焊接冶金課程工程教育論文

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一、存在問題

教師工程技術(shù)能力強(qiáng)弱直接影響對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。由于一些考核評(píng)價(jià)機(jī)制不合理，許多高校在人才引進(jìn)方面僅以高學(xué)歷學(xué)位招人，大學(xué)教師多為直接從本科、碩士、博士一路讀上來，畢業(yè)后直接留校工作，本身工程技術(shù)能力較弱[1]；對(duì)汽車生產(chǎn)企業(yè)焊接設(shè)備、焊接工藝、焊接技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)等缺乏了解，教學(xué)中很難與工程實(shí)際結(jié)合。課堂教學(xué)變成了照本宣科，過于死板和程式化。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力，用人單位抱怨招不到合適人才。

焊接專業(yè)所用教材多為20世紀(jì)90年代編寫，如《焊接冶金學(xué)—基本原理》和《焊接冶金學(xué)—金屬焊接性》兩部主要教材為1993年編寫。這兩部教材在培養(yǎng)焊接專業(yè)人才方面起到了重要的作用。但是，隨著焊接新技術(shù)、新工藝、新材料的出現(xiàn)，教材內(nèi)容已不能滿足對(duì)焊接知識(shí)的需求，存在著理論與實(shí)際工程聯(lián)系不夠等問題。因此，急需在內(nèi)容上既包含現(xiàn)代焊接冶金基礎(chǔ)理論，又緊密聯(lián)系企業(yè)工程應(yīng)用的教材。在例題和習(xí)題安排設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該多反映實(shí)際工程問題。比如，講解焊接熱裂紋和冷裂紋形成機(jī)理方面，讓學(xué)生理解裂紋產(chǎn)生的原因很重要，但教材習(xí)題過于理論化，與工程實(shí)例相關(guān)較少，沒有起到學(xué)以致用的目的。焊接專業(yè)課學(xué)時(shí)逐漸減少，如焊接冶金學(xué)—基本原理和焊接冶金學(xué)—金屬焊接性兩門課程，2007年總學(xué)時(shí)為72,到2013年總學(xué)時(shí)降為64。上課時(shí)采用PPT課件，由于內(nèi)容多、課時(shí)少，學(xué)生沒有充分時(shí)間做筆記，更不用說參與課堂討論；缺乏師生間交流，教師灌輸知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受，不能很好地消化理解。

課堂教學(xué)內(nèi)容向深度和廣度發(fā)展時(shí)（如工程實(shí)例分析），遇到學(xué)時(shí)減少，學(xué)生記錄、理解跟不上的問題。考核是教學(xué)活動(dòng)中非常重要的環(huán)節(jié)，既是檢查學(xué)生掌握課堂教學(xué)知識(shí)的重要途徑，也是檢驗(yàn)教師教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的有效措施[2-5]。目前，本校焊接專業(yè)課程考核方式仍普遍采用靜態(tài)、單一的試卷考試形式，主要弊端是輕過程、重結(jié)果。有的學(xué)生平時(shí)上課出勤較少，而僅通過考前突擊復(fù)習(xí)就可以在考試中得到較高分?jǐn)?shù)。單一的考核方式無法全面、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，缺乏對(duì)專業(yè)知識(shí)縱深方向的檢驗(yàn)，容易造成高分低能現(xiàn)象。這種單一、僵化的考核措施不能適應(yīng)面向工程教育教學(xué)發(fā)展的需要。

二、改革實(shí)踐

（一）工程技術(shù)人員參與教學(xué)

鑒于新畢業(yè)碩士生、博士生教師在專業(yè)課講授上的短板，且短期內(nèi)無法有效提高其工程應(yīng)用能力，從焊接生產(chǎn)企業(yè)高級(jí)工程師中引入兼職教師。理論方面可由具有一定理論研究深度的博士生講授，面向工程教育方面可由引進(jìn)企業(yè)高工講授，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，發(fā)揮各自特長(zhǎng)。湖北汽車工業(yè)學(xué)院地處湖北十堰，是全國聞名的汽車城，也是中國規(guī)模最大的汽車工業(yè)基地之一，擁有中國第一，世界第三的卡車基地———東風(fēng)商用車公司，擁有眾多實(shí)力雄厚的焊接生產(chǎn)企業(yè)和焊接技術(shù)人員。因此，可聘請(qǐng)相關(guān)企業(yè)焊接高級(jí)工程師來校做工程應(yīng)用實(shí)例方面的講授。同時(shí)，促進(jìn)新畢業(yè)教師與企業(yè)高工之間的交流，以達(dá)到對(duì)青年教師工程能力培養(yǎng)的目的。

（二）引入國際經(jīng)典教材和國際焊接工程師培訓(xùn)教材

針對(duì)焊接專業(yè)教材普遍更新較慢的問題，考慮理論教學(xué)過程中引入國際經(jīng)典焊接冶金方面教材，如《WeldingMetallurgy》。該教材為美國焊接專業(yè)通用教材，內(nèi)容較新。該教材中文版由哈爾濱工業(yè)大學(xué)閆久春教授翻譯，并于2012年出版。國際焊接工程師培訓(xùn)是國際焊接學(xué)會(huì)（簡(jiǎn)稱IIW）針對(duì)焊接工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)與資格認(rèn)證體系，目的是通過學(xué)習(xí)國際通用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范促進(jìn)國際間的交流合作[6]。該培訓(xùn)針對(duì)正規(guī)工科院校焊接專業(yè)本科生，培訓(xùn)內(nèi)容涉及國際（ISO）、歐洲（EN）、美國（ASME）、德國（DIN）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及先進(jìn)焊接技術(shù)。引入該培訓(xùn)資料教學(xué)既可使學(xué)生學(xué)習(xí)到國際焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)，又可幫助學(xué)生在參加該認(rèn)證時(shí)獲得通過，從學(xué)生本身就業(yè)能力與競(jìng)爭(zhēng)能力方面考慮是非常有利的。哈爾濱工業(yè)大學(xué)已率先對(duì)焊接專業(yè)教學(xué)進(jìn)行改革，把國際焊接工程師培訓(xùn)認(rèn)證融入本科教學(xué)，培養(yǎng)具有國際焊接工程師資質(zhì)的本科畢業(yè)生，受到了企業(yè)的廣泛歡迎[7]。由此證明，把國際焊接工程師培訓(xùn)融入到焊接專業(yè)本科教學(xué)是可行的。

（三）實(shí)施工程案例和CAE教學(xué)

改進(jìn)焊接教學(xué)授課方式，使授課更貼近工程實(shí)踐是較合理的教學(xué)方法。比如，在講到焊接化學(xué)冶金和焊接裂紋等內(nèi)容時(shí)，聘請(qǐng)東風(fēng)汽車車輪有限公司焊接高工，針對(duì)型鋼車輪焊接當(dāng)中普遍存在的裂紋進(jìn)行分析。由于分析中必然用到碳當(dāng)量、裂紋起裂規(guī)則、拘束條件等焊接知識(shí)，而這些內(nèi)容在課堂教學(xué)中也會(huì)涉及，從而做到學(xué)以致用。學(xué)生在各個(gè)焊接企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)當(dāng)中可再次對(duì)所學(xué)內(nèi)容加以利用，從而更好地把所學(xué)知識(shí)與企業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來。這些學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入相關(guān)企業(yè)，能很快適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)對(duì)焊接技術(shù)的需求，增強(qiáng)了畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力。由于工程實(shí)際中的焊接結(jié)構(gòu)件大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝制定難度較大，單憑經(jīng)驗(yàn)已不能完全解決所遇到的問題，尤其是焊接殘余應(yīng)力引起的焊接變形等。焊接CAE仿真技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件在焊接當(dāng)中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、變形準(zhǔn)確分析，從而預(yù)測(cè)變形，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。大學(xué)生在計(jì)算機(jī)操作方面能力較強(qiáng)，可充分發(fā)揮學(xué)生在計(jì)算機(jī)方面的優(yōu)勢(shì)，采用CAE教學(xué)，彌補(bǔ)在工程經(jīng)驗(yàn)方面的不足。

（四）采用多種考核方式

首先，試卷考核評(píng)價(jià)方式仍有一定的適用范圍，應(yīng)在繼承的同時(shí)加以改進(jìn)。比如，在命題上適當(dāng)增加工程應(yīng)用題，答題屬于開放式，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)答案，考核重點(diǎn)不僅僅放在考察學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解上，更應(yīng)放在分析、解決問題上。

其次，增加焊接企業(yè)實(shí)際工程問題分析，由來自企業(yè)的高工進(jìn)行考核，主要考察學(xué)生在焊接成本核算、焊接設(shè)備選擇、焊接工藝制定、焊接質(zhì)量保證方面的能力，使學(xué)生在運(yùn)用專業(yè)知識(shí)時(shí)能夠從工程實(shí)際出發(fā)。

最后，增加計(jì)算機(jī)CAE分析考試內(nèi)容。分析內(nèi)容仍以工程實(shí)例為對(duì)象，要求分析不同焊接工藝對(duì)焊接變形和裂紋的影響，對(duì)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化，獲得在變形允許范圍內(nèi)的最佳焊接工藝。由于分析對(duì)象來源焊接企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，學(xué)生分析報(bào)告可作為企業(yè)制定焊接工藝參考。同時(shí)，由企業(yè)提供生產(chǎn)結(jié)果，與學(xué)生分析結(jié)果對(duì)比，促進(jìn)學(xué)生CAE分析應(yīng)用能力的提高。

作者：袁有錄 孫建新 王金鳳 單位：湖北汽車工業(yè)學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院