先進(jìn)焊接材料及應(yīng)用課程教學(xué)現(xiàn)狀

時(shí)間:2022-05-18 14:54:42

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先進(jìn)焊接材料及應(yīng)用課程教學(xué)現(xiàn)狀

摘要:基于工程教育認(rèn)證的背景,針對(duì)《先進(jìn)焊接料及應(yīng)用》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究,指出了課程教學(xué)的“痛點(diǎn)”問(wèn)題,結(jié)合最新科研成果對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了有機(jī)融合,結(jié)合線上線下雙模式對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行了優(yōu)化整合,結(jié)合科研項(xiàng)目及工程實(shí)例對(duì)教學(xué)組織形式進(jìn)行了探索,從多角度豐富了課程教與學(xué)的互動(dòng)形式,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,拓寬了學(xué)生的知識(shí)深度和維度,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和解決焊接領(lǐng)域復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題的能力,不斷提高教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到課程育人的目的。

關(guān)鍵詞:焊接材料;教學(xué)研究;教學(xué)改革

工程教育認(rèn)證是強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,以產(chǎn)出為導(dǎo)向,堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)的理念[1],也是現(xiàn)代高等教育改革的重要標(biāo)志,為提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了有力保證[2-3]?!断冗M(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》課程作為焊接技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)的重要課程,是培養(yǎng)工程教育認(rèn)證背景下工科人才的課程體系中不可或缺的一環(huán)。本校焊接技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)有著明確的行業(yè)背景,主要面向船舶與海洋領(lǐng)域的國(guó)家重大裝備制造急需的工程人才。焊材作為鋼鐵的“縫合線”和“粘合劑”,是焊縫填充金屬的來(lái)源,如圖1所示,焊接過(guò)程也是依靠焊材來(lái)完成對(duì)高溫液態(tài)熔池的保護(hù)作用和冶金作用,獲得優(yōu)質(zhì)焊縫[4-5]。自從1904年世界第一個(gè)焊條廠(現(xiàn)為伊薩公司)建立以來(lái),焊材在裝備焊接制造中一直發(fā)揮著重要作用,我國(guó)近幾年焊材產(chǎn)量在500萬(wàn)t的基礎(chǔ)上逐步增加,但我國(guó)焊材產(chǎn)品與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在質(zhì)量水平上還有差距,新型高端焊材的研發(fā)急需一批工程專(zhuān)業(yè)人才,在培養(yǎng)焊接技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)人才的同時(shí),《先進(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》課程的教學(xué)研究及改革也刻不容緩。

1課程教學(xué)的“痛點(diǎn)”問(wèn)題

《先進(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》課程是焊接技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)本科生的重要課程,要求學(xué)生掌握材料在熔焊條件下冶金過(guò)程的基本理論和基本知識(shí),培養(yǎng)分析具體條件下材料焊接性的基本能力,培養(yǎng)學(xué)生掌握焊接材料的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、型號(hào)牌號(hào)、性能特點(diǎn)及選用原則等理論知識(shí),能夠進(jìn)行焊接材料的設(shè)計(jì)分析和選用分析,指導(dǎo)焊接生產(chǎn)。本校的《先進(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》的開(kāi)課學(xué)期是第七學(xué)期,也正是本科生積極備戰(zhàn)研究生入學(xué)考試的一個(gè)學(xué)期,雖然學(xué)生已有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)作為鋪墊,但緊張的考研復(fù)習(xí)狀態(tài)大大降低了學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的興趣,這也是開(kāi)設(shè)在第七學(xué)期的很多專(zhuān)業(yè)課面臨的普遍問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)《先進(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、學(xué)生能力形成性評(píng)價(jià)等方面的分析,本課程的教學(xué)存在以下“痛點(diǎn)”:(1)本課程理論知識(shí)與最新科研進(jìn)展密切相關(guān),尤其是焊材合金元素對(duì)焊縫組織演變及焊接缺欠的影響、焊材中有害元素的控制等,我國(guó)部分教材中的傳統(tǒng)理論存在較大的局限性,知識(shí)理論較為滯后,缺乏最新科研成果的融入,與新時(shí)代新工科教育以及工程教育認(rèn)證背景下應(yīng)用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求有一定差距。如此狀況難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,直接影響教育教學(xué)效果。在科技飛速發(fā)展的新時(shí)代背景下,本課程內(nèi)容的知識(shí)更新周期不斷縮短,課程部分章節(jié)內(nèi)容的知識(shí)理論需要與最新科研成果進(jìn)行有機(jī)結(jié)合;(2)傳統(tǒng)“填鴨式”知識(shí)灌輸課堂易造成知識(shí)枯燥乏味、學(xué)生積極性低等問(wèn)題,課堂講授這種單一課堂形式難以適應(yīng)新時(shí)代大學(xué)生的成長(zhǎng)特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的豐富以及學(xué)生全方位能力的培養(yǎng)都對(duì)課堂形式的豐富度提出了更高的要求,師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等多種互動(dòng)方式的融合也是課堂教學(xué)需要注意的問(wèn)題;(3)課程思政的效果有待進(jìn)一步提升,立德樹(shù)人教育與專(zhuān)業(yè)教育未能有機(jī)深入融合,學(xué)生缺乏專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感、時(shí)代使命感和民族責(zé)任感。學(xué)生往往對(duì)本專(zhuān)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要地位沒(méi)有很清晰的認(rèn)識(shí)與定位,焊接作為相對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)裝備制造技術(shù),在工業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時(shí),焊接技術(shù)也在不斷地更新與進(jìn)步,學(xué)生對(duì)焊接先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展了解不夠,對(duì)焊接專(zhuān)業(yè)在新時(shí)代背景下發(fā)揮的重要作用存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)。結(jié)合大國(guó)重器、大國(guó)工匠、國(guó)防高端裝備制造等背景,在課堂學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí),需要融入與專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合的新時(shí)代思政元素。

2提升教學(xué)效果的改革思路和舉措

2.1科研項(xiàng)目成果與傳統(tǒng)理論知識(shí)的有機(jī)融合

學(xué)生準(zhǔn)備考研的緊張狀態(tài)與教材傳統(tǒng)理論知識(shí)的枯燥性都降低了學(xué)生課程學(xué)習(xí)的興趣,將科研項(xiàng)目成果與教材中傳統(tǒng)理論知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合,是理論聯(lián)系實(shí)際的重要體現(xiàn),也是科研項(xiàng)目成果反哺課堂教學(xué)的重要方式。將焊接材料的最新科研成果融入到平時(shí)的課堂教學(xué)中,兩者的有機(jī)融合能突破傳統(tǒng)理論知識(shí)的局限性,豐富教學(xué)內(nèi)容,拓寬學(xué)生的知識(shí)廣度和深度。例如,在課堂中介紹焊絲成分設(shè)計(jì)時(shí),引入焊絲成分對(duì)接頭組織和性能影響規(guī)律的國(guó)內(nèi)外研究成果,結(jié)合實(shí)例,介紹焊絲成分對(duì)于改善接頭抗裂性能的作用機(jī)制和工程應(yīng)用,加深學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的印象,給予學(xué)生科研最前沿的指導(dǎo),調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)科研的探索興趣和課堂學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的考研信心,大大提高課程教學(xué)質(zhì)量。將科研項(xiàng)目與課堂教學(xué)融合滲透也是本課程值得探索的教學(xué)新模式,高水平的教學(xué)需要高水平的科研作支撐,高水平的科研也需要高水平的教學(xué)實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。工科人才的培養(yǎng)離不開(kāi)教學(xué)與科研的相互滲透。將科研項(xiàng)目引入理論教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生積極探索未知領(lǐng)域的興趣,在掌握課本知識(shí)的前提下,完成興趣驅(qū)動(dòng)的團(tuán)隊(duì)科研任務(wù),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和主動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的共同進(jìn)步。

2.2現(xiàn)代化教學(xué)資源的優(yōu)化整合

基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源(MOOC,微課等),實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)主干道作用和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)補(bǔ)充作用的有機(jī)結(jié)合,網(wǎng)絡(luò)資源提供學(xué)習(xí)知識(shí)的作用,學(xué)生可選擇相對(duì)自由的時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課堂知識(shí)學(xué)習(xí),將有疑問(wèn)的地方做好標(biāo)記,將學(xué)習(xí)心得進(jìn)行總結(jié)記錄;課堂教學(xué)重在討論交流,著重于學(xué)生能力的培養(yǎng)以及難重點(diǎn)知識(shí)的答疑。教學(xué)資源優(yōu)化整合的方式與作用如圖2所示,雙渠道實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),拓展教學(xué)內(nèi)容,豐富教學(xué)形式,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,增強(qiáng)教師和學(xué)生之間的互動(dòng)交流,有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。圖22.3多角度豐富課程教與學(xué)的互動(dòng)形式根據(jù)課程的章節(jié)知識(shí)特征,按照知識(shí)框架,分章節(jié)引入“工程實(shí)例驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題教學(xué)法”“科研項(xiàng)目引導(dǎo)的探究教學(xué)法”“獨(dú)立創(chuàng)新啟發(fā)的發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”等教學(xué)方法,如圖3所示??朔鹘y(tǒng)“填鴨式”知識(shí)灌輸課堂造成的知識(shí)枯燥乏味、學(xué)生積極性低等問(wèn)題,使學(xué)生“樂(lè)學(xué)”“好學(xué)”,將被迫式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(xué)習(xí)。從灌輸課堂向?qū)υ?huà)課堂轉(zhuǎn)變、從封閉課堂向開(kāi)放課堂轉(zhuǎn)變、從知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變。課堂教學(xué)作為高校組織教學(xué)的主要基本形式,也一直在高校教學(xué)中占據(jù)重要的地位,是學(xué)生獲得知識(shí)的主陣地。在課堂中教與學(xué)的互動(dòng)是課堂產(chǎn)生教學(xué)效果的重要因素,溝通與交流是搭建師生心靈之間的橋梁,教與學(xué)的互動(dòng)不僅有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的探討,也包含教學(xué)方法和教學(xué)形式的互相適應(yīng)?!断冗M(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》課程的部分章節(jié)在課堂教學(xué)中可探索“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式,將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交由學(xué)生,學(xué)生分組體驗(yàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,每次的翻轉(zhuǎn)課堂要有師生之間的深入交流互動(dòng),不僅帶動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí),也為教師課堂教學(xué)方法的探索提供更多途徑。

2.4構(gòu)筑多維度多形式的學(xué)習(xí)形態(tài)

以“探索是教學(xué)的生命線”為出發(fā)點(diǎn),在優(yōu)化教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)雙渠道教學(xué)模式的前提下,將課程內(nèi)容中有爭(zhēng)議的觀點(diǎn)從“講授式”向“討論式”轉(zhuǎn)變,由“以教材為準(zhǔn)”的學(xué)習(xí)態(tài)度向“查找文獻(xiàn)自主分析”的學(xué)習(xí)形式轉(zhuǎn)變,拓寬教學(xué)時(shí)空范圍,激發(fā)學(xué)生的自主思考潛能,如圖4所示。調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,提高課程教學(xué)效果,拓寬學(xué)生的知識(shí)深度和維度,培養(yǎng)學(xué)生成為更優(yōu)秀的新時(shí)代大學(xué)生。

2.5深入融合思政元素,提高課堂思政效果

在教學(xué)設(shè)計(jì)中,引入“專(zhuān)業(yè)時(shí)政”“工匠精神”“職業(yè)素養(yǎng)”等思政元素,加強(qiáng)正確方向引導(dǎo)。在課程的緒論部分引入本專(zhuān)業(yè)的優(yōu)秀校友事跡來(lái)增加學(xué)生對(duì)課堂的興趣,同時(shí)提高專(zhuān)業(yè)課堂的歸屬感;在每節(jié)課的開(kāi)始,介紹近期專(zhuān)業(yè)時(shí)政,使學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展更加關(guān)注,提高學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)投入度。將立德樹(shù)人教育與專(zhuān)業(yè)教育有機(jī)深入融合,真正做到全員、全過(guò)程、全方面的人格培育,增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感、民族自豪感。

3改革效果

現(xiàn)代化教育資源的有效整合優(yōu)化后,形成線上線下混合式教學(xué)模式,充分發(fā)揮了課堂教學(xué)的主干道作用和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的有效補(bǔ)充作用,至今,已有數(shù)百名學(xué)生采用此模式進(jìn)行此課程的學(xué)習(xí)。提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,課程出勤率顯著提高,課程考試一次性通過(guò)率也顯著提高。通過(guò)“工程實(shí)例驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題教學(xué)法”“科研項(xiàng)目引導(dǎo)的探究教學(xué)法”“獨(dú)立創(chuàng)新啟發(fā)的發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”等教學(xué)方法的創(chuàng)新,真正實(shí)現(xiàn)了“師生互動(dòng)”“生生互動(dòng)”的多形式互動(dòng)。同時(shí)學(xué)生積極參與“本科生創(chuàng)新計(jì)劃”“全國(guó)大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽”“國(guó)際‘互聯(lián)網(wǎng)+’大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等活動(dòng),并取得了優(yōu)異成績(jī),顯著提高了學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力?;诒菊n程教學(xué)的持續(xù)改革創(chuàng)新實(shí)踐,本課程授課教師獲得學(xué)院講課比賽一等獎(jiǎng),學(xué)校講課比賽二等獎(jiǎng)。通過(guò)本課程的教學(xué)創(chuàng)新,為“焊接材料”課程群的教學(xué)新模式改革提供范本,奠定基礎(chǔ)。本校焊接技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)“產(chǎn)教融合、協(xié)同育人”的人才培養(yǎng)機(jī)制得到了深化,應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)一步加強(qiáng),人才培養(yǎng)質(zhì)量、學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到了用人單位的高度評(píng)價(jià)。

4結(jié)語(yǔ)

本課程教學(xué)改革是基于堅(jiān)持“以學(xué)生為中心,以問(wèn)題為導(dǎo)向”“面向產(chǎn)出”“持續(xù)改進(jìn)”的教學(xué)育人理念和創(chuàng)新思路,充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主干道作用和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的有效補(bǔ)充作用,多角度豐富課程教與學(xué)的互動(dòng)形式,構(gòu)筑多維度多形式的學(xué)習(xí)形態(tài)。引入“工程實(shí)例驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題教學(xué)法”“科研項(xiàng)目引導(dǎo)的探究教學(xué)法”“獨(dú)立創(chuàng)新啟發(fā)的發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”等教學(xué)方法,克服傳統(tǒng)“填鴨式”知識(shí)灌輸課堂造成的知識(shí)枯燥乏味、學(xué)生積極性低等問(wèn)題。提出以“教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新”驅(qū)動(dòng)“教學(xué)模式創(chuàng)新”的新理念,探索形成了由“單一講授式”向“講授討論混合式”轉(zhuǎn)變的教學(xué)模式,提高了《先進(jìn)焊接材料及其應(yīng)用》課程的教學(xué)實(shí)效。

作者:劉坤 李潔 胥國(guó)祥 趙勇 陳書(shū)錦 單位:江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院