现代教育技术在《焊接方法与设备》课程中的应用

何旭丹 陈 妍

《焊接方法与设备》是焊接技术与自动化专业的职业能力核心课程，在课程体系结构中处于重要位置，是一门综合性、技术性很强的专业课，学生通过做中学，学中思，能够更好地掌握知识与技能。在传统的《焊接方法与设备》课堂教学中，教师知识讲解和学生学习的过程中，普遍存在着以下困难：一方面教师在授课中采用示范教学对学生进行操作示范引领，可更直观地将教学内容传授给学生，但是传统的教学场所很难提供学生在“做中学、学中做”所需的场地、设备，教师在介绍新的仪器设备或是操作过程时也无法兼顾到每个学生，降低了示范教学的效果和教学质量。另一方面，由于学生是初学者，在初次实践操作中，难免出现操作不当或不规范的现象，这都需要教师在授课过程中进行巡回指导纠正。计算机技术、虚拟仿真等技术的出现促进了职业教育课程改革。现代教育技术是一项集多学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，通过计算机技术、多媒体技术、网络技术、三维造型和先进学习理论对相关专业知识和技能模拟实践过程进行组装。现代教育技术能够实现以学生为主体的自主学习，是为提高教学质量而对相关教学资源和教学过程进行的设计、开发、利用、管理和评价。在计算机技术、人工智能技术、虚拟现实仿真技术等快速发展的今天，现代教育技术以其直观表现力和动态呈现力得到了广大教师的认可，正广泛应用于职业教育的一线教学中。

1 现代教育技术在专业课程教学中的作用

《焊接方法与设备》课程作为焊接技术与自动化专业的核心课程，旨在培养焊接高技能人才所必备的“焊接工艺知识”与“焊接操作技能”两个首要岗位能力，使学生充分掌握各种焊接方法的原理、选取焊接参数的原则、焊接质量的控制及常用设备的使用与维护。教师应教会学生正确选取焊接方法、焊接工艺参数及维护焊接设备，尤其应重视实践操作环节。在授课过程中，应利用现代焊接技术中心良好的实训条件，将多媒体教学、仿真教学等多种现代化教学手段融入进来，理论知识和实践操作同时进行，让学生在实际生产中边干边学，以实践检验理论，以理论指导实践。通过教学视频、仿真教具等多种形象的教学设备，让学生先形成感官的直接认识，再架构抽象的知识点，最后通过实践操作，使学生能获得牢固的直观知识点、易于掌握基础概念。通过现代教育技术的渗透，有利于提高学生的教学主体地位，能改善课堂结构，优化教学过程，提高教学质量。

2 现代教育技术在《焊接方法与设备》课程中的应用实例

现代教育技术在《焊接方法与设备》课程中的广泛应用，给课程的教学方法的改进带来了生机和活力，在实际教学过程中，从教育对象的实际出发，从适用、够用的角度对学生进行启发性教学，应采用分析、比较、概括、推理、探索新情景等操作，有利于提高学生的学习质量。

2.1 教学流程简介

目前，职业院校的课程授课方式主要为理实一体的教学方式，在教学过程中，突出学生的主体学习地位。授课过程中，教师以常见的典型问题，引导学生参与思考与讨论，教师针对学生的回答进行点评后导入新课。在新知识的学习中，通过创设情境，结合PPT 教学课件、视频、动画等教学资源以及云班课等智能教学助手，更好地与学生互动交流，提高学生的积极性与参与性，使学生对抽象的理论知识形成直观的感性认识，再通过实践检验理论知识，更好地掌握知识与技能。具体的授课教学过程如图1 所示。

图1 《焊接方法与设备》授课流程

2.2 应用实例

在焊接专业课程的授课过程中，应以让学生掌握相关的技术和方法为主，突出学生对技术的掌握与应用。尤其在《焊接方法与设备》课程的学习中，学生重点应掌握焊接设备的使用规范和操作流程、焊接方法与参数的选取等，但由于教学场地和条件的制约，无法将理论知识讲解与实际操作结合到一起，教学效果较差。通过引入教学仿真软件，可使每个学生清晰地看到教师的示范操作，同时学生可以第一时间进行练习，将理论知识应用到实际操作中，提高了教学效率。这种教学方法，既可减少由于教学场地限制而损失的教学时间，同时在教学中，学生能通过虚拟仿真系统进行实践操作，教师可随时对学生的操作情况进行检查反馈，有利于提高教学质量。

在第二章焊条电弧焊第一部分原理性的知识讲授中，教师制作精美的多媒体教学课件，将授课内容进行规范性的整理、整合，将知识点进行梳理形成较有条理性的知识内容。在授课中，为凸显焊条电弧焊在实际生产中的应用，可在授课初始播放船舶制造企业使用焊条电弧焊的视频，使学生对实际生产有直观的印象，形成主观学习兴趣，从而将枯燥的原理性知识点转换成生动的视频图像。第二部分是焊条电弧焊设备及工具的使用，对这些知识的学习，在借助视频图像进行直观展示的同时使用虚拟焊接仿真实训系统，既能让学生掌握设备器械主体构件，同时能规范性的掌握焊接设备的操作规范。仿真教学系统中，对焊接设备的按钮等设置了控制程序，当学生进行操作训练时，每一项步骤将被记录，如出现错误操作，在最后提交操作成绩时，将显示“错误”的提示语句，学生可反复练习，达到熟练程度。第三部分为焊条电弧焊工艺，例如在盖面层教学时，如果让初学的学生进行实际操作，失误率较高。此时将虚拟焊接仿真系统引入后，学生可以通过鼠标点击相关设备，第一步先通过鼠标选择设备中的电压、电流按键，将电压、电流调至适宜的大小，第二步在工具架上点击焊枪，将焊枪拿起移动到板材上，进行仿真盖面填充焊接。仿真过程中，能演示出焊接过程中的光、热、声等多种现场的实际情况。学生在进行仿真操作时就能获得清晰而直观的感受，如果需要更换焊条只需点击更换按钮即可。这些仿真教学技术，在模拟实际焊接操作技术的同时又能通过电脑信息技术，让教师对学生的操作成绩进行数据回收分析，方便教师进行教学评价，也为后续教学提供了实践依据。

本实例通过运用现代教育技术，激发了学生的学习兴趣，使学生乐于学习，课堂气氛相比传统课程活跃很多，提高了教学效率；利用虚拟焊接仿真实训系统克服了传统课程中教师利用PPT 课件在教室讲解，学生缺乏直观概念的缺点，让学生在做中学、学中思，突破了《焊接方法与设备》的课程难点。

3 立足课程、学情，合理运用现代教育技术

现代化教育技术一项教学理论与现代科学技术有效结合的综合技术，对于提高职业院校学生知识与技能的掌握水平具有重要的扩展作用。在《焊接方法与设备》的教学中，应充分立足课程特点、基本学情、教学目标等，将多项现代教育技术进行优化组合，合理有效地运用现代教育技术于课程教学中。现代教育技术在运用时，也应遵循学生的主体教学地位，在授课过程中教师应充分关注学生的情感变化、尊重学生的创造性、注重学生之间的合作、师生的交流互动等，这样方能将现代教育技术使用的效果落到实处。