先进焊接材料及应用课程教学现状

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摘要:基于工程教育认证的背景，针对《先进焊接材料及其应用》课程的教学现状及存在的问题进行了分析研究，指出了课程教学的“痛点”问题，结合最新科研成果对课程内容进行了有机融合，结合线上线下双模式对教学资源进行了优化整合，结合科研项目及工程实例对教学组织形式进行了探索，从多角度丰富了课程教与学的互动形式，提高了学生学习的兴趣和积极性，拓宽了学生的知识深度和维度，进而培养学生主动思考和解决焊接领域复杂工程实际问题的能力，不断提高教学质量，达到课程育人的目的。

关键词:焊接材料;教学研究;教学改革

工程教育认证是强调以学生为中心，以产出为导向，坚持持续改进的理念［1］，也是现代高等教育改革的重要标志，为提高工程教育人才培养质量提供了有力保证［2－3］。《先进焊接材料及其应用》课程作为焊接技术与工程专业的重要课程，是培养工程教育认证背景下工科人才的课程体系中不可或缺的一环。本校焊接技术与工程专业的学生培养有着明确的行业背景，主要面向船舶与海洋领域的国家重大装备制造急需的工程人才。焊材作为钢铁的“缝合线”和“粘合剂”，是焊缝填充金属的来源，如图1所示，焊接过程也是依靠焊材来完成对高温液态熔池的保护作用和冶金作用，获得优质焊缝［4－5］。自从1904年世界第一个焊条厂(现为伊萨公司)建立以来，焊材在装备焊接制造中一直发挥着重要作用，我国近几年焊材产量在500万t的基础上逐步增加，但我国焊材产品与工业发达国家相比，在质量水平上还有差距，新型高端焊材的研发急需一批工程专业人才，在培养焊接技术与工程专业人才的同时，《先进焊接材料及其应用》课程的教学研究及改革也刻不容缓。

1课程教学的“痛点”问题

《先进焊接材料及其应用》课程是焊接技术与工程专业本科生的重要课程，要求学生掌握材料在熔焊条件下冶金过程的基本理论和基本知识，培养分析具体条件下材料焊接性的基本能力，培养学生掌握焊接材料的设计特点、型号牌号、性能特点及选用原则等理论知识，能够进行焊接材料的设计分析和选用分析，指导焊接生产。本校的《先进焊接材料及其应用》的开课学期是第七学期，也正是本科生积极备战研究生入学考试的一个学期，虽然学生已有专业基础课的学习作为铺垫，但紧张的考研复习状态大大降低了学生对课堂教学的兴趣，这也是开设在第七学期的很多专业课面临的普遍问题。经过对《先进焊接材料及其应用》课程的教学内容、教学模式、学生能力形成性评价等方面的分析，本课程的教学存在以下“痛点”:(1)本课程理论知识与最新科研进展密切相关，尤其是焊材合金元素对焊缝组织演变及焊接缺欠的影响、焊材中有害元素的控制等，我国部分教材中的传统理论存在较大的局限性，知识理论较为滞后，缺乏最新科研成果的融入，与新时代新工科教育以及工程教育认证背景下应用创新型人才的培养需求有一定差距。如此状况难以激发学生学习的积极性和主动性，直接影响教育教学效果。在科技飞速发展的新时代背景下，本课程内容的知识更新周期不断缩短，课程部分章节内容的知识理论需要与最新科研成果进行有机结合;(2)传统“填鸭式”知识灌输课堂易造成知识枯燥乏味、学生积极性低等问题，课堂讲授这种单一课堂形式难以适应新时代大学生的成长特点，网络学习资源的丰富以及学生全方位能力的培养都对课堂形式的丰富度提出了更高的要求，师生互动、生生互动等多种互动方式的融合也是课堂教学需要注意的问题;(3)课程思政的效果有待进一步提升，立德树人教育与专业教育未能有机深入融合，学生缺乏专业认同感、时代使命感和民族责任感。学生往往对本专业在国民经济建设的重要地位没有很清晰的认识与定位，焊接作为相对传统的工业装备制造技术，在工业经济不断发展的同时，焊接技术也在不断地更新与进步，学生对焊接先进技术的发展了解不够，对焊接专业在新时代背景下发挥的重要作用存在认识误区。结合大国重器、大国工匠、国防高端装备制造等背景，在课堂学习专业知识的同时，需要融入与专业紧密结合的新时代思政元素。

2提升教学效果的改革思路和举措

2.1科研项目成果与传统理论知识的有机融合

学生准备考研的紧张状态与教材传统理论知识的枯燥性都降低了学生课程学习的兴趣，将科研项目成果与教材中传统理论知识进行有机融合，是理论联系实际的重要体现，也是科研项目成果反哺课堂教学的重要方式。将焊接材料的最新科研成果融入到平时的课堂教学中，两者的有机融合能突破传统理论知识的局限性，丰富教学内容，拓宽学生的知识广度和深度。例如，在课堂中介绍焊丝成分设计时，引入焊丝成分对接头组织和性能影响规律的国内外研究成果，结合实例，介绍焊丝成分对于改善接头抗裂性能的作用机制和工程应用，加深学生对课堂内容的印象，给予学生科研最前沿的指导，调动学生对科研的探索兴趣和课堂学习的积极性，同时也增强学生的考研信心，大大提高课程教学质量。将科研项目与课堂教学融合渗透也是本课程值得探索的教学新模式，高水平的教学需要高水平的科研作支撑，高水平的科研也需要高水平的教学实现其价值。工科人才的培养离不开教学与科研的相互渗透。将科研项目引入理论教学，培养学生积极探索未知领域的兴趣，在掌握课本知识的前提下，完成兴趣驱动的团队科研任务，激发学生学习的热情和主动性，实现教与学的共同进步。

2.2现代化教学资源的优化整合

基于网络教学资源(MOOC，微课等)，实现课堂教学主干道作用和网络教学补充作用的有机结合，网络资源提供学习知识的作用，学生可选择相对自由的时间进行网络课堂知识学习，将有疑问的地方做好标记，将学习心得进行总结记录;课堂教学重在讨论交流，着重于学生能力的培养以及难重点知识的答疑。教学资源优化整合的方式与作用如图2所示，双渠道实现教学资源的优势互补，拓展教学内容，丰富教学形式，提高学生自主学习的能力，增强教师和学生之间的互动交流，有利于教学质量的提高。图22.3多角度丰富课程教与学的互动形式根据课程的章节知识特征，按照知识框架，分章节引入“工程实例驱动的问题教学法”“科研项目引导的探究教学法”“独立创新启发的发现教学法”等教学方法，如图3所示。克服传统“填鸭式”知识灌输课堂造成的知识枯燥乏味、学生积极性低等问题，使学生“乐学”“好学”，将被迫式学习转变为主动式学习。从灌输课堂向对话课堂转变、从封闭课堂向开放课堂转变、从知识课堂向能力课堂转变、从重学轻思向学思结合转变。课堂教学作为高校组织教学的主要基本形式，也一直在高校教学中占据重要的地位，是学生获得知识的主阵地。在课堂中教与学的互动是课堂产生教学效果的重要因素，沟通与交流是搭建师生心灵之间的桥梁，教与学的互动不仅有专业知识的探讨，也包含教学方法和教学形式的互相适应。《先进焊接材料及其应用》课程的部分章节在课堂教学中可探索“翻转课堂”的教学模式，将学习的主动权交由学生，学生分组体验主动学习的乐趣，每次的翻转课堂要有师生之间的深入交流互动，不仅带动了学生的主动学习，也为教师课堂教学方法的探索提供更多途径。

2.4构筑多维度多形式的学习形态

以“探索是教学的生命线”为出发点，在优化教学资源实现双渠道教学模式的前提下，将课程内容中有争议的观点从“讲授式”向“讨论式”转变，由“以教材为准”的学习态度向“查找文献自主分析”的学习形式转变，拓宽教学时空范围，激发学生的自主思考潜能，如图4所示。调动学生的学习积极性和主动性，提高课程教学效果，拓宽学生的知识深度和维度，培养学生成为更优秀的新时代大学生。

2.5深入融合思政元素，提高课堂思政效果

在教学设计中，引入“专业时政”“工匠精神”“职业素养”等思政元素，加强正确方向引导。在课程的绪论部分引入本专业的优秀校友事迹来增加学生对课堂的兴趣，同时提高专业课堂的归属感;在每节课的开始，介绍近期专业时政，使学生对专业的发展更加关注，提高学生对本课程的学习投入度。将立德树人教育与专业教育有机深入融合，真正做到全员、全过程、全方面的人格培育，增强专业认同感、民族自豪感。

3改革效果

现代化教育资源的有效整合优化后，形成线上线下混合式教学模式，充分发挥了课堂教学的主干道作用和网络教学的有效补充作用，至今，已有数百名学生采用此模式进行此课程的学习。提高了学生的学习积极性，课程出勤率显著提高，课程考试一次性通过率也显著提高。通过“工程实例驱动的问题教学法”“科研项目引导的探究教学法”“独立创新启发的发现教学法”等教学方法的创新，真正实现了“师生互动”“生生互动”的多形式互动。同时学生积极参与“本科生创新计划”“全国大学生焊接创新大赛”“国际‘互联网+’大学生创新创业大赛”等活动，并取得了优异成绩，显著提高了学生的应用创新能力。基于本课程教学的持续改革创新实践，本课程授课教师获得学院讲课比赛一等奖，学校讲课比赛二等奖。通过本课程的教学创新，为“焊接材料”课程群的教学新模式改革提供范本，奠定基础。本校焊接技术与工程专业“产教融合、协同育人”的人才培养机制得到了深化，应用型人才培养模式进一步加强，人才培养质量、学生工程实践能力和创新能力得到了用人单位的高度评价。

4结语

本课程教学改革是基于坚持“以学生为中心，以问题为导向”“面向产出”“持续改进”的教学育人理念和创新思路，充分发挥课堂教学的主干道作用和网络教学的有效补充作用，多角度丰富课程教与学的互动形式，构筑多维度多形式的学习形态。引入“工程实例驱动的问题教学法”“科研项目引导的探究教学法”“独立创新启发的发现教学法”等教学方法，克服传统“填鸭式”知识灌输课堂造成的知识枯燥乏味、学生积极性低等问题。提出以“教学内容创新”驱动“教学模式创新”的新理念，探索形成了由“单一讲授式”向“讲授讨论混合式”转变的教学模式，提高了《先进焊接材料及其应用》课程的教学实效。

作者：刘坤 李洁 胥国祥 赵勇 陈书锦 单位：江苏科技大学材料科学与工程学院