基于工程人才培養的實踐課程教學改革及設計

賓 凱，石南輝，賈廣攀

（北部灣大學 機械與船舶海洋工程學院工程訓練中心，535011，廣西欽州）

工程是以建造為核心的活動，它是社會的需求；工程是為了滿足特定的社會需要，以科學理論知識和經驗為基礎，通過一定的技術手段和操作程序改造客觀物質的對象化活動[1]。工程人才培養中最重要的一部分是學生工程實踐能力的培養[2-4]。工程人才既要掌握相關領域專業知識，又能解決實際工程問題[5-7]，因而需要具備一定的工程實踐能力。高等學校學生工程實踐能力培養主要通過實踐課程來完成，實踐課程教學需要緊跟人才培養方案進行改革。工程訓練課程是培養工程實踐能力的一門主要課程，焊接實訓是工程訓練課程體系中的一個重要環節，是現代工業特別是傳統制造技術培訓的重要組成部分。為培養工程人才，根據不同專業的學情分析，設計有針對性的焊接實訓實踐教學內容，以提高學生的工程實踐能力[8-10]。文章以非工科專業工程訓練課程中的焊接實訓項目為例，介紹改革后的實踐教學設計。

1 工程訓練焊接實訓存在的問題

北部灣大學工程訓練課是針對全校學生開設的公共必修實踐課程，不同專業的工程訓練課分為非工科（文科）的“工程訓練Ⅰ”、理工科專業的“工程訓練Ⅱ”、機械類專業的“工程訓練Ⅲ”和“工程訓練Ⅳ”、特殊作業輪機工程專業的“金工實習”等實踐課程。以上這些實踐課程均開設了焊接實訓項目。在多輪焊接實訓過程中發現存在以下問題。

1.1 學生焊接專業知識薄弱

對于非工科專業的學生，工科專業基礎幾乎為零。北部灣大學的工程訓練課程屬于公共必修課程，即通識教育范疇。每年參加“工程訓練Ⅰ”實訓的非工科專業學生近4 000 人，但學生焊接知識缺乏，對焊接設備的使用和維護更是無從談起。工科專業學生也差不多，焊接知識很少，更不具備焊接設備的使用和維護能力，唯一的區別就是動手能力稍好于非工科專業學生。

1.2 安全要求高，操作難度大

工程訓練是理論知識與實踐技能相結合的過程，焊接實訓存在很多安全風險，如觸電、燙傷、電弧灼傷、煙塵傷害等，這些安全理論知識均需要學生提前了解，以免在實操過程中發生事故。對于非工科專業學生來說，4 學時的焊接實訓課開展起來確實困難；工科專業學生有12 學時的焊接實訓課，相對而言要好些。

1.3 學生動手操作機會不足

工程訓練總學時為1 周，其中焊接實訓課為4 學時。非機械類專業學生焊接理論知識幾乎為零，且學時較少，各個工種的設備及訓練場地不均衡，如焊接實訓場地就嚴重不足，焊接設備不能很好地滿足實訓操作需求。實訓的不同專業班級的人數差別也較大，非工科的文科生班級人數大多在45 人以上，個別班級達到52 人。參加實訓的人數多、實訓設備少，文科生普遍操作時間長，導致每個人的實訓操作機會不足，短時間內很難達到良好的實訓效果。工科學生相對好些，但現有學時內要達到素質能力培養良好的效果，也較困難。

2 工程訓練焊接實訓教學改革

以非工科專業的焊接實訓（平敷焊）為例。

2.1 實訓前，需加強焊接理論知識儲備

實訓學生在實習前均增加了4 學時的線上教學內容（工程概述、安全教育）。通過發布實訓課教學任務，提供小視頻二維碼及相關在線課程網址，讓學生明確教學目標，并增強自主學習和協作學習能力，有針對性地做好課前預習，以提高課堂教學效果。

2.2 實訓中，要精講多練

在實訓課堂，實訓指導教師要做到精講，不占用過多的時間，而應讓學生多練習多體驗，指導教師做好巡回指導工作，即做到“精講多練”。

2.3 實訓后，需鞏固和擴展知識

實訓課后，在要求學生完成實訓報告和實訓心得的同時，為參加實訓班級安排了相關課后參考文獻資料，以供學生課后擴展知識學習用。

3 工程訓練焊接實訓教學設計

以非工科專業學生的焊接實訓（平敷焊）為例。

3.1 實訓教學目標

3.1.1 知識目標

（1）會解釋焊接原理、焊接工藝過程。

（2）會列舉焊接新工藝和新技術在機械制造中的應用。

（3）會描述焊接設備的安全操作及使用方法。

3.1.2 能力目標

通過焊接技術操作實訓，能夠較熟練地進行平敷焊操作，并能對平敷焊焊縫表面質量問題進行簡單分析。

3.1.3 素質目標

（1）通過焊接技術操作實訓，樹立注重細節、耐心、專注的工匠精神，養成正確的價值觀、職業道德。

（2）通過對焊縫表面質量問題的分析評價，培養批判性思維。

（3）通過實訓練習及現場整理，培養學生的6S 管理意識、工程意識和團隊意識。

（4）通過觀看相關焊接小視頻，了解焊接技術發展史，激發學生的愛國情懷。

（5）通過觀察指導教師的操作示范和對相關問題的思考，激發學生求知欲。

（6）通過對焊接安全問題的回答，樹立正確的安全觀。

3.2 學情分析

總體而言，非工科類學生工程知識欠缺、動手能力不強，而且工程訓練時間比較短，要真正掌握工程技術比較難。學生通過課程概論的學習，對產品成形工藝知識已有初步的了解，但尚未真正進行操作練習，缺乏動手操作技能。具體學情分析如下。

（1）知識水平。學生通過觀看線上工程概述，對焊接理論知識和技術有了初步了解，通過觀看小視頻及微課對焊接設備及操作也有了一定的認識。

（2）能力水平。實訓前學生雖然觀看了焊接小視頻，但對焊接引弧、運條、收尾、平敷焊及焊接表面質量分析只是感性的，缺乏必要的技能訓練。

（3）情感、態度及價值觀。學生對實訓內容有期待，求知欲較強，但對工匠精神的理解及工程技術的了解還是不足。

（4）學習障礙。非工科專業學生總體來說是工程知識欠缺，動手能力不強，缺乏工程實踐技能，學時少、工程訓練時間較短，從而影響了專業能力的提高。

3.3 實訓教學難點重點及相應策略

對非工科學生而言，焊接的相關知識點主要有：焊接安全操作規范、焊前準備及工藝參數選擇、焊接引弧、運條、收尾，以及焊縫表面質量檢查和問題分析。結合教學大綱，以及對畢業要求的支撐度，確定教學重點；通過篩查以往學生出現的學習障礙，確立難點內容。

3.3.1 重點及其策略

重點為平敷焊運條要領。策略主要是通過PPT 講解、小視頻播放、現場演示、實際操作和巡回指導的方法，加深學生對平敷焊運條要領的理解。

3.3.2 難點及其策略

難點為運條過程中弧長與焊接速度控制、焊縫表面質量問題分析。策略主要是通過運條方法及相關問題的講解，和學生一起共同分析、歸納總結，循循善誘，引導學生解決實訓中的難點問題。

3.4 實訓教學內容及模式

將實訓教學內容設計為實習前強化知識、實訓中精講多練和實訓后鞏固擴展3 個層次，工程訓練焊接實訓教學內容設計見圖1 所示。即教學模式上，課前（實訓前）進行線上教學，通過安排小視頻和微課等，強化學生的理論知識學習；課堂教學（實訓中）做到精講多練，多留些時間讓學生練習，指導教師加強巡回指導；課后（實訓后）通過撰寫實訓報告和心得等鞏固知識，同時通過學習指導教師安排的參考文獻資料來擴展相關知識。達成培養學生有關能力和素質的目標。

圖1 工程訓練焊接實訓教學內容設計

3.5 焊接實訓教學設計

以非工科專業工程訓練的焊接實訓（平敷焊）為例，對非工科學生而言，焊接涉及的相關知識點主要有：焊接基礎知識、焊接安全技術操作規范、焊接工藝參數選擇、平敷焊操作姿勢、運條方式、平敷焊操作要領及平敷焊焊縫表面成形質量問題分析等。

依照教學大綱，焊接實訓為半天（即4 學時），教學內容以實訓操作為主進行設計。根據非工科學生的特點，為引起學生的興趣，盡可能做到通俗易懂。課堂教學內容全部圍繞平敷焊實踐操作，并且適當降低操作難度，確保每個學生都能夠進行平敷焊簡單操作，同時體現“三性一度”的要求，焊接實訓具體內容見表1。

表1 平敷焊實訓教學設計

該課程的教學思路主要是根據認知結構層次進行平敷焊的教學創新設計，著重加強教學互動及分析，使學生不僅知其然，更知其所以然。在充分應用錄播一體機、電腦一體機等設備的基礎上提前制作好相關課件及視頻資料，采用“景-觀-練-辯-思”五位一體翻轉課堂，輔以啟發式、探究式、參與式等方法進行教學實踐，實現課程教學目標。其中“景”即實訓前的情景導入；“觀”即實訓指導教師演示、學生觀摩學習；“練”即學生的實訓操作練習；“辯”即實訓過程總結評價；“思”即實訓課堂總結分析。

3.6 實訓教學評價

結合實訓課程教學特點，該課程采用學生學習過程與學習效果相結合的“1+1+1”方式進行評價：課程成績由情感成績（6S 管理執行情況、課堂紀律和團隊意識，占30%）+理論成績（實訓報告，占30%）+實踐成績（現場實訓作品制作及現場考核，占40%）構成，其中現場實訓作品評分，采取“師評+伴評+自評”相結合的方式，體現了“過程與結果+定量與定性+能力與素養”相結合的考核評價理念。

4 結語

工程人才培養中，實踐課程是關鍵環節，強化實踐類課程（如工程訓練）應該是實踐教學的基本方針。針對目前學時普遍偏少（以非工科專業為例）的情況，改革教學設計，采用課前強化基礎理論知識、課堂實踐多練、課后擴展鞏固的教學模式，有助于優化教學過程、理論與實踐相結合，起到較好的實踐效果，可為學生掌握知識、提升能力和素質起到積極的作用。