基于项目式教学的焊接自动化系列课程衔接研究.pdf

1、基于项目式教学的焊接自动化系列课程衔接研究【摘要】课程衔接是课程组织的一部分，而当前关于焊接课程研究主要偏向于狭隘的“课程成品”衔接。本研究突破了同心圆式课程组织方法，采用项目教学方式对本科/研究生课程的衔接进行实践研究。实践表明，在网络环境中这种课程衔接模式能够改善学习动机和学习积极性，但需要灵活使用课程组织方式，兼顾课程的连贯性和统整性，这对当下的新课程改革具有重要意义。【关键词】项目式教学 焊接自动化 课程衔接【基金项目】江苏科技大学研究生教改与实践课题（YJG2013Y_10），江苏科技大学教改研究立项课题（GX20131014）；江苏省现代教育技术研究课题（2015-R-40948）

2、，江苏科技大学高等教育科学研究课题（GJKTY2014-22）。【中图分类号】G642.0【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2015）16-0028-021、引言课程衔接指课程各层面间的相互关系1，它既是是课程内容组织的一部分，又是不同课程内容交叉、从而提高教学效果的一个重要环节。针对不同课程内容或学习要求，有组织、预见地将内容进行衔接，将会使它们之间发挥累积效果从而达到教学目的。我校焊接专业是国家特色品牌专业，焊接自动化是该技术发展的重要方向之一。在本科阶段，学生依次学习了弧焊电源、自动控制工程基础、焊接自动化基础系列课程；在硕士研究生学习阶段，则会学习焊接自动化技术、电子线路

3、分析、现代弧焊电源等课程，经过相关学习后，学生应该能够对焊接领域内主要被控对象进行建模、仿真和控制。然而当前相关系列课程教材内容存在脱节、重复，且缺少纵的连贯和横的衔接。这不仅体现在不同阶段的课程内容的衔接上，还体现在教学考核方法上。因此对相关课程不同学习阶段的衔接进行教学研究，对改进教学质量，具有积极的意义。2.相关课程衔接教学现状2.1 相关课程衔接教学改革研究背景对课程内容进行改革是通用的手段。焊接是多学科交融的学科，应该把体现现代焊接科学技术发展特征的、多学科知识交叉与渗透的动向反映到教学内容中来。如陈长江等2在焊接自动控制技术课程中突出针对性和应用性，强化新工艺、新技术、新设备的实际

4、应用；马天凤等3对于给定的场合和材料，详细讲解了具体焊接方法；王景梅等4提出不仅要提高学生的理论课的素质，还要在教学中结合学生的实际专业要求有所侧重；邹建英5则在专业课程中突出新工艺、新技术、新设备的实际应用，重新组织编写了相关课程的实验指导书、课程设计等指导书。除了上述课堂教学内容局部改革之外，先后出现了一些焊接自动化相关的教材，如焊接自动化基础（卢本，华中工学院出版社，1985 年）、焊接自动化技术及其应用（胡绳荪，机械工业出版社，2007 年）、焊接自动化实用技术（蒋力培，机械工业出版社，2010 年）。此外，将焊接专业课程与实训环节及其它专业课程进行整合6，让学生在“学中做”、“做中学

5、”，促进学生理论知识学习与实践技能训练的有机结合。如南昌航空大学对焊接专业课程金属材料焊接进行了改革7，以航空企业的一线技术资料为素材进行案例教学，达到了增强课程航空特色的目的；杨成刚8将“国际焊接工程师”钎焊培训内容与课程培养方案相融合，强化案例教学及问题教学。可见，上述研究已经做了大量的工作，但主要内容偏向于狭隘的“课程成品”衔接。由于课程不仅泛指计划，教学、环境及学生的身心发展经验等方面都应该列入课程衔接的内容范畴，因此对课程衔接的理解不能仅仅局限于教材、教学环境等“物”的因素。2.2 焊接自动化系列课程衔接存在的问题（1）课程内容方面以前相关教材的编写缺乏统筹规划，导致课程缺乏横的连贯

6、或纵的衔接。如现代焊接自动化技术主要依靠计算机控制技术来实现，因此电力电子技术仿真与离散控制技术应该是相关课程的讲述重点，但是当前焊接自动化系列教材中仅仅限于部分经典控制理论的简介。此外，传统的同心圆式课程教学忽视了从学生角度考虑课程的衔接性。（2）课程考核方面当前很多研究旨在实现比较合理、公平的考查学生知识与能力的考核方式。如梁爱琴等9将考核形式多样化、分层次，理论知识的考核以平时作业和期末考试为主，实践能力的考核以实验和创新实践为主；姚宗湘10针对课程设计的流程，分别在开题、中期检查、课程设计答辩三个环节进行考核评价；肖鸿11则在项目驱动教学模式下，建立了一套考核评价体系，把单纯的课程评价

7、变为综合能力评价。众多研究中，项目式教学（PBGS，Project-Based Group Study）引人关注。PBGS 教学属于研讨式教学范畴，它起源于德国双元制教育模式以及北美地区推行的 CBE 教育模式的成功实践12。项目式教学通过一个完整的项目进行教学，一方面，将理论上遇到的问题通过实践来验证并解决，另一方面，将在实践中遇到的问题通过理论的研究加以解决13。在焊接技术专业课程建设中，项目教学法同样也已经取得了较好的应用效果，如王月华14则对焊接方法与设备课程进行了基于项目化教学的改革与实践；但项目式教学的开展是一项系统性工程15，需要广大教育工作者不断创新、不断探索、不断改进。3、焊

8、接自动化系列课程衔接项目式教学实践根据 PBGS 教学模式，对以下几个环节进行设计：项目构建、任务分配、讨论与实施、项目考核。3.1 项目构建为了实现不同课程之间的衔接，笔者在所执教的大学本科和研究生课程之间设置了不同的项目。在弧焊电源与自动控制工程基础之间设置焊接电弧建模与仿真项目，在自动控制工程基础、焊接自动化基础之间设置计算机控制系统设计项目，在焊接自动化基础、焊接自动化技术之间设置 PLC 控制器电路设计项目，在弧焊电源、电子线路分析与综合这两个课程之间设置焊接主电路设计与计算机仿真实验。3.2 项目分组对学生进行合理的分组十分重要，以一个自然班级 28 人为例，在自由组合的基础上，以

9、每组 4 人进行分组，教师对小组进行微调，尽量将不同能力、不同优势的学生进行调配，这样有利于学生在项目活动中发挥各自优势，便于学生相互学习、相互合作。各小组自行展开工作，通过 QQ 群交流信息。在网络环境中，学生可以畅所欲言，为改善学习动机的各构成要素（学习兴趣、自我效能感、结果预期、归因倾向等）提供了前所未有的优势。3.3 项目进程3.3.1 理论准备阶段考虑到课堂讲授的时间和内容有限，将课件上传至 QQ 共享文件中。学习者与教师、学习者与学习者的及时互动在网络环境下很容易实现，教师甚至可以被学生定义为不同昵称，教师与学生、学生与学生可以交叉循环和深度沟通，使学生心理活动处于积极状态。但这一

10、阶段由仍然必须以传统课堂教学模式为主。如焊接电弧建模与仿真项目中，必须首先讲授焊接电弧物理、系统微分方程的建立、拉普拉斯变换等基本知识。3.3.2 资料收集阶段在资料收集阶段，在课堂上，教师开展小组讨论就“项目要求与知识点之间的关系”、等相对微观层次上的细节启发学生思路。学生首先根据教师提供的信息，利用图书馆、网络、查阅整理相关资料。QQ 群的信息辐射特性可以让学生以个人的视角，以互联网为视野，对各种资料进行整合，从而形成个人对知识的意义建构。这种学习方式打破了传统课堂教学中教育资源由教师控制分配的局面，能够改善学生的自我效能感，进一步促进或提升学生的自主学习能力和信心。3.3.3 项目实施阶

11、段此阶段需要由教师引导各小组对项目的要求、实施方案进行分析讨论，从而完成任务计划书；有了移动网络手段，尤其是手机智能功能的发展，项目实施阶段不再拘泥于教室、图书馆，可以实施的空间和时间都可以得到很大的拓展。这一阶段以网络为主、课堂为辅的的交流方式。在网络交流平台上，老师与学生相互交流。学生实时汇报自己的进度提供反馈，一些交流痕迹通过自由发言的方式公开给其他人，这鼓励了学生从事科研活动，帮助他们有意识地理解和控制自己的思考方向和内容；借助于网络交流平台，不仅能够共享网络资源收集资料、进行构思，更好地完成项目内容展示和交流，而且这种方式的交流广度和速度已经远超课堂上的投影仪和粉笔。3.3.4 同伴

12、评价与老师评估阶段同伴评价包括在线反馈和小组协作评估。学生在阅读和分析同伴的材料时，会更加敏锐、客观地看到他人工作过程和结果的优缺点，能更好地反思自己的工作过程和结果。在经过充分的交流之后，学生最终还得走上讲台展示本组的成果。教师既要关注项目内容、相关知识点等宏观方面问题，又要指出并纠正学生暴露出来的错误。网络环境不受传统课堂教学时间、资源等制约，学生在轻松愉快的合作氛围中进行讨论，将自主性和协作性结合起来。但最后打分时，最好在课堂上进行，教师的观念和评估标准都在公开的场合里表现出来，能够体现出公开性和公平性。3.4 基于项目式教学的课程衔接效果及改进措施经过实践，基于项目式教学方式确实能改进

13、学习气氛、提高学生自主学习能力，但这种方式更适合于研究生教育。由于这种方法不仅包括教材、计划，还包括学习环境、学生经验等，因此这种课程衔接方式突破了教科书等课程成品的衔接模式。从认知心理角度来看，这种方式遵循了学生的认知规律，与行为主义教学中以教师为控制角色是不同的。但也存在一些问题：如部分课程学时紧迫，导致 PBGS 教学模式难以深入开展；由于学生专业知识基础和能力不一，其学习进度也存在差距，个体因素可能会给统一教学带来干扰，因此造成了项目实施进程和效果不统一；这种教学方法对教师要求很高，因为教师必须配合学生每个阶段的知识和智能基础，对个体与合作过程的评价，如果学生的个体努力得不到肯定，则会

14、影响合作学习的效果。为此，可采用一下改进措施：（1）实施过程中，在授课期间必须考虑不同层级的衔接转化过程与内容。从课程衔接的目标和功能来看，要注意衔接过程的均衡性和统整性。作为一门兼顾科理论研究和应用技术、学术探讨和职业教育于一体的焊接自动化系列课程，必须要均衡考虑不同学生的学习经验和目的，帮助学生形成课程间“横”的联系，并促进它们能够在新的情境中演绎运用。（2）从课程衔接的方式来看，从上而下和从下而上两种类型均可使用。从上而下是基于“假设-演绎”路线，是假定学生能从课程内容的理念中演绎出应用能力，自下而上则讲究由易到难、通过观察、验证、形成经验等过程训练。尽管自上而下没有完全兼顾认知心理和学

15、习过程，但是自下而上强调先备知识，学生准备时间相当长，这在实际教学过程中是等不起的，因此建议两种方式并行。（3）在具体实施中，教师需要密切注意学生动向。网络环境既方便了交流也给“懒汉”容留了空间。纯粹让学生自主进行项目是不行的，必须不断加强教师干预和灵活的考核方式，且因地制宜、相机使用。参考文献：1胡春光.课程衔接：含义分析、学理基础及主要问题J.武汉商业服务学院学报.2010，24（4）：57-62.2陈长江.船舶焊接技术专业教学改革与实践J.专业教学研究.职业教育研究.2006，3：70-71.3马天凤，韩艳艳.浅谈焊接方法与设备的教学改革J.河南机电高等专科学校学报.2010，18（2）

16、：82-84.4王景梅.焊接专业基础化学教学探究J.读与写杂志.2010，7（8）：87-88.5邹建英.高教大众化趋势下高职焊接技术及自动化专业教学改革J.新课程研究.2008：106-108.6杨英发.焊接方法与设备课程教学改革研究与实践J.广西轻工业.2009，11：181-184.7陈玉华.金属材料焊接课程的特色化教学改革J.中国冶金教育.2012，1：32-33.8杨成刚.基于卓越工程师培养计划的钎焊课程教学改革与实践J.中国电力教育.2013，8：117-118.9梁爱琴，宋祖伟，曲宝涵.“材料科学基础”课程的考核体系改革研究J.长沙大学学报.2013，27（2）：121-122.

17、10姚宗湘.焊接专业课程设计的教学改革J.中国冶金教育.2009，4：53-54.11肖鸿.项目驱动教学模式下高职课程考核评价体系设计J.企业家天地.2009，3：125-127.12徐国庆.职业教育课程的普通论与专业论J.华东师范大学学报（教育科学版）.2008，3.13沈建国，吴杰.基于工作过程导向的焊接工艺课程的开发研究J.科技信息.2012，29：305-495.14王月华.焊接方法与设备课程项目化教学的开发与实践J.轻工科技.2012，3：158-161.15张永生.焊接专业一体化教学改革探析J.教学研究.2011，8：76-77.作者简介：陈书锦，男，1977 年生，博士，副教授，从事焊接自动化方向教学与研究。