先進焊接材料及應用課程教學現狀

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摘要:基于工程教育認證的背景，針對《先進焊接材料及其應用》課程的教學現狀及存在的問題進行了分析研究，指出了課程教學的“痛點”問題，結合最新科研成果對課程內容進行了有機融合，結合線上線下雙模式對教學資源進行了優化整合，結合科研項目及工程實例對教學組織形式進行了探索，從多角度豐富了課程教與學的互動形式，提高了學生學習的興趣和積極性，拓寬了學生的知識深度和維度，進而培養學生主動思考和解決焊接領域復雜工程實際問題的能力，不斷提高教學質量，達到課程育人的目的。

關鍵詞:焊接材料;教學研究;教學改革

工程教育認證是強調以學生為中心，以產出為導向，堅持持續改進的理念［1］，也是現代高等教育改革的重要標志，為提高工程教育人才培養質量提供了有力保證［2－3］。《先進焊接材料及其應用》課程作為焊接技術與工程專業的重要課程，是培養工程教育認證背景下工科人才的課程體系中不可或缺的一環。本校焊接技術與工程專業的學生培養有著明確的行業背景，主要面向船舶與海洋領域的國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源，如圖1所示，焊接過程也是依靠焊材來完成對高溫液態熔池的保護作用和冶金作用，獲得優質焊縫［4－5］。自從1904年世界第一個焊條廠(現為伊薩公司)建立以來，焊材在裝備焊接制造中一直發揮著重要作用，我國近幾年焊材產量在500萬t的基礎上逐步增加，但我國焊材產品與工業發達國家相比，在質量水平上還有差距，新型高端焊材的研發急需一批工程專業人才，在培養焊接技術與工程專業人才的同時，《先進焊接材料及其應用》課程的教學研究及改革也刻不容緩。

1課程教學的“痛點”問題

《先進焊接材料及其應用》課程是焊接技術與工程專業本科生的重要課程，要求學生掌握材料在熔焊條件下冶金過程的基本理論和基本知識，培養分析具體條件下材料焊接性的基本能力，培養學生掌握焊接材料的設計特點、型號牌號、性能特點及選用原則等理論知識，能夠進行焊接材料的設計分析和選用分析，指導焊接生產。本校的《先進焊接材料及其應用》的開課學期是第七學期，也正是本科生積極備戰研究生入學考試的一個學期，雖然學生已有專業基礎課的學習作為鋪墊，但緊張的考研復習狀態大大降低了學生對課堂教學的興趣，這也是開設在第七學期的很多專業課面臨的普遍問題。經過對《先進焊接材料及其應用》課程的教學內容、教學模式、學生能力形成性評價等方面的分析，本課程的教學存在以下“痛點”:(1)本課程理論知識與最新科研進展密切相關，尤其是焊材合金元素對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，我國部分教材中的傳統理論存在較大的局限性，知識理論較為滯后，缺乏最新科研成果的融入，與新時代新工科教育以及工程教育認證背景下應用創新型人才的培養需求有一定差距。如此狀況難以激發學生學習的積極性和主動性，直接影響教育教學效果。在科技飛速發展的新時代背景下，本課程內容的知識更新周期不斷縮短，課程部分章節內容的知識理論需要與最新科研成果進行有機結合;(2)傳統“填鴨式”知識灌輸課堂易造成知識枯燥乏味、學生積極性低等問題，課堂講授這種單一課堂形式難以適應新時代大學生的成長特點，網絡學習資源的豐富以及學生全方位能力的培養都對課堂形式的豐富度提出了更高的要求，師生互動、生生互動等多種互動方式的融合也是課堂教學需要注意的問題;(3)課程思政的效果有待進一步提升，立德樹人教育與專業教育未能有機深入融合，學生缺乏專業認同感、時代使命感和民族責任感。學生往往對本專業在國民經濟建設的重要地位沒有很清晰的認識與定位，焊接作為相對傳統的工業裝備制造技術，在工業經濟不斷發展的同時，焊接技術也在不斷地更新與進步，學生對焊接先進技術的發展了解不夠，對焊接專業在新時代背景下發揮的重要作用存在認識誤區。結合大國重器、大國工匠、國防高端裝備制造等背景，在課堂學習專業知識的同時，需要融入與專業緊密結合的新時代思政元素。

2提升教學效果的改革思路和舉措

2.1科研項目成果與傳統理論知識的有機融合

學生準備考研的緊張狀態與教材傳統理論知識的枯燥性都降低了學生課程學習的興趣，將科研項目成果與教材中傳統理論知識進行有機融合，是理論聯系實際的重要體現，也是科研項目成果反哺課堂教學的重要方式。將焊接材料的最新科研成果融入到平時的課堂教學中，兩者的有機融合能突破傳統理論知識的局限性，豐富教學內容，拓寬學生的知識廣度和深度。例如，在課堂中介紹焊絲成分設計時，引入焊絲成分對接頭組織和性能影響規律的國內外研究成果，結合實例，介紹焊絲成分對于改善接頭抗裂性能的作用機制和工程應用，加深學生對課堂內容的印象，給予學生科研最前沿的指導，調動學生對科研的探索興趣和課堂學習的積極性，同時也增強學生的考研信心，大大提高課程教學質量。將科研項目與課堂教學融合滲透也是本課程值得探索的教學新模式，高水平的教學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實現其價值。工科人才的培養離不開教學與科研的相互滲透。將科研項目引入理論教學，培養學生積極探索未知領域的興趣，在掌握課本知識的前提下，完成興趣驅動的團隊科研任務，激發學生學習的熱情和主動性，實現教與學的共同進步。

2.2現代化教學資源的優化整合

基于網絡教學資源(MOOC，微課等)，實現課堂教學主干道作用和網絡教學補充作用的有機結合，網絡資源提供學習知識的作用，學生可選擇相對自由的時間進行網絡課堂知識學習，將有疑問的地方做好標記，將學習心得進行總結記錄;課堂教學重在討論交流，著重于學生能力的培養以及難重點知識的答疑。教學資源優化整合的方式與作用如圖2所示，雙渠道實現教學資源的優勢互補，拓展教學內容，豐富教學形式，提高學生自主學習的能力，增強教師和學生之間的互動交流，有利于教學質量的提高。圖22.3多角度豐富課程教與學的互動形式根據課程的章節知識特征，按照知識框架，分章節引入“工程實例驅動的問題教學法”“科研項目引導的探究教學法”“獨立創新啟發的發現教學法”等教學方法，如圖3所示。克服傳統“填鴨式”知識灌輸課堂造成的知識枯燥乏味、學生積極性低等問題，使學生“樂學”“好學”，將被迫式學習轉變為主動式學習。從灌輸課堂向對話課堂轉變、從封閉課堂向開放課堂轉變、從知識課堂向能力課堂轉變、從重學輕思向學思結合轉變。課堂教學作為高校組織教學的主要基本形式，也一直在高校教學中占據重要的地位，是學生獲得知識的主陣地。在課堂中教與學的互動是課堂產生教學效果的重要因素，溝通與交流是搭建師生心靈之間的橋梁，教與學的互動不僅有專業知識的探討，也包含教學方法和教學形式的互相適應。《先進焊接材料及其應用》課程的部分章節在課堂教學中可探索“翻轉課堂”的教學模式，將學習的主動權交由學生，學生分組體驗主動學習的樂趣，每次的翻轉課堂要有師生之間的深入交流互動，不僅帶動了學生的主動學習，也為教師課堂教學方法的探索提供更多途徑。

2.4構筑多維度多形式的學習形態

以“探索是教學的生命線”為出發點，在優化教學資源實現雙渠道教學模式的前提下，將課程內容中有爭議的觀點從“講授式”向“討論式”轉變，由“以教材為準”的學習態度向“查找文獻自主分析”的學習形式轉變，拓寬教學時空范圍，激發學生的自主思考潛能，如圖4所示。調動學生的學習積極性和主動性，提高課程教學效果，拓寬學生的知識深度和維度，培養學生成為更優秀的新時代大學生。

2.5深入融合思政元素，提高課堂思政效果

在教學設計中，引入“專業時政”“工匠精神”“職業素養”等思政元素，加強正確方向引導。在課程的緒論部分引入本專業的優秀校友事跡來增加學生對課堂的興趣，同時提高專業課堂的歸屬感;在每節課的開始，介紹近期專業時政，使學生對專業的發展更加關注，提高學生對本課程的學習投入度。將立德樹人教育與專業教育有機深入融合，真正做到全員、全過程、全方面的人格培育，增強專業認同感、民族自豪感。

3改革效果

現代化教育資源的有效整合優化后，形成線上線下混合式教學模式，充分發揮了課堂教學的主干道作用和網絡教學的有效補充作用，至今，已有數百名學生采用此模式進行此課程的學習。提高了學生的學習積極性，課程出勤率顯著提高，課程考試一次性通過率也顯著提高。通過“工程實例驅動的問題教學法”“科研項目引導的探究教學法”“獨立創新啟發的發現教學法”等教學方法的創新，真正實現了“師生互動”“生生互動”的多形式互動。同時學生積極參與“本科生創新計劃”“全國大學生焊接創新大賽”“國際‘互聯網+’大學生創新創業大賽”等活動，并取得了優異成績，顯著提高了學生的應用創新能力。基于本課程教學的持續改革創新實踐，本課程授課教師獲得學院講課比賽一等獎，學校講課比賽二等獎。通過本課程的教學創新，為“焊接材料”課程群的教學新模式改革提供范本，奠定基礎。本校焊接技術與工程專業“產教融合、協同育人”的人才培養機制得到了深化，應用型人才培養模式進一步加強，人才培養質量、學生工程實踐能力和創新能力得到了用人單位的高度評價。

4結語

本課程教學改革是基于堅持“以學生為中心，以問題為導向”“面向產出”“持續改進”的教學育人理念和創新思路，充分發揮課堂教學的主干道作用和網絡教學的有效補充作用，多角度豐富課程教與學的互動形式，構筑多維度多形式的學習形態。引入“工程實例驅動的問題教學法”“科研項目引導的探究教學法”“獨立創新啟發的發現教學法”等教學方法，克服傳統“填鴨式”知識灌輸課堂造成的知識枯燥乏味、學生積極性低等問題。提出以“教學內容創新”驅動“教學模式創新”的新理念，探索形成了由“單一講授式”向“講授討論混合式”轉變的教學模式，提高了《先進焊接材料及其應用》課程的教學實效。

作者：劉坤 李潔 胥國祥 趙勇 陳書錦 單位：江蘇科技大學材料科學與工程學院