焊接冶金课程工程教育论文

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一、存在问题

教师工程技术能力强弱直接影响对学生能力的培养。由于一些考核评价机制不合理，许多高校在人才引进方面仅以高学历学位招人，大学教师多为直接从本科、硕士、博士一路读上来，毕业后直接留校工作，本身工程技术能力较弱[1]；对汽车生产企业焊接设备、焊接工艺、焊接技术要求标准等缺乏了解，教学中很难与工程实际结合。课堂教学变成了照本宣科，过于死板和程式化。学生缺乏学习热情和动力，用人单位抱怨招不到合适人才。

焊接专业所用教材多为20世纪90年代编写，如《焊接冶金学—基本原理》和《焊接冶金学—金属焊接性》两部主要教材为1993年编写。这两部教材在培养焊接专业人才方面起到了重要的作用。但是，随着焊接新技术、新工艺、新材料的出现，教材内容已不能满足对焊接知识的需求，存在着理论与实际工程联系不够等问题。因此，急需在内容上既包含现代焊接冶金基础理论，又紧密联系企业工程应用的教材。在例题和习题安排设计方面，应该多反映实际工程问题。比如，讲解焊接热裂纹和冷裂纹形成机理方面，让学生理解裂纹产生的原因很重要，但教材习题过于理论化，与工程实例相关较少，没有起到学以致用的目的。焊接专业课学时逐渐减少，如焊接冶金学—基本原理和焊接冶金学—金属焊接性两门课程，2007年总学时为72,到2013年总学时降为64。上课时采用PPT课件，由于内容多、课时少，学生没有充分时间做笔记，更不用说参与课堂讨论；缺乏师生间交流，教师灌输知识，学生被动接受，不能很好地消化理解。

课堂教学内容向深度和广度发展时（如工程实例分析），遇到学时减少，学生记录、理解跟不上的问题。考核是教学活动中非常重要的环节，既是检查学生掌握课堂教学知识的重要途径，也是检验教师教学质量和教学效果的有效措施[2-5]。目前，本校焊接专业课程考核方式仍普遍采用静态、单一的试卷考试形式，主要弊端是轻过程、重结果。有的学生平时上课出勤较少，而仅通过考前突击复习就可以在考试中得到较高分数。单一的考核方式无法全面、准确评价学生对理论知识的掌握，缺乏对专业知识纵深方向的检验，容易造成高分低能现象。这种单一、僵化的考核措施不能适应面向工程教育教学发展的需要。

二、改革实践

（一）工程技术人员参与教学

鉴于新毕业硕士生、博士生教师在专业课讲授上的短板，且短期内无法有效提高其工程应用能力，从焊接生产企业高级工程师中引入兼职教师。理论方面可由具有一定理论研究深度的博士生讲授，面向工程教育方面可由引进企业高工讲授，实现了优势互补，发挥各自特长。湖北汽车工业学院地处湖北十堰，是全国闻名的汽车城，也是中国规模最大的汽车工业基地之一，拥有中国第一，世界第三的卡车基地———东风商用车公司，拥有众多实力雄厚的焊接生产企业和焊接技术人员。因此，可聘请相关企业焊接高级工程师来校做工程应用实例方面的讲授。同时，促进新毕业教师与企业高工之间的交流，以达到对青年教师工程能力培养的目的。

（二）引入国际经典教材和国际焊接工程师培训教材

针对焊接专业教材普遍更新较慢的问题，考虑理论教学过程中引入国际经典焊接冶金方面教材，如《WeldingMetallurgy》。该教材为美国焊接专业通用教材，内容较新。该教材中文版由哈尔滨工业大学闫久春教授翻译，并于2012年出版。国际焊接工程师培训是国际焊接学会（简称IIW）针对焊接工程技术人员进行培训与资格认证体系，目的是通过学习国际通用标准和规范促进国际间的交流合作[6]。该培训针对正规工科院校焊接专业本科生，培训内容涉及国际（ISO）、欧洲（EN）、美国（ASME）、德国（DIN）标准、规程及先进焊接技术。引入该培训资料教学既可使学生学习到国际焊接相关标准知识，又可帮助学生在参加该认证时获得通过，从学生本身就业能力与竞争能力方面考虑是非常有利的。哈尔滨工业大学已率先对焊接专业教学进行改革，把国际焊接工程师培训认证融入本科教学，培养具有国际焊接工程师资质的本科毕业生，受到了企业的广泛欢迎[7]。由此证明，把国际焊接工程师培训融入到焊接专业本科教学是可行的。

（三）实施工程案例和CAE教学

改进焊接教学授课方式，使授课更贴近工程实践是较合理的教学方法。比如，在讲到焊接化学冶金和焊接裂纹等内容时，聘请东风汽车车轮有限公司焊接高工，针对型钢车轮焊接当中普遍存在的裂纹进行分析。由于分析中必然用到碳当量、裂纹起裂规则、拘束条件等焊接知识，而这些内容在课堂教学中也会涉及，从而做到学以致用。学生在各个焊接企业生产实习当中可再次对所学内容加以利用，从而更好地把所学知识与企业生产结合起来。这些学生毕业进入相关企业，能很快适应企业生产对焊接技术的需求，增强了毕业生的竞争力。由于工程实际中的焊接结构件大多结构复杂，工艺制定难度较大，单凭经验已不能完全解决所遇到的问题，尤其是焊接残余应力引起的焊接变形等。焊接CAE仿真技术可实现对复杂结构件在焊接当中产生的残余应力、变形准确分析，从而预测变形，优化结构设计和工艺设计。大学生在计算机操作方面能力较强，可充分发挥学生在计算机方面的优势，采用CAE教学，弥补在工程经验方面的不足。

（四）采用多种考核方式

首先，试卷考核评价方式仍有一定的适用范围，应在继承的同时加以改进。比如，在命题上适当增加工程应用题，答题属于开放式，无统一标准答案，考核重点不仅仅放在考察学生对专业知识的理解上，更应放在分析、解决问题上。

其次，增加焊接企业实际工程问题分析，由来自企业的高工进行考核，主要考察学生在焊接成本核算、焊接设备选择、焊接工艺制定、焊接质量保证方面的能力，使学生在运用专业知识时能够从工程实际出发。

最后，增加计算机CAE分析考试内容。分析内容仍以工程实例为对象，要求分析不同焊接工艺对焊接变形和裂纹的影响，对焊接工艺进行优化，获得在变形允许范围内的最佳焊接工艺。由于分析对象来源焊接企业实际生产，学生分析报告可作为企业制定焊接工艺参考。同时，由企业提供生产结果，与学生分析结果对比，促进学生CAE分析应用能力的提高。

作者：袁有录 孙建新 王金凤 单位：湖北汽车工业学院 材料科学与工程学院