《弧焊电源》课程的教学改革浅析

时间：2024-06-19

万春锋赵峰

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安 710302）

《弧焊电源》是焊接技术及自动化专业的一门专业课，其任务是使学生掌握各种常用弧焊电源的结构、特点、工作原理、以及调试和维护的方法。该课程是在完成了专业课程体系中《电工电子》、《熔焊原理》等课程的学习后开设的，从而为后续开设的《焊接方法与设备》、《焊条电弧焊实训》、《焊接方法与设备实训》等理论和实训课程的学习提供支持。因此该课程的学习，对学生职业能力和职业素养的培养有着十分重要的作用［1］。然而，因为该课程理论性较强等原因，高职院校学生学习效果不明显。在此，结合本校的实际情况，谈谈该门课程教学中存在的问题，并探索性的提出一些解决方法。

1 课程教学中存在的问题

（1）课程理论性较强、比较抽象，使得学生在学习过程中对于某些知识点的理解和掌握存在一定的困难。

如硅弧焊整流器这一单元，要理解磁饱和电抗器的工作原理就必须掌握铁磁性材料的磁化曲线、电流流过交流绕组、控制绕组时的电磁转变规律，所以较多的学生在学习过程中就非常吃力。

（2）学生的电工电子学基础比较薄弱。

一方面，随着高校的扩招，生源减少，高职院校生源质量普遍下降。学生自学能力较差，特别是对于专业课的学习方法机械、被动。另一方面，《电工电子学》课程没有专门针对焊接技术及自动化专业的教材，任课老师难于结合本专业的实际需要讲解该门课程所需的内容。

（3）教学资源的相对匮乏，给教学质量带来很大影响。

首先，课程教材内容相对陈旧，知识更新慢。二十年来，该门课程的教材变化不大，只是在内容体系上做了适当的删减。《弧焊电源》第1版是1989年由机械工业出版社出版。2000年10月对第1版进行了修订，出版了第2版。2008年第2版经过了第12次印刷，2009年才出版了第3版。其次，实验及实训设备类型单一、数量少。以本校为例，课程可开设的实训项目只有三个：BX1（动铁式弧焊变压器）的拆装实训、BX3（动圈式弧焊变压器）的工艺参数调节实训和NB－350逆变式气体保护焊电源的原理实训。由于设备数量有限，实训多数停留在让学生观察的层次上，实训效果非常不理想。再次，教师的培训力度不够。作为专业老师应该密切联系生产实际，不断更新自己的知识结构，但是在这方面老师的发展途径太少。同时，专业老师应该与行业紧密联系，实现工学结合，然而这样的一个格局很难做到这一点［2～3］。最后，社会对焊接专业认同感差，使得该专业的招生数逐年下降。学生人数少，学习没有氛围；同时，社会对焊接专业人才的需求却逐年增加，使得学生就业压力小，学习积极性差。

总之，问题是比较多，要改善课程的教学效果，改革课程的教学方法就显得尤为迫切。

2 课程教学的改革

2.1 教材内容项目化

课程教学采用传统的课堂讲授，与学生将来的职业岗位需求差异较大，理论与实践脱离严重，收到的效果很差。所以，根据焊接职业岗位要求，将课程内容进行整合，按照项目化的要求，提出具有分析价值的项目，以便实施项目化教学。该课程内容可分为以下几个项目，不同的项目采用不同的教学方法，根据教学内容的不同，项目里面可以设置对应的学习任务，如表1所示。

表1 项目设置

2.2 教学方法的选择

总体上任何一种弧焊电源都可以围绕以下三个问题展开：1）怎么样获得电弧负载所需要的外特性；2）焊接工艺参数的调节方法是什么？3）这种电源的优缺点如何？

项目一采用项目递进驱动教学法。电源课程体系就是围绕供电（电源）——用电（电弧负载）系统展开的，在教学实施中，巧妙地设计知识导入，提出了这样具有思考价值的几个问题：1）弧焊电源的负载是什么，具有什么样的特点；2）这样的负载需要什么样的电源；3）对于不同的焊接方法，怎样选择合适的电源？有了问题，学生的思维就有了动力，同学们围绕这三个问题，开始了本门课程的学习。学生是学习的主体，老师经过精心的准备，用简单精确的语言，将学生在学习过程中的复杂问题，形象化的演示出来，角色由传统的教学活动的主导者、组织领导者转变为教学活动的引导者或主持人。一开始就让学生进入最佳的学习状态，进入角色，保持愉快的心境，情绪饱满地投入到教学中去［4］。

项目二采用理实一体化的项目教学法，来提高学生的实践操作能力。首先让同学们分析弧焊变压器怎么样满足负载的特性？随之又提出弧焊变压器都有哪些类型？其次在实验室，让同学们自己拆装和调试，而老师在一边指导，改变原来那种观察性的实验方式，从而让学生明白常用弧焊变压器的结构，工作原理以及工艺参数的调节方法。最后让大家思考这种电源有什么缺点？

项目三主要采用步步为营法，针对项目二弧焊变压器的缺点，就知道直流弧焊电源发展的必要性［5］。这一项目包括两个子项目，分别是硅弧焊整流器和晶闸管式弧焊整流器。相对弧焊变压器，整流器的工作原理比较复杂，所以采用讲授法开始这个项目的学习，为了提高学习的效率，在整个授课过程中，老师首先进行新知识分析讲解，重在引导学生学会方法，不妨先告诉大家一些结论：1）磁饱和电抗器式弧焊整流器，整流元件是硅二极管；2）利用磁饱和电抗器起始工作点的不同，伴随不同的反馈就可以获得不同外特性的硅弧焊整流器；3）硅弧焊整流器的主要缺点是动特性比较差；4）晶闸管式弧焊整流器，利用晶闸管整流，克服了动特性差的缺点，同时具有可调参数多的优点。通过这些结论的逐层分析，使学生的学习从浅到深，从抽象到具体，逐步感受成功的欢乐。在学习任务2晶闸管式弧焊整流器里面采用现场教学法。利用实验室的ZX5、ZDK型焊机给同学们现场讲解晶闸管式弧焊整流器的特点、结构和工艺参数的调节方法。

项目四是脉冲式弧焊电源。这种电源主要用在一些特殊的场合，比如全位置的焊接、薄板和热敏感性大的材料的焊接上。在学习的过程中一定要懂得纵向发展横向联系的规律。提倡采用多媒体教学，搜集相关的资料，完成这一项目的课件。使同学们通过形象的画面来感知脉冲电源用在这些特殊的场合给生产带来的益处。

项目五是逆变式弧焊电源。能源短缺是人类发展面临的一个严峻问题，各行各业都有这个使命，为人类的长期发展做出应有的贡献。逆变电源正是焊接人本着高效节能的目的开发出来的，也是大力推广的一种电源。在这一项目里面提倡运用“引导课文教学法”来实施教学，会激起学生的学习兴趣，必将取得良好的效果［6］。

项目六是弧焊电源的安装和使用，采用实验室现场教学，让学生通过实际的操作来提高自己的职业技能。

2.3 教学环境的优化

（1）学校加大宣传。通过聘请知名专家到学校做讲座，让学生了解学科发展的前沿动态，为课程的学习营造良好的学习氛围。从而改变过去那种认为焊接是一些简单的手工操作，专业认同感不强的现状。这样，宣传到位了，才能提高学生的学习积极性。

（2）加大实训设备的投入，和行业知名企业建立长期的校企合作，为学生注入现代企业的新理念，办有特色的焊接专业。

（3）利用校园网建立多方面的交流互动平台，共享教学成果，推广先进的教学方法和教学理念。

（4）增强学校、企业和教师个人三方的社会责任感。作为传承知识的学校必须重视该门学科的发展，而不能只关注当前的利益。为老师提供更多的渠道，参加培训，在企业挂职锻炼等。企业应该重视人才，不能把高职毕业生当做廉价劳动力，而应该创造更多的机会，不断挖掘出他们的潜力，真正的把他们塑造成合格的高技术人才。专业教师也应积极参与专业及课程建设，参与工学结合，将行业的一些先进技术融入到教学内容中。

（5）建立毕业生的延伸培训计划。为毕业生搭建良好的再学习平台，为他们的发展提供更好地培训机会，使他们有更好的发展空间。