剖析，既让学生充分了解科技的最新发展，又达到对科学研究方法的认知，拓展了知识的深度和宽度。此外更进一步挖掘了教师和学生的探究潜能。而这种教学模式，对教师的素质也提出更高的要求，要求任课老师能较好地把握学科发展动向，提炼并升华课程内容，能在课堂上引导学生积极深入思考，保证良好的教学效果，在一定程度上促进了教师水平的提高。

5 结语

Seminar教学模式引入“焊接过程智能控制”教学中，将传统教授理论知识为主体的教学转变为研讨式教学，通过与科研结合科学设计主题，激发学生参与的兴趣，并用计入成绩的方式提高参与的主动性，使研究生了解和掌握技术研究中处理问题的观点、方法和手段，以及实际工程中所需的技术，研究生的创新能力、科研素质、表达能力，团队协作精神和专业兴趣度得到提升，综合能力得到提高，增强了研究生的就业竞争力，从某种程度上提高了研究生的培养质量。

参考文献：

[1]谭月辉，李召瑞，张天辉，璩传兵.Seminar教学模式与提高军队研究生创新能力研究[J].中国电力教育，2013（31）：1819.

[2]蔡美琴.PBL教学模式在肿瘤科护理教学中的应用[J].中国中医药现代远程教育，2019，17（22）：4041.

[3]游惠娟，欧阳新华.Seminar教学模式在高校双语课程中的意义[J].现代职业教育，2018（01）：128.

[4]周晓谊，王隆娟，任佳.Seminar教学模式在数据结构课程中的实践[J].海南大学学报（自然科学版），2016，34（01）：8289.

[5]Seminar教学培养研究生创造力及和谐人才的实践探索.

[6]宋懷波，何东健.Seminar学习理论对当前研究生教学模式改革的启示[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2011，24（11）：912.

基金项目：重庆理工大学研究生教育教学改革研究项目（2017yjg212）

作者简介：吴玮（1970—），女，汉族，辽宁沈阳人，硕士，教授，研究方向：特种焊接工艺与设备、焊接无损检测教学与科研。