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新工科背景下应用型本科高校自动焊实训课程教学教学中的探索与实践
序言
新工科主要是落实人才强国战略,在教育部的指导下,全国高校纷纷开展了学科交叉融合、产教协同育人,培养符合现代创新型人才。通过新工科教育的要求,较为全面地剖析焊接专业人才培养模式。焊接作为在机械制造中应用最广泛的工艺技术,在整个国家的生产中占有举足轻重的位置。传统的人工焊接工艺条件苛刻、强度大、危险性大、工艺要求高、焊接效率低。焊接的时候,会冒出大量的烟雾和残渣,再加上温度高达40摄氏度,所以很多年轻人都不愿从事这个行业,企业面临的最大的问题是如何招募焊接工人。因此,传统的焊接行业迫切需要发展和改进,如何提高焊接效率,改善焊接工作环境,是当前焊接工作中急需解决的问题。本专业开设自动焊实训课程,使学生能运用所学理论知识,结合机器人技术基础、机器人操作与编程、机器人焊接工艺技术,根据学校现有设备生产线的工作任务,完成焊接工作站的调试、编程、维护等工作。
1.当前自动焊实训课程现状及问题
我院焊接技术与工程专业开设自动焊实训课程并实施教学已有5余年。目前建立的机器 人焊接实训中心拥有3台弧焊机器人、20台离线编程电脑终端,具备良好的机器人焊接教学实训条件。目前主流的机器人焊接实训教材主要以库卡弧焊机器人为例子进行编写,无法涵盖我院现有的一台广州数控机器人,我院自编的校本教材虽能针对自有品牌进行实训教学指导,但内容尚显单薄,缺乏深入、系统化的讲解,步骤化的解说仍不够直观。教学资源不仅匮乏,且呈现碎片化,急需进行资源整合与开发。
2.自动焊实训课程教学设计及实施
自动焊实训为实践课程,要求学生运用已经掌握焊接机器人的结构和原理、焊接机器人的基本运动与编程控制以及焊接机器人的安全操作与维护。虽然学生对机器人焊接相关操作要领掌握得很快,但掌握得不扎实,特别是对机器人操作的原理、逻辑不理解 或理解不到位,导致学生无法将所学知识与技能融会贯通。因学习资源的匮乏导致学生缺乏正确的渠道进行深入的学习,学生学习动力不足,学习效果较差。企业要求学生应具备丰富的机器人应用与维护经验,能独立分析故障原因并排除故障。但目前教学场景下很多故障无法复现,影响学生能力拓展和技能的提升。
因此,为调动学生的积极性,发挥学生的潜能,教学应着眼于学生的最近发展区,提供带有难度的内容,超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平,使学生能够达到更高的知识水平。随着手机网络的便利性提高,短视频主要特点是视频时长短、内容紧凑、表达形式灵活,学生可以利用碎片时间进行学习,且可以在视频下留言、讨论,或以弹幕的形式表达对视频内容的理解,互动性极强。
将目前“焊接机器人编程操作与维护”的大课题模式化整为零变为小课题。每一个小课题应具有完整的结构。通过微课题化对知识体系重构,使课题的延续性和层次性得到强调,逻辑性更清晰,形成一个层次鲜明、节点突出的知识结构树。具体来讲,就是根据课程教学目标,梳理知识体系,依据教材章节或者课程知识的前启关系,将课程的总体教学内容分解成多个依次成递进关系的知识大枝干,每个知识大枝干又分解成若干知识点:引入性知识点、重点知识点、难点知识点和总结性知识点等。
结束语
本文从自动焊实训实践课程出发,建立了一个以小课题完整的结构具体模块教学体系。该教学体系通过线上线下混合式教学,让学生在互动式教学及工程实训过程中完成程序编辑、工艺选择、设备使用、产品评价综合性训练,较好地满足了课程建设标准。使所学知识和技能得到一个综合的应用,形成知识技能体系、课程任务完成的过程。促进了学生知识能力素质的有机融合,培养了学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。
为保证教学内容紧跟技术发展与时俱进,更好地培养有深度、有广度、有创新才能的人才,进行持续改进。一方面可以根据学校的办学定位和培养目标,本着教学内容与当前主流技术相衔接的原则,按照“两性一度”的标准,调整传统制造技术在教学内容的占比,整合传统经典技术,删减非主流技术,实现内容优化,为新技术、新内容的引入提供时间和空间上的可能;另一方面立足当前工业主流技术,将新兴技术引入实训教学内容,如虚拟仿真教学、机器人焊接教学,促进多学科交叉融合,实现基础性内容与前沿性技术的协同。
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