焊接实践教学改革的实施路径探析

高党寻，姚启明，彭世广，周冰科，徐江波，杨忠昌

(清华大学 基础工业训练中心，北京100084)

0 引言

清华大学基础工业训练中心(以下简称“中心”)“机械制造实习”课程面向全校学生，是一门以工程实践为主要载体的技术基础课程，焊接实习是其重要组成部分。其既是校级精品课程，也是北京市级和国家级精品课程。

教学质量是学校的生命线。在焊接实践教学过程中探索新的培养方式，是教学改革中的重点和难点。作为焊接实践教学的指导教师，如何提高教学质量，以培养综合素质高和创新能力强的学生，是值得思考的问题[1]。现如今，时代进步和科学发展对高等院校的人才培养模式提出了更高的要求，焊接作为现代制造业中的一项重要技术，其教学模式更应与时俱进。因此，这就要求我们必须结合自身情况和课程需求，对焊接教学方法和教学内容进行改革，以进一步提高焊接教学质量。

1 焊接实践教学改革的探索

1.1 围绕功能定位，寻求改革突破口

清华大学基础工业训练中心不仅是工程训练基地，而且承担着为培养卓越工程师服务、为培养拔尖创新人才服务、为培养复合型人才服务的专业职能。在实施教学改革的背景之下，中心应该成为学生课外科技创新活动的一个重要平台、工程文化素质教育的培养基地、拓展工程训练特色的科研方向、高水平科研转化和服务型的实践桥梁。鉴于此，焊接实践教学改革应把握为培养卓越工程师服务的理念，全面开展教学改革。清华大学基础工业训练中心的功能定位如图1所示。

图1 清华大学基础工业训练中心的功能定位

近年来，焊接实践教学团队通过不断思考和总结焊接实习教学过程与经验，紧密围绕中心定位，抢抓发展机遇，实施教学改革，力争为焊接实习教学增光添彩。此外，在新规划的教学体系中，中心提出融合“工程训练、通识教育、双创教育”三位一体的工程实践教学体系，并为培养卓越新工科人才，提供落地的教学方案，即优化重组现有课程、规划建设新课程、整合不同专业学科教学资源、与专业教育体系有机融合。因此，指导教师作为教学改革的实施者，首先要理清革新目标和思路，结合现有资源条件，规划与培养目标高度契合的实践教学改革项目和具体实施方案。中心在“十四五”规划里提出要建设面向“中国制造2025”的系统化工程实践教学基地，开发系统化、可操作、体验度好、灵活性强的实践教学内容，以及结合OBE理念优化现有教学模块和环节。

1.2 解放思想、转变观念，积极参与教学改革

传统金工实习的内涵已发生巨大变化，正在向工程训练过渡。在教学理念上已经将学习技术技能和学习思维为主体的训练模式转变为融合传授知识与文化、培养实践能力、提高工程素质为一体的训练模式。面对变化的教学理念，指导教师应当首先在思想上进行改革，努力转变教学观念，认识到改革才是硬道理，积极配合改革步伐，发挥自己的基层优势。

实践教学内容的改革在强调基础知识和基本技能训练的同时，还要注重一般能力与专业技能相结合，重点突出专业领域核心能力的培养，将素质教育贯穿于整个实践教学过程，培养学生的工匠精神，真正做到“教书”和“育人”[2]。

2 焊接教学改革的实施路径

2.1 不断思考，探索方法

自中心提出新的教学理念以来，焊接教学团队结合实际情况开发了多项教学改革方案。

1)点、线结合的探索。单个方法是一个点，单个工种就是一条线，点动成线、线动成面，帮助学生对机械制造形成一个系统的认识，引导学生把焊接从一条焊缝的概念上升到一个结构、一项工程上。例如，将二氧化碳焊接与板料冲压工种结合，提出了一个基于钢制密封盒体教学改革的创新方案，包含了构思、设计、工艺、制造等教学内容。

2)基于问题或案例的教改探索。指导教师结合自己的科研项目及经典实验，将理论与实践结合，引导学生发现问题、解决问题。例如，在焊条电弧焊实习中引入弧焊电源外特性的直观验证实验，提出弧焊电源为何具有特殊电气性能、如何测试等问题。基于此，在介绍基本概念和弧焊电源外特性的直观验证实验过程中，结合一些问题和实验现象组织学生进行讨论，设计实验方案等，使学生的学习兴趣得到激发，积极地参与实践和讨论，从而能够清晰地理解电弧焊接的相关基本概念，加深对电弧焊接设备和特殊工艺的认识。

3)因材施教的分层次模块化实践教学模式探索。根据“不同院系、不同基础、不同学分”的学生特点来调整教学内容，并不断优化和完善实践教学的课程讲稿。例如，TIG焊专业实验课有2种类型，即2学时和4学时。针对不同的教学对象，结合焊接实习基地的资源，将原有的TIG焊教学扩展为模块化的TIG焊教学。因材施教的模块化教学体现了一定的综合性和创新性，学生在实习和实验过程中的学习兴趣得到激发，积极地参与实践和讨论[4-7]。

4)启发式教学方法的探索。启发式教学的核心是充分发挥学生的主体作用，并结合讨论式、参与式教学方法，调动学生的积极性、主动性，激发学生独立思考，活跃课堂气氛。例如，在讲解二氧化碳焊接时，将学生向科研方向引导，比较其与不同保护介质在工艺方法上的不同之处，提高学生的分析能力。多渠道多方法实现知识传授、能力培养、价值塑造。

5)实践评价体系的革新。项目完成后，先由小组内部进行自我评价，再进行小组间的相互交流与评价，让学生自己体会其中的不足。同时，指导教师引导学生在评价时不要局限于最后的效果，还要注重组员的参与意识、沟通能力、创新精神、技术水平等综合素质，最终以自我评价、学生互评、教师评价进行综合评定。

6)通识教育和能力培养渗入焊接实习教学中的探索。结合中心提出的“在实践教学中深化和加强设计思维与工程伦理”来提高学生的综合素质、培养创新精神和创新能力。例如，在制造工程体验课中以“艺术风装饰台灯”文创产品作为导向和驱动开展实践教学，整个产品的实现体现了制造过程的各个方面，将设计、工程与技术思维有机融合，美育和劳育相结合，激发创造性劳动过程，给学生新的价值塑造，在强化学生的实践动手能力、团队合作精神和创新能力的培养方面是一种新的探索。

7)课程思政在焊接实践教学中的应用探索。课程思政是指将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面，实现立德树人润物无声，即寻求各科教学中专业知识与思想政治教育内容之间的关联性,将思想政治教育的相关内容融入课程教学当中，通过学科渗透的方式达到思想政治教育的目的[3]。例如，在各实习模块中，团队邀请行业内的大国工匠鼓励学生参与动手实践，展现制造中的工匠精神，体现人生价值。例如，在二氧化碳焊制造钢制密封盒体环节，邀请全国劳动模范，被称为“工人院士”的高铁转向架焊接首席专家李万君给学生鼓励加油；在焊条电弧焊模块邀请全国劳模，党的十八、十九大代表刘宏作为操作专家给学生传道授业，交流心得。通过工程实际案例中的大国工匠寄语，增强项目内容的真实感，传承大师的工匠精神，塑造正确的劳动观和价值观，进而起到了思想政治教育的目的。

2.2 提升教改质量，从塑造自身开始

良好的教学质量是改革成功的保障，而指导教师的素质优劣正是保障教学质量的关键。“育人者，必先受教育”，指导教师要想适应新的教学改革及模式，就必须不断学习新技术、新工艺，不断提高教学水平，改进教学手段，提高实践能力和创新精神。

1)积极参与教学研究，探索有利于培养学生工程意识和工程素质的实践教学方法。通过参加中心组织的教学研讨，把自己理解的各种思想在焊接教学过程中不断实践与总结，深化教学内涵，提升教改质量。

2)深入挖掘现有实习和实验设备的潜力，进行各项加工工艺研究，使之在实习教学和科研过程中发挥作用。例如，在TIG焊接教学中，研究不同波形输出所实现的高品质焊接过程及电源外特性的直观测试。

3)关注行业发展动态，加强专业理论和加工工艺学习，积极参与科研项目、科技赛事和生产加工服务。在相关科研和实验技术开发工作中发挥应有的作用，锻炼自己的业务能力。例如，针对镁铝锌系列合金的TIG焊研究，笔者曾不仅将其服务于校内科研，而且导入教学，效果较好。

4)积极与优秀的教学人员相互交流，取长补短，努力提升教学水平。

3 结束语

经过2年多的实践，这种改革和创新以较少的实习资源获得了较好的教学效果，教学质量也在不断提高，获得了学生的普遍好评。实践教学指导人员在教改方面发挥积极作用，不断关注实践教学理念发展、不断关注学生反馈、不断踏实去实践，新的实践教学模式将展现出更好的前景。