焊接专业课程设计教学改革

摘 要 ：焊接工艺和焊接结构课程设计是焊接专业十分重要的实践教学环节之一,针对焊接专业课程设计目前存在的一些问题,提出具体改革措施,实践证明该措施切实可行.

关 键 词 ：焊接工艺；焊接结构；课程设计；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0028-02

1引言

焊接作为一种先进制造技术,在工业生产和国民经济建造中起着非常重要的作用.经过几十年的快速发展,焊接已在许多工业部门的金属结构制造中几乎全部取代铆接.目前,世界主要工业国家生产的焊接结构占到钢产量的50%～60%[1].

1952年,哈尔滨工业大学建立了我国最早的焊接专业,随后天津大学、清华大学等也纷纷成立了自己的焊接专业,到2000年,设有焊接专业的院校已经发展到60多所[2,3].1998年高等院校实施新专业目录后,原焊接设备与工艺专业并入了材料成型与控制工程新专业,焊接仅仅是一个专业方向.但焊接专业知识领域涉及到材料科学、工程力学、电工电子技术、自动控制、计算机等多门基础学科,属于多学科交叉的边缘学科[4],焊接专业被合并到材料成型与控制专业里面之后,大部分焊接课程内容被压缩,实践学时也被缩短,近年来一直被人们倡导的重基础、宽口径教育模式对国内焊接技术人才的来源产生了很大的冲击.目前焊接专业的学生到了工厂的生产实际当中,很难适应工厂的技术要求,更难以达到与国际接轨的要求.因此,焊接人员的培养应走向基础教育与就业培训相结合的道路[5].国内高校各焊接专业针对上述问题也进行了一些改革,如开展国际焊接工程师培训[5,6],加强课程设计等实践环节.

课程设计是将所学的基础知识融会贯通、综合运用的过程,是承上启下的必要教学环节.课程设计能够培养学生独立思考、综合运用已学知识解决实际问题的能力,同时课程设计也是学生适应实际生产的必要阶段.焊接工艺和焊接结构课程设计是焊接方向的集中实践环节的必修课,是学生学习完焊接工艺和焊接结构课程后进行的一次全面的综合训练.其目的在于让学生综合运用以前学过的基础理论知识掌握焊接结构设计的基本思路,学习常见焊接结构如梁、容器等的结构设计方法,熟悉各种结构的焊接工艺,培养学生综合应用所学的焊接知识去分析和解决工程实际问题的能力,帮助学生巩固、深化和拓展知识面,使之得到一次较全面的设计训练,为毕业设计和实际工程设计奠定基础[7,8].本次教研改革从企业对工程技术人员的要求出发,培养学生综合运用所学知识的能力,使其熟悉工厂里常用的标准和法规,使学生全面系统地掌握焊接结构和生产设计的过程.

2焊接工艺和焊接结构课程设计中存在的问题

2.1焊接结构和焊接工艺课程设计连贯性差.在我校以往的焊接课程设计中,焊接工艺课程设计和焊接结构课程设计是分开进行的,各自为政,两个课程设计之间联系很少.焊接结构课程设计的主要内容是根据结构的具体用途确定结构的选材,计算结构的尺寸,并根据受力情况布置焊缝,确定最终的焊接顺序.考核时学生要提交课程设计说明书和装配图.焊接工艺课程设计也要先进行结构设计,然后选择焊接方法,确定焊接设备和最终的焊接参数,编制工艺卡.学生要提交的也是课程设计说明书和装配图.两个课程课程设计各用时三周,时间紧迫.尤其是焊接工艺设计,有一周的时间都用来进行结构设计,进行工艺设计的时间不够充足,很难达到最初预想的教学效果.经过几年的教学实践,我校焊接专业的老师认为将两个课程设计分开进行教学效果并不理想,有必要对课程设计进行教学改革.

2.2对标准和法规的认识不足.不管是焊接结构课程设计还是焊接工艺课程设计,其实都是对标准和法规的具体应用.比如设计压力容器时,应用的就是从GB到JB再到HG的一系列标准和法规.由于历史原因,我校任课老师多为学院派,对工厂里法规和标准的应用缺乏充分的认识,所以对标准和法规的重视程度严重不足,这就直接导致了指导学生进行课程设计时,很多时候不是按照标准和法规来规范指导,错失了教会学生学习标准和法规并与实际工程实践相结合的机会.

3焊接工艺和焊接结构课程设计的改革措施

焊接专业的课程设计存在以上两点不足,我们本次教学改革就是针对这些不足,提出具体的改革措施,改善教学效果.

3.1相互联系,挖掘深度.针对两个课程设计各自为政,联系不足的缺点,可以采取以下改革措施：学生在焊接结构和焊接工艺课程设计时选用相同的题目,做完焊接结构设计之后,直接对这个结构进行焊接工艺设计；焊接结构课程设计除了原有的内容,再增加焊缝的标注、焊接顺序的选择、焊接坡口的设计等内容,增加的内容都是从业后焊接技术人员常用的知识；焊接工艺设计的内容也由原来只设计工艺卡而变为焊接工艺评定、焊工考试和焊接工艺设计一整套内容.课程设计改革后,在相同的课时里,增加了知识的广度和深度,使学生在有限的时间里学到更多有用的东西,和实际联系得更多.尤其是焊评和焊考,在教学中并不涉及这些内容,而工厂里又广泛应用,增加这样的内容,可以让学生更快的适应工作岗位,为学生就业提高竞争力.

3.2学习标准,重视法规.我国焊接专业教学和实践严重脱节,很多工作后的学生反映在校期间,对工厂里常用的标准和法规接触较少.工作初期无所适从,要用一年的时间学习标准和法规,适应工厂里的工作.如果在校期间教师引导学生去学习并应用标准和法规,将减少工厂的过渡期,更快地适应本职岗位.

针对以往不重视标准和法规情况,本次教学改革确定一切以标准和法规为导向,教育学生尽早学习和应用标准和法规.焊接结构的设计,大到整体尺寸的计算,小到一个螺栓的选择,都有相应的标准和法规,教导学生如何应用一套整套标准体系以及标准之间的涵盖关系.焊接工艺、焊评、焊考也都有相应的标准,对学生灌输一种思想,将来的工作就是吃透标准和应用标准.另外,在立国标准的基础上,像学生介绍国际ISO标准,美国AE标准和日本JIS标准等常用的标准,使学生不仅能适应国内的工作环境,也为适应走向国际化的制造业打下基础. 4焊接工艺和焊接结构课程设计的实施情况

根据教学改革具体内容,我校焊接专业教师已经进行了三年循序渐进的实践.2010年,进行小范围的尝试.1/4的学生按照教改的内容进行课程设计,两个课设使用同一个题目,课设内容按标准和法规进行设计.通过教师评定和学生反馈两种途径,确定教改可行且效果良好.2011年,全部学生都执行教改的内容,改变了原来的考核形式,平时成绩由30%,增加到50%.平时成绩即为和老师探讨时的表现,以此鼓励学生多学,多问.2012年,巩固前两年的成果,并对工作的学生进行调研,发现学生适应工厂的能力增强,适应时间缩短,与同时工作的其他人比,增加了发展的机会.学生同时也反馈了很多应该改进的地方,为焊接结构和焊接工艺课程设计的进一步提升提供了动力和资源.

5收获与体会

焊接专业是材料、机械、电子和计算机交叉渗透的一门综合性工程技术学科,焊接结构和焊接工艺课程设计则是焊接专业教学计划中的一个重要环节.针对两个课程连贯性差和对标准和法规重视不足的问题,提出具体的改革措施并进行实践.促进了专业教育向素质教育的转变,培养了能适应日益激烈的市场竞争的专业人才,弥补了当前本科生“通才”教育的不足,强化了学生的实践能力,缓解了高校人才培养与企业人才需求之间的矛盾,同时也体现了我校“学以致用”的办学理念.