【关键词】焊接;高技能人才;专业教学
0 前言
随着自动化生产水平的提高和对劳动者素质的高要求，社会上出现高技能人才难求的现象，基于此，部分有实力的企业纷纷招揽人才，培训技术工人，储备技术力量并投量资金开发新产品和进行技术储备，而大部分企业还是以劳动密集型为主。在众多企业当中，对焊接专业人才的需求也很大，尤其是某些行业的高技能人才已经成为企业发展的“绊脚石”， 高等职业学校校作为培养高素质技能型人才的重要场所，提高学生的工作能力和专业技能已成为当务之急。然而社会存在的许多因素制约着职业院校焊接专业的人才培养，以下师资、学校、社会等方面加以分析讨论。
1 “双师型”教师短缺
焊接是技能、经验非常强的专业，根据各国职业教育的经验，对于这样的专业，“双师型”教师的教学效果最好。然而职业院校“双师型”教师却十分短缺，主要原因如下：一是制度原因，国家对高职校教师的准入有严格的学历要求，目前高职校专业教师招聘要求硕士学历或高级职称， 这就给技能型人才进入高校设了一道门槛。目前虽然很多高职院校焊接实训课程由外聘教师担任，但由于实训外聘教师没学历、没编制、没职称，导致饱受学生好评的老师卡在了体制以外，只能长期做“临时工”，影响了教师队伍的稳定性;二是学校对专任教师的技能虽然严格要求，但缺乏相应的激励措施，要么就是技能太单一，尽管目前大部分高职院校对青年教师也有深入企业锻炼的要求，但一两个月的时间效果根本不理想，再加上企业的技术保密，校企合作只是一头热等问题，造成高职院校“双师型”教师的缺乏。
面对以上问题，“外引内培”是很好的提高教师教学水平的方法，但唯有体制的完善，如引进技能型人才制度、青年教师到企业锻炼制度的完善，才能使“外引内培”落到实处，彻底解决名符其实的“双师型”教师短缺的局面， 打造真正适合高职教育的教学队伍，提高教学质量。
2 教学成本高
现在学校办学的成本都与生源息息相关，对于职业院校教学成本是学校不得不考虑的问题。焊接专业与其它专业相比，设备投入并不高，但实训成本却比其它专业高得多。焊接实践教学需要大量的钢板、钢管、焊条、焊丝和气体等焊接材料，同时用电量也很大。由于焊接操作技能强，理论和实训课程的比例必须达到1：1 或以上才能保证教学质量，然而由于实践教学成本非常高，所以目前大部分高职院校焊接专业课时设置并没有达到这一水平（目前仅为4：6，其中包括一部分其他方面的实训教学）。
为解决焊接专业教学成本问题，学校与企业合作建立生产性实训基地、生产车间是行之有效的方法。一方面生产性实训基地与生产车间为学生提供半工半读真实的生产环境，提供岗位实践，加强学生对现代企业的生产流程、经营环节、项目组织、实施和管理全过程的了解;另一方面，企业也节省了税收、电费、劳动力成本。但这种方法也存在着利益分配、生产安全等问题，仍需进一步探索。但这种校企合作的模式只有在经济十分发达、劳动力非常短缺的部分区域的部分学校开展，目前校企合作一头热的情况还是非常普遍。
3 教学模式与教学方法有待完善
最近几年，国内以姜大源老师的“基于工作过程的系统化的课程设置和教学”被证明是最有效的职业教育方法，焊接专业按照“实际、够用、实践”的原则，摆脱学科教育的束缚是职业教育行之有效的教学方法。但目前我国的职业教育发展较晚，教学模式和教学方法延续以前的较多，尽管近年来进行了不少改革，也取得了一定的成绩，但与社会的需求仍有很大的差距。教学方法和手段在很大程度上受软件和硬件的制约，软件方面如适用的职业教材的开发、项目教学方法和任务驱动的教学的组织与实施等都是复杂的工作，教学资源的开发与整合更是一个庞大而复杂的工程;硬件方面如实训厂房的新建扩建、先进教学设备的购置，学校也是心有余而力不足，总之软件和硬件的提升需要大量的人力和财力的投入才能实现。
面对以上困境，唯有政府、学院加大投入，在财力上保证;学校制定提高教学质量的制度并严格落实，在制度上保证。这样才能充分调动专任、外聘教师的积极性，推动教学方法和手段的改进。
4 校企缺乏合作交流
目前，职业院校的校企合作是职业院校工学结合人才培养模式实现的最佳途径，是职业教育改革的重要方向。但目前由于合作主体之间的利益取向的差异导致了企业缺乏义务感和迫切感， 校企合作实施情况并不理想，这就不可避免地导致高职院校的教学内容与企业的实际相脱节，同时专业教师也无法了解到先进生产型设备与工艺，严重制约着技能型人才的培养。
近年来，部分地球“共建、共享、共赢”实训基地的建立，推动了校企合作的步伐。但这种实训基地目前在我国并不多，校企合作很多时候也仅仅是学校的“一厢情愿”，因此这种模式仅停留在实现双方利益的基础上，实训基地培养企业合格的准员工、企业接纳学生去企业顶岗实习。只有政府、企业和学校三方互动，才能从根本上推进校企合作交流，提升职业教育质量。
5 生源短缺
家长和学生对焊接专业的错误认识以及生活条件的好转，导致生源逐年减少。在众多家长看来，焊接是农民工干的事情，焊接工作脏、累、苦，他们觉得干这行没面子。在独生子女成为家庭主体的情况下，家长和学生都希望找到“体面”的工作，尤其是大学生这方面的思想倾向更为突出。在这种择业观念的影响下，大部分职业院校焊接专业的生源一直不尽如人意，随着近年来中考、高考人数的下降， 焊接专业的生源萎缩严重，尤其成绩较好的报考学生更是寥寥无几。优质的生源是学校的生命线，招生问题已制约着职业院校焊接专业的发展。目前中职、技校焊接专业的招生数量都逐年递减，更何况高职焊接专业，中职的学生基础差，大部分学生的能力只停留在操作层次上，面对识别图纸、利用新设备、革新工艺等较复杂的问题，往往束手无策，造就社会上焊接高技能人才的逐年短缺。
面对这样的问题，近年来我国很多工程施工都能说明焊接工作不是简单的“农民工工作”。它是一个专业性与综合性较强的工作。奥运会鸟巢建设施工前，施工单位没有认识到焊工危机的存在，后来在施工过程中碰到了制约工程进度、影响工程质量的软肋，那就是高技能焊工队伍的组建，后来焊工队伍的组建工作可谓是“山穷水尽”，工程结束后很多领导都真切地感悟到：没有合格焊工，就没有“鸟巢”工程;现实生活中高额聘请高级焊工的事例再次说明高技能焊工的缺乏。因此，家长要重新审视焊接这个工种，他不单是农民工的事情，他需要专业的知识和技能，不只是简单地体力活。
6 结束语
〔关键词〕DII；窄间隙；焊接；专利；地图；VOSviewer
DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.10.025
〔中图分类号〕G25553〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-0821（2015）10-0134-06
Patent Information Analysis of Narrow Gap Welding Technology Based on DIIWang Yafeng
（Library，Jiangsu University of Science and Technology，Zhengjiang 212003，China）
〔Abstract〕Based on Derwent Innovation Index（DII），the Patent Information Analysis of Narrow Gap Welding Technology was conducted which concludes annual changes of patent applications，the geographical distribution，the major patent holders and the core patents.The paper gave out the clustering label map and density map of manual codes of DII by VOSviewer which revealed the development of domestic and foreign technology of narrow gap welding and provides valuable Patent Information.
〔Key words〕DII；narrow gap；welding；patent；map；VOSviewer
窄间隙焊接（Narrow Gap Welding，NGW）技术最早是由美国Battelle研究所于1963年提出[1]，指的是将厚度30mm以上的钢板，按小于板厚的间隙相对放置开坡口，再进行机械化或自动化弧焊的一种特殊焊接技术方法。与传统焊接方法相比，窄间隙焊接技术可大幅度减少坡口截面积，在中低线能量下实现高效焊接，因而被作为一种可降低焊接变形和焊后残余应力的高效焊接技术，广泛应用于各种大型重要结构，如造船、锅炉、核电、桥梁等厚大件的生产。日本焊接界将窄间隙焊和激光焊并称为21世纪最适合于厚板焊接的两种方法[2]。窄间隙焊接技术已成为现代工业生产中厚板结构焊接的首选技术，其巨大的技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一。
目前，窄间隙焊接的研究主要体现在不断开发新的焊接方法，以获取更加高效、优质的焊缝。如通过机械或电磁方法使电弧旋转、摇动和摆动，改变热源分配以提高侧壁熔合[3]；不同工艺参数、焊炬形状对焊缝成形的影响[4-5]；采用激光、激光复合焊接的方法实现更高的熔覆效率[6]；通过给焊丝加热进一步提高效率[6]；采用数值模拟方法研究应力应变、变形等规律等等[7-9]。
专利是世界上反映科学技术发展最迅速、最全面、最系统的信息资源。DII（Derwent Innovation Index）是目前查找世界范围内专利文献最全面的数据库之一，收录了来自世界上40多个专利机构的1 000多万条基本发明，2 000万项专利。DII每周新增45 000多条专利，并对专利的题目和文摘进行重新加工处理。为此，本文将DII数据库收录的国内外窄间隙焊接技术专利进行统计分析，剖析其研究热点、核心技术及发展的态势，旨在为相关专业人员把握窄间隙焊接技术趋势及我国窄间隙焊接技术的未来发展战略提供参考。
1数据来源
涉及窄间隙焊接技术方面的国外专利数据主要源自于DII，国内专利数据源于国家知识产权局（DII检索到的中国专利信息与SIPO的专利数据不一致。笔者通过主题和IP分类号为限定条件进行检索。DII中的检索式拟定为TI=（narrow near/1 gap） and weld OR TI=NG，通过分类号IPC=B23限定，检索结果为265件。检索时间为2013年12月15日，对于专利申请的时间未作限定。由于专利的申请到公开有一年半的滞后期，所以2013年的数据仅供参考，不能全面反映技术趋势。本文专利分析工具应用了DII的TDA软件和知识图谱绘制工具VOSviewer，并用VC编制矩阵转化程序进行专利统计分析。
2015年10月第35卷第10期现？代？情？报Journal of Modern InformationOct，2015Vol35No102015年10月第35卷第10期基于DII的窄间隙焊接技术专利情报分析Oct，2015Vol35No102窄间隙焊接技术趋势的专利情报分析
21基于DII手工代码的专利分析
德温特手工代码（Derwent Manual Code）是DII特有的专利代码。由文摘索引人员人工标定，用于指明专利的技术创新概貌，所以手工代码比IPC分类号更准确地揭示了专利技术的外部特征和应用领域[10]。由于专利没有关键词提供，而专利的手工代码蕴含了专利的主题核心内容，其作用类似于关键词的标引。所以笔者借用关键词建立引文共现网络的方法，建立基于DII手工代码的专利共现网络，以实现专利图谱的可视化分析。
有关DII窄间隙焊接技术的专利，共涉及111项手工代码。提取DII专利文本数据中以“MC”（手工代码）开头的字符行，统计各手工代码相互出现的频率，利用Visual C++编程实现手工代码数据与共现矩阵的自动转换。以此建立的111×111的手工代码共现次数矩阵，如表1所示。该矩阵为对称矩阵，共有12 321个单元组成。
表1DII手工代码共现次数矩阵
M23-D01B1M23-D01B3M23-GX24-B02AX24-B06X25-A03E1M23-D01A1X24-B01……M23-D01B15053622144……M23-D01B35134910144……M23-G34834110……X24-B02A6931510133……X24-B06221041055155……X25-A03E111111100……M23-D01A1441350157……X24-B01440350711……X24-B042651727046…………………………………………………………
依据上述矩阵，笔者利用知识图谱绘制工具VOSviewer绘制窄间隙焊接术的手工代码专利地图。图1绘制的是窄间隙焊接技术的聚类标签地图。VOSviewer中节点之间的线条表示二者是共现关系，节点与字体越大，表示与其他节点的共现次数越多。可以看出X24-B06（气保焊），X24-B04（电极和附件），M23-D01B1（电弧焊接和切割，等离子弧装置――焊枪，喷嘴，夹持装置）等节点最突出，说明其共现频次最高，与其他类别的专利技术联系最为密切。同时将图不断放大，可看到各项技术之间连线关系及频次。
图2是窄间隙焊接技术的聚类密度地图。每个节点的坐标位置与标签图谱相同，根据节点的共现频次的密度大小，颜色由红向黄、绿、蓝逐渐变化[11]。红色表示密度越大，反之密度越小，颜色接近蓝色。图2清晰地反映了专利技术布局的全貌：窄间隙焊接专利的核心类别集中在X24-B06（气保焊），M23-D01C（电弧焊接类型），X24-B04（电极和附件），M23-D01A1（缝焊），M23-D01A3（埋弧焊），M23-D01B1，M23-D01C1（钨极惰性气体保护焊，TIG），X24-B02A（引燃电压；电弧的稳定和磁控），M23-H（配套设备）等接近红色，这些均是共现频次较高的关键技术。黄绿色表示核心技术与边缘技术的过渡专利类别，例如M23-F，M23-D01C2（熔化极惰性气体保护焊，MIG），M23-D01A（电弧焊接和切割，等离子弧焊），X24-B03（电极或工件的自动送进）等。散落在的边缘技术专利类别包括M27-A04（合金钢），M23-D05（激光束），X24-D03（油罐车），X24-B（电弧切割），K05-B07E（反应器附件――电缆，管材管件，连接器）等等。这些专利共现频次较小，与其他技术类别联系不紧密。
22专利申请的年度变化
通过分析全球窄间隙焊接技术每年的专利申请量，可以分析出该项技术的研发状况和发展趋势。全球有关窄间隙焊接技术的专利最早出现在1973年，是日本川崎重工实业有限公司申请的。专利名称：一种从另一侧填充的窄间隙自动焊接方法（专利号：JP73018703-B，德温特主入藏号：1973-34668U）。由图3可见，全球窄间隙焊接技术专图1DII窄间隙焊接技术专利手工代码聚类标签图
图2DII窄间隙焊接技术专利手工代码聚类密度图
利申请量自1978-1983年出现过快速增长的高峰，之后申请量进入下降趋势，申请数量相对稳定。从2008年开始，窄间隙焊接技术的专利申请总量增速较快，这可能与中国申请量快速增长，拉高总体申请量有关。由图4可见，国外有关窄间隙的专利申请量自2007-2013年出现了第二个研究峰段（2011年除外），申请量回升的现象也与近年来窄间隙焊接的学术研究升温相符[12]。
我国第一件窄间隙焊接技术的专利最早出现在1985年，是机械工业部哈尔滨焊接研究所林尚扬院士申请的。专利名称：双丝窄间隙埋弧焊方法（专利号CN85104150）。我国的窄间隙焊接技术专利自2005年后，出现显著增长的态势，申请量最高出现在2012年，高达36件，预计2013年还会有所增加。从总体来看我国的窄间隙焊接技术的专利趋势高峰与国外第二个趋势高峰（2007-2013年）基本
图3全球窄间隙焊接技术专利申请量
图4国内外窄间隙焊接技术专利申请量对比注：国内数据源于SIPO，检索时间2013年12月15日
对应，进入快速增长期。
23专利申请的地域分析
全球窄间隙焊接技术专利的申请主要分布在日本、中国、德国、美国、韩国和印度等国（详见图5）。其中日本窄间隙焊接专利的申请量最高，高达117件，占全球申请量的44%，日本是窄间隙焊接技术最先进，实力最雄厚的国家，其窄间隙焊接的板材厚度可达150mm和250mm。该国的窄间隙焊接技术应用已扩大到各个工业领域，如锅炉和压力容器、船舶和海洋构筑物、工业机械、压力钢管等。中国的窄间隙焊接技术的专利申请量达79件，居世界第二。德国、美国的专利申请量接近，分别是26件和22件，韩国和印度的申请量分别是12和8件。值得注意的是德国和美国的专利大多同时申请了WO、EP及其他国家的专利（同族专利），以获得多个国家的专利保护，但我国在同族专利申请方面有所欠缺，这可能与我国的专利权人构成类型有关。
图5全球窄间隙焊接技术专利的主要申请国分布
24主要申请国的IPC分布
对比主要申请国的IPC分布，可以分析出国家的技术领域分布及产业战略布局情况。表2列出的是日本、中国、德国、美国四国窄间隙焊接专利申请量位居前三位的IPC排名。可见日本的主要研究方向集中在B23K-009/00（钎焊），B23K-009/12（点焊、缝焊或切割的电极或工件的自动进给或移动），B23K-009/16（气保焊）等方面。中国的专利集中分布在B23K-009/28（焊条或电极夹持装置），B23K-009/16（气保焊），B23K-009/173（熔化电极）等方面。德国关注的是窄间隙技术在缝焊，埋弧焊方面的研究。美国的研究热点集中在气保焊、钎焊等方面。通过进一步分析各国专利情况，可知欧美国家在埋弧焊（SAW），钨极惰性气体保护焊（TIG）应用较多，熔化极气保焊（GMAW）较少，而日本的钎焊、GMAW窄间隙应用非常广泛。我国研究较多的是粗丝大电流窄间隙埋弧焊和窄间隙热丝TIG焊，2008年后有关GMAW的专利申请量增加迅速。
表2专利申请国的IPC分布及专利数量
专利申请国IPC件数IPC件数IPC件数日本B23K-009/0026B23K-009/1226B23K-009/1620中国B23K-009/2821B23K-009/1620B23K-009/17314德国B23K-009/027B23K-009/187B23K-009/126美国B23K-009/168B23K-009/126B23K-009/005
25主要专利权人分析
通过统计专利权人在窄间隙焊接技术申请专利的数量，可得知该项技术主要集中在哪些企业部门，或哪些机构具有行业领先地位。表3列出了窄间隙焊接技术专利申请量最多的前10个高产机构，共申请专利82件，占全部265件专利的3094%。日本占据了8个席位，均是日本的重工业公司如神户钢铁公司、新日本钢铁公司、日本钢管公司、日立船舶工程有限公司等等。日本公司专利申请的时间多集中于80年代，方向集中于电弧焊接和切割，等离子弧焊中窄间隙技术的应用。例如神户钢铁公司的专利多围绕厚管窄间隙焊，厚钢板、铝合金的水平窄间隙电弧焊而展开。德国的西门子公司申请专利8件，排名第4，申请时间集中于1997年至今，研究方向以窄间隙气保焊及窄间隙焊接的具体装置＼设备为主。从全球专利权人的机构类型来看，窄间隙焊接技术的专利权人以企业为主，企业是窄间隙技术研发的主力军，技术应用成熟。
表3专利申请量居前十位的专利权人概况
〖〗专利权人名称（英文）专利权人名称（中文）件数比率（%）国家1KOBE STEEL LTD神户钢铁公司14528日本2NIPPON STEEL CORP新日本钢铁公司12453日本3NIPPON KOKAN KK日本钢管公司10378日本4SIEMENS AG西门子公司8302德国5ISHIKAWAJIMA HARIMA HEAVY IND石川岛播磨重工业7264日本6NKK CORP日本钢管公司7264日本7HITACHI SHIP & ENG CO LTD日立船舶工程有限公司6226日本8KAWASAKI HEAVY IND LTD川崎重工业股份有限公司6226日本9MITSUBISHI JUKOGYO KK三菱重工业株式会社6226日本10UNIV JIANGSU SCI&TECHNOLOGY江苏科技大学6226中国
我国的专利权人类型与国外不同，是以高校及科研院所为主。其中江苏科技大学有关窄间隙焊接专利的申请量在DII中排名第十，全国申请量居首位。我校专利的主要发明人是王加友教授及其课题组成员，方向集中在摇动电弧GMAW焊接方法、空心轴电机驱动的旋转电弧窄间隙焊接方法、装置及焊缝跟踪新方法方面。申请量居次的分别是哈尔滨工业大学和西北工业大学。哈尔滨工业大学专利集中在窄间隙MIG/MAG焊炬、GMAW方法、焊接装置等方面，西北工业大学专利集中在GMAW焊枪、熔化极氩弧焊枪、石油方钻杆窄间隙脉冲GMAW焊方法等方面。
通过检索表4中每一条专利的法律状态，可知高校的部分科研成果已转让给企业，例如江苏科技大学转让窄间隙焊接专利3项，哈尔滨工业大学1项。专利的转让率较低，说明我国还处在窄间隙技术的基础研发阶段，专利技术多限于高校，急需加强产学研相结合的循环模式，以推动技术成果的转换和企业的技术创新。表4国内专利申请人排名及概况
申请人专利
数量专利转让
数量江苏科技大学133哈尔滨工业大学61西北工业大学50中国石油天然气集团公司50中国石油集团工程技术研究院50兰州理工大学40上海交通大学40东方电气集团东方锅炉股份有限公司30苏州工业园区华焊科技有限公司30注：表中采用SIPO的数据，由于DII部分收录SIPO及收录的滞后性，所以表4与表3的江苏科技大学的专利申请量数据并不一致。
3结论
通过以上对窄间隙焊接技术领域的专利情报分析，可以得出以下结论：
（1）全球窄间隙焊接技术专利由技术萌芽期（1973-1977年）、快速增长期（1978-1983年），后进入技术稳定期（1984-2006年）。2007-2013年出现了第二个研究峰段，专利申请量较技术稳定期所增加，这也与近年国内外窄间隙焊接技术学术研究升温的现象相符。说明经过实践检验，更加适合的窄间隙焊接方法被挑选出来，其研究也由提出新的窄间隙方法过渡到针对具体产品具体结构的窄间隙焊解决方案。
（2）窄间隙焊可用于多种焊接方法，是一项综合技术。专利的核心类别集中在电弧焊、缝焊、埋弧焊、TIG焊的应用上，专利的过渡类别集中在MIG焊、等离子弧焊等方面。专利的撰写集中于窄间隙焊接技术的两个重要问题，即焊缝跟踪和保证侧壁熔透，同时在保证焊接质量的基础上进一步提高效率。
（3）日本是窄间隙焊接技术应用最成熟的国家，其窄间隙焊接专利申请量高达117件，占全球申请量的44%。全球窄间隙焊接技术专利申请量最多的前十位专利权人，日本占据8席，且均是重工业企业。日本的窄间隙GMAW、钎焊技术应用非常广泛。
（4）我国窄间隙焊接技术自2005年以后发展迅速，研究方向由窄间隙埋弧焊的开发拓展到窄间隙TIG、GMAW等焊接方法。江苏科技大学的窄间隙焊接技术专利申请量居全国首位，DII排名第十。最适于实际生产的窄间隙GMAW技术应作为我国今后发展的方向。我国的窄间隙焊接技术也应在借鉴国外偏重于机械式的基础上，利用的计算机控制技术向机械和控制相结合的方式发展。
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［关键词］工程认证；培养目标；毕业要求；课程体系
工程教育专业认证是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价，其宗旨是实现工程学位的国际互认[1]。2016年中国成为国际本科工程学位互认《华盛顿协议》的正式会员[2]。高等学校是焊接工程人才输出的摇篮，培养具有自主和终身学习能力、获得国际互认的毕业生是焊接专业高等教育面临的问题，而工程教育专业认证为解决这一问题提供了有利的平台。截至2018年底，全国共有227所高等学校的1170个专业通过工程教育专业认证[3]。材料加工工程学科中的金属、无机、材料成型专业均已经开展了工程认证。由于焊接专业只在哈尔滨工业大学、湘潭大学、佳木斯大学等国内少数高校中设立，之前并未列为工程教育认证专业。我校焊接技术与工程专业建设历史悠久，前身是1958年佳木斯农机校建校时设置3个专科专业之一，1977年学校专升本，1978年焊接工艺及设备专业开始招收第一届本科生，1997年焊接专业成为省重点专业。2005年成为国际焊接工程师资质培训及认证单位之一。2011年焊接专业被评为省重点专业。2014年经省教育厅批准，焊接专业按一表招生。2019年成为省一流本科专业建设点。焊接专业自建立之始已招收40届本科生，毕业生合计近1700余人，培养国际焊接工程师460余人。在工程教育专业认证背景下，本专业根据企业用人单位的需求来确定人才培养目标，并制定毕业要求；根据毕业要求构建焊接专业课程体系。
一培养目标
通过问卷调查、走访等形式，调研用人单位对本专业毕业生表现的满意度，以及对人才专业技能和综合素质的需求。在此基础上，制定了基于工程认证背景的焊接技术与工程专业人才培养目标，即培养适应社会和经济发展需要，掌握工程基础和焊接技术与工程专业知识，能分析和解决复杂焊接工程问题的能力，具有较强的实践能力和创新精神，能够在机械、化工、冶金、船舶、航空航天、电子等领域，从事科学研究、技术研发、生产与质量管理的高素质应用型人才。该培养目标可分解为以下四个目标点。目标1指能够运用自然科学基础、工程基础和专业基础知识与技能，研究、发现、解决焊接技术与工程领域的复杂工程问题；目标2指能够从事焊接技术与工程及相关领域的开发、研究和应用工作，具有生产组织与管理能力；目标3指具有良好的综合素质和社会责任感。目标4指能够通过继续教育或其他终身学习渠道拓展知识，开拓国际视野，适应职业发展。
二毕业要求
毕业要求指学生毕业时应完成的相应考核环节，包括学生通过本专业学习所掌握的知识、技能和素养，以及获取各方面的能力。本专业制定的毕业要求具体内容如下。(1)工程知识能够综合运用所学的基础知识和专业知识。(2)问题分析能够分析和解决焊接复杂工程问题，获得有效结论。(3)设计/开发解决方案全面开展解决方案的设计工作，并分析、论证解决方案的合理性，体现创新意识，兼顾社会责任感。(4)研究能够开展实验设计、实验系统搭建、数据采集等研究工作，并选择多种测试方法对实验数据进行综合分析与处理，发现导致问题产生的主要影响因素。(5)使用现代工具在焊接产品或系统设计与开发的过程中，利用现代测试技术及工具对所构建的模型进行测试与评价。(6)工程与社会能够评估焊接工程问题的解决方案对社会以及环境的影响，并理解应承担的责任[4]。(7)环境和可持续发展掌握焊接工程实践与环境保护、可持续发展的关系，并能够采取适当的技术手段降低负面影响。(8)职业规范遵守焊接技术与工程行业的职业道德和规范，并在其指导下从事焊接产品的设计、开发及制造。(9)个人和团队具有团结协作能力，能够处理好个人与团队间的关系[5]。(10)沟通能够就焊接复杂工程问题与业界同行进行有效的沟通和交流[6]。(11)项目管理掌握工程管理原理和经济决策方法，并应用于多学科环境中[7]。(12)终身学习掌握自主学习的方法，具有不断学习、发展自身的能力。焊接技术与工程专业的培养目标与毕业要求的对应关系见表1。
【关键词】汽车车身；车身制造；制造工艺；同步
汽车的组成主要有三大部分，即车身、发动机和地盘。车身既是驾驶人员的工作地，也可以容纳货物或者乘客，是汽车最主要的骨架结构。在汽车车身的开发和研制过程中，研发与制造系统的同步工程的协调，制造系统内部各专业同步工程的协调，直接关系着汽车的开发周期、质量、成本、生产效率，以及市场销量。
一、车身制造工艺
用于车身制造工艺的设备投资大、开发周期长，为了生产出满足市场需求的车身骨架，并且能够应用稳定、可靠的工艺进行大批量生产，同时车身工艺具备了模块化、柔性化和精益化的特点，只有这种成本低、质量高的车身才可以得到市场的认可。能否根据产品的工艺特点进行合理的工厂生产分配是实现生产精益化的关键。为了实现车身工艺的模块化和柔性化，必须要求车身主线的设计合理，才可以保证多种车型的生产制造，以及多个平台上的制造生产。只有制造和开发出各种车型和平台定位通用、零件接口通用、装配顺序通用，才可能将汽车车身制造的结构成本降低，提高质量，缩短开发制造周期。车身制造工艺主要有涂装工艺、焊接工艺和冲压工艺三个方面。涂装工艺是指车身的油漆和密封工艺。它不但要求能够达到汽车美观的效果，同时还要满足防腐要求。因此，在实际制造过程中，对于车身涂层有请涂层、色漆层、中涂层、电泳层、磷化层和金属基材等六层，层层均细致完成，其工艺细致、美观、安全。焊接工艺主要是要按照一定的顺序，经电阻焊、CO2气体保护焊、激光焊和粘结等工艺，将数百个冲压件进行连接，制造出白车身。白车身是指不包含侧门、前发动机罩板和后行李箱盖板的车身结构，是一种类薄板的框架结构。目前，在车身连接工艺中，应用较为广泛的有CO2气体保护焊、激光焊接、包边技术和电阻点焊。在车身制造工艺中，车身外覆盖件的冲压是一种薄板冲压。
二、专业同步工程和工艺开发流程
（1）冲压专业同步工程流程。产品研发部门，将产品数模或者是产品的图纸提供给汽车制造系统中的冲压专业负责部门，专业冲压部门根据得到的资料进行产品冲压工艺的可行性分析，并撰写产品冲压工艺可行性分析报告，反馈给产品研发部门。（2）冲压工艺的制定流程。首先，产品部门将产品数模或者图纸提供给冲压专业部门，冲压专业部门进行可行性分析后，制定出可行的冲压工艺，主要包括拉延、成形工艺的制定，涉及拉延、成形方式和冲压方向的制定；修边、冲孔、翻边、整形等工序工艺的制定，涉及冲压方向、定位方式和编制工序内容的制定；检测方案的制定，涉及零件定位点、定位方式和各检测点检测方式的制定。（3）焊接专业同步工程流程。产品研发部门将产品数模或者是产品的图纸提供给汽车制造系统中的焊接专业部门，焊接专业部门根据得到的资料，对产品焊接工艺的可行性进行分析，并撰写产品焊接工艺可行性分析报告，反馈给产品研发部门。（4）焊接工艺制定流程。首先，产品研发部门向汽车制造系统中的焊接专业部门提品数模或者产品图纸，焊接专业部门根据资料进行焊接专业工艺可行性分析，并制定焊接工艺，主要包括以下几个方面：一是焊接总成分块；二是分总成焊接工艺制定，包括焊接形式的制定和零件定位点、定位方式的制定；三是总成焊接工艺制定，包括焊接形式制定和零件、分总成定位点、定位方式的制定；四是检测制定，包括在分装夹具时采用便携三坐标进行检测、重要总成用PUG检测。
三、工艺同步工程的新内涵
汽车车身制造过程中的工艺同步工程，主要是指产品环节的工艺同步工程和制造环节的工艺同步工程。（1）产品环节的工艺同步工程，即工艺可行性分析或者是工艺并行工程，目前已经在汽车企业中实施。（2）制造工艺同步工程流程。产品研发部门为汽车制造系统的冲压、焊接专业部门提品数模或者产品图纸，冲压、焊接专业分别制定出冲压工艺预案和焊接工艺预案，各部门针对工艺预案进行交流，从而最终制定出冲压工艺方案和焊接工艺方案。综上所述，在汽车车身制造过程中，工艺制定是整个制造周期的开始，工艺制定水平直接影响着整个汽车制造的效率、成本、周期等等。而起着决定性作用的冲压、焊接、涂装和总装工艺，每一道工艺不能独立完成，必须相互协调，相互信任，进行有效的工艺信息的交流，最终制定制度化、流程化、系统化、细节标准化的工艺同步工程，最终实现车身开发与制造工艺共同作用，设计和制造出成本低但是质量高的车身结构，进而为整车提供高质量的服务。
参考文献
一、我国焊接行业的现状
焊接生产是一项非常复杂的多环节的过程，主要包括焊前、焊接生产过程以及焊后。要提高我国焊接行业产品的质量，就必须控制焊接生产的每一步，采取多种管理手段。而传统的人工管理早已不适应我国现代焊接行业的需求，其特有的人类主观性强、应急能力与传递性薄弱，都会影响焊接生产的质量。因此从上世纪80年代开始，我国相关领域的专家学者就针对焊接工艺进行改革，开发焊接应用软件。山西的太原重型机械厂是原机械部焊接的示范单位，曾经在焊接处设有计算机技术应用科室，开发出了数控切割自动编程套料系统。在焊接生产中的数值分析这一块，我国在计算机技术开始盛行之际，西安交通大学就与上海交通大学等多所学校对焊接热塑性的理论进行了研究。
二、信息化技术在焊前的应用研究
（一）焊接专家系统
焊接专家系统主要是以知识库、推理机以及人机接口组合构成的。其将大量的焊接经验知识与设计的准则使用知识库进行整合，工作人员将焊接结构的事实信息与推理机程序输入人机接口进行演算与推理，得出结果。该系统主要是对焊接工艺参数、规程、碳当量等等进行设计，具有非常必要的参考性与判断性。可在设计初最大程度降低出现工作失误与重复性的几率，最大限度提高工作的效率。
（二）数值模拟与计算机仿真
该系统可在虚拟的环境中对焊接过程进行模拟，对焊接过程中可能涉及的多种情况进行模拟，例如焊接的热工程、金属的熔化等等情况，还能够防患于未然，对焊接结构使用过程中的强度或是可靠性进行分析，例如焊接疲劳裂纹的扩展。
三、信息化技术在焊接生产过程中的应用研究
（一）管理信息化
1.在这套焊接工艺规程系统中主要是由三大程序组成的，分别是工艺指导书（WPS）、工艺评定委托书（PPQR）以及工艺评定报告（PQR），这三项程序，是在焊接工艺规程中非常重要的指导性程序，现阶段经过改版，不仅提高了性能，还增加了多项功能。
2.结构材料用量、焊材用量的计算统计系统
该系统主要是为了避免焊接行业企业无法准确地对产品材料进行预算，避免出现差错研发的。根据当前市场需求，为了对焊接生产过程中的零件、焊缝进行计算，使用系统进行计算与汇总可以大大避免出现差错。
3.焊工档案管理
现阶段我国为了保证焊接的质量与焊工的权益，所有的焊工都要经过培训，考核合格后持证才能上岗工作，焊接在资格允许范围内的产品。如果焊工要焊接超过能力的工作就要通过考试检测专用技能，获得从业资格证书。在焊工行业标准中对从业资格证书的年限做出了规定。在年限到达后还需要进行技术考试，保证焊接技术的专业性。另外，资格证书的发放单位可以根据焊工的实际工作情况适当对其证件有效期进行延长或终止处理，资格证书发放单位的审核人员应该定期对焊工的资格证书进行审查，从而保证其证书的有效性。
（二）数据库、互联网系统的建立
1.数据库系统
焊接数据库包含了一些和焊接相关的数据信息，方便焊接工作者或是相关人员免费通过互联网进行查阅。这些数据库需要经常由人员定期增加数据。
2.焊接技术互联网系统
在信息时代，利用互联网，能够相互传播具有权威性的学术论著或经验。自从进入信息时代，很多国家都建立起了焊接技术网站，例如英国的焊接研究所TWI、德国的焊接学会等等。有关数据显示，现今的焊接网站已经达到了上千家，通过互联网系统相互解答焊接技术问题。我国早在1999年就建立了多家焊接技术网站，但内容还需经常充实与更新。
四、信息化技术在焊后的应用研究
关键词：QC活动；管道焊接质量；应用
1.现状调查及选题
管道焊接是暖通工程的基础工序，一般民用工程的管道焊接属于低承压管道，在安装过程中对质量不够重视，由于管道焊接质量问题导致的渗漏、裂纹等，导致已安装好的管道重新返工，特别是后期的运行过程中出现以上问题更是耗工、耗时，还影响运行。
因此本着改进质量、降低消耗、提高经济效益、确保顾客满意的宗旨，保证项目试压、调试一次成功，经集团公司批准，由机电工程公司项目部成立了管道焊接专项QC活动小组，确保管道焊接质量，如下：
（1）公司质量指标及要求：焊接一次交检合格率≥95%
（2）项目部质量现状及隐患：1）现状：焊接一次交检合格率为93.61%，2）主要问题点： 原只有通用焊接工艺和行业规范；焊缝成型不美观、砂眼、裂纹、夹渣、错口。3）造成损失：由于焊接质量问题导致的渗漏等，必须对已安装好的管道重新返工返修，耗工、耗时，经济损失比较大，并且影响完工期，导致顾客不满意。
（3）小组选题：提高管道焊接质量
2.QC活动小组概况
2.1项目介绍
2.2小组成员
（图略）
3.目标确定
本次活动的目标是：研究编制最合理的专用管道焊接工艺，并组织贯彻；将目前管道焊接一次交检合格率由不到94%提升到99%以上；该目标具备较大的挑战性。
目标论证：通过广泛调查，中建公司等标杆企业的管道焊接一次交检合格率在98%左右，一般压力容器生产厂焊接一次校检合格率能达到99%。说明只要工艺编制得当，改进措施得力，加工控制严格，应该能有效提高管道焊接一次交检合格率。
4.原因分析
为分析焊缝合格率低的原因，探讨专用焊接工艺，QC小组成员经过具体的实际调查，召开了专题分析研讨会议，开展头脑风暴法，集中焊工、检验员、技术员的各种意见建议，对质量问题原因进行了全面排查、分析，逐一列举出了主要质量影响因素，并绘制出因果分析图如下：
操作工人：原因一、技能水平低；原因二、缺乏管道焊接经验；原因三、质量意识差：
设备：原因四、部分焊机老旧；
材料：原因五、管道厚度有差异；原因六、焊条规格不一致；
工艺：原因七、无专用管道焊接工艺；
环境：原因八、管井较小；原因九、管道焊接位置不合理。
5.确定主因
公司对过去已完工项目中的焊缝质量检验情况进行了统计分析，总共涉及焊缝32000条，其中一次交检不合格的有2046条，占总条数的6.39%。
小组成员根据因果分析图，采取现场调查、验证和比较分析等方法，对引起焊接不合格率超标的各末端因素进行了逐个确认，并绘制了缺陷主要原因表以及要因确认表，如下：
同时我们也分析了不合格焊缝的原因占比，如下图：
图
管道焊接一次交检各故障占比
经过小组成员讨论确定：目前造成管道焊接质量问题的主要原因有：（1）原因七、无专用管道焊接工艺；（2）原因一、操作工人技能水平低；（3）原因二、操作工人缺乏管道焊接经验。
6.制定对策
针对以上分析得出的主因，QC小组成员制定了相应对策：（1）无专用管道焊接工艺（主因）。对策及措施：在原通用焊接工艺基础上，QC小组形成初步焊接工艺；选择有经验的焊工试焊，检验员对试件检验评定效果；再改进某些工艺参数，再焊接评定。目标； 形成一个比较完善的专用焊接作业指导书。（2）操作工人技能水平低（主因），操作工人缺乏管道焊接经验（主因）。对策及措施：岗前和岗中应进行专业培训，并经操作技能和专业理论知识考试；岗前和岗中应进行安全技术培训及考核；管道的焊工考核均需符，目标：培养具有高技能水平和丰富焊接经验的复合型技术操作工人。（3）操作工人质量意识差。对策及措施：加强各级监督检查；加大对质量问题的奖惩处理。目标：杜绝不该有的质量问题。完成时间：长期（。4）设备因素。对策及措施：设备管理员加强对焊机的巡查和保养，对不符合要求的焊机及时维修或更换；焊机及电源箱应放置通风干燥处，并接线牢靠。目标：确保所有焊机状态良好.（5）材料因素。对策及措施：严格执行焊条的统一采购、统一检验等手续；加强对焊条的保管；制作专用焊条贮存工装；目标：确保焊条规格一致，焊条保管良好。完成时间：长期。（6）环境因素。对策及措施； 施工场地应良好的通风设备，周围不得有易燃易爆物品；备好灭火器材：灭火器、水桶、黄沙等；配齐工作服、手套、脚盖、面罩等防护用品；不得低于2人的焊接小组，焊接时的飞溅火花应用接火斗。目标； 尽可能创造良好的工作环境，降低焊接工作难度，提高焊接质量。完成时间 长期
7.对策及措施实施
7.1实施一：编制专用管道焊接作业指导书
第一步，对公司Q/JYJ05.08-2008《焊接通用作业规程》的引用标准进行确认。
引用标准：GB150-1998《钢制压力容器》
GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》
GB9448-1999《焊接与切割安全》
GB10854-1989《钢结构焊缝外形尺寸》
GB/T50326-2006《建设工程项目管理规范》
经确认以上标准均为有效标准。
第二步，对焊接材料及焊接设备要求进行确认（以下均依据《焊接通用作业规程》）。
经确认，专用管道焊接材料要求如：（1）母材为20#钢，焊条则选择符合GBE4303要求的J422；（2）焊接材料应保证清洁、干燥，搬运要防止药皮脱落；（3）焊条焊接前应烘干，领用要存放保温筒，过期要重新烘干，烘培要求详见上表。焊接设备经确认则选择BX-300A交流弧焊机，要求性能良好。
第三步，对焊前准备进行确认。
经研究，管道焊接的焊前准备，对焊接质量影响最大的因素是管道坡口的加工。经过参阅相关技术资料，以及反复试焊，确认管道坡口的加工要求、管口组定位要求如下：
（1）管道的坡口形式按GB/T50326-1998标准执行，坡口形式为V型，具体对照以下图表：
（2）加工后的坡口母材不得有裂纹、重皮、分层、毛刺、夹渣等损伤缺陷；
（3）管口内外表面需清理，坡口边缘20mm范围内不得有油漆、污染严重的水、铁锈、油污、毛刺、积渣和其它有害杂质及其他对焊接有害的物质；
（4）管壁相同的管道及管件对口时其内壁应齐平，管壁不同时应进行壁差加工或用变径过度；
（5）组对焊口不得强制配管，不得有错口现象；
（6）定位焊点应保证焊透、无焊瘤、熔合良好，且无焊接缺陷。
第四步，对焊接工艺进行确认。
经过参阅相关技术资料，以及反复试焊，确认专用管道焊接工艺如下：
（1）管道、焊条、焊接电流对照表如下：
（2）对管壁大于3.5mm的管道，需开V型坡口，一般焊两层，焊接接头应错开，第一层用稍低电流击穿法焊接，第二层应稍高电流焊接，平滑过渡到管子表面，中间需要填充时应用稍大电流确保焊透；
（3）管道法兰宜采用平焊位置进行焊接，直径大于400mm的管道宜采用分段焊接法，为减少焊接变形，应将焊接分成许多较短段，采用如下图的焊接顺序进行施焊：
（4）为控制电弧电压，焊接时应采用短弧，弧长一般不超过焊条直径，正常情况下弧长为焊条直径的0.5～1倍；为避免焊缝熔深过浅而增高量较大，焊缝起头引弧时，先将电弧适当拉长，对焊件进行必要的预热，然后再缩短电弧长度，进行正常焊接；
（5）为保证焊缝质量，当管道壁厚小于2mm时，采用直线往返形运条法，当管道壁超过3～5mm时，推荐采用直线形运条法；根据具体情况选择合适的焊接速度。
第五步，对焊接检验要求进行确认。
参阅相关技术资料，以及反复试焊和检测，确认专用管道焊接检验要求如：（1）每道焊缝认真清理检查，不得有裂纹、气孔、夹渣、未焊透现象；（2）焊缝咬边深度不得大于0.5mm，长度不得超过焊缝全长的10%；（3）焊缝的宽度应比坡口宽0.5-2mm，高度应控制在0-3mm；（4）母材与焊缝连接处应平滑过渡；（5）对超过焊接规范要求的缺陷，可采用挖补法进行返修，返修焊缝性能和质量要求与原焊缝相同，并且焊缝同一部位返修次数不能超过三次。
7.2实施二：解决操作工人技能水平低、缺乏管道焊接经验的问题
第一步，抽调各施工队骨干焊接工人加入项目部，确保所有焊接工人均拥有焊工合格证、焊工安全操作证、特种作业操作人员证，并且焊工等级均为4级以上。第二步，主动邀请上级政府相关部门，组织对项目部焊工进行专题培训，并特邀焊接工程师，对管道的焊接技能和要求进行多次现场指导。第三步，组织内部焊接测试和比赛，并再次邀请焊接工程师作裁判，择优录用表现优异者，淘汰焊接不符合要求的人员。
7.3实施三：解决其他问题
第一步，加强监督检查，严格按照工艺标准施工，彻底解决操作工人质量意识差的问题。第二步，通过加强对设备的管理，焊机及电源箱确保放置通风干燥处，并接线牢靠；及时维修或更换不符合要求的焊机，确保所有焊机状态良好。第三步，加强对材料的管理，特别是焊条，统一按标准进行采购和检验，在运输、保管和使用上，均严格执行标准要求，专门设立焊条贮存、烘培房，领用时坚决执行用多少领多少的原则，当天如果意外没用完则坚决退库。并且在现场使用焊条贮存专用工装，以确保焊条的质量。第四步，加强对环境的管理，尽可能创造良好的工作环境，降低焊接工作难度，提高焊接质量。
以上对策及措施贯彻实施以后，管道焊接质量问题进一步减少，见下图：
8.效果检查
通过这三次的方案实施，通过QC小组成员的一致努力，各参与人员严格按以上要求，暖通工程的管道焊接一次交检合格率由以往93.6%提升到99.7%以上，交付合格率达到了100%。详见见下图：
9.巩固措施及推广
（1）定期组织对新工艺标准的验证和完善；同时，把新工艺标准贯彻其他项目部的焊接作业中，其他项目的管道焊接一次交检合格率也得了明显的提高。（2）对该工艺标准进一步研究和完善，把管道焊接工艺的经验和成果，扩展到厚板、薄板焊接，不锈钢焊接，氩弧焊、气保焊等不同项目中去。（3）持续关注关键岗位人才、骨干技工的培养，并纳入企业长效发展的基本政策。（4）继续加强监督检查和考核，并将其作为一项长效机制编入机电公司的管理制度中去，重点积极探索在全国各地的项目有效监管并且成本合理的方法。
关键词：焊接理论基础；卓越工程师；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0029-02
南昌航空大学是一所以工为主，工理文管经法教艺等学科协调发展的多科性大学。学校创建于1952年，是全国首批具有学士学位授予权单位。1985年开始培养硕士研究生，1990年获硕士学位授予权。先后隶属于航空工业部、航空航天工业部、中国航空工业总公司，1999年开始实行中央与地方共建、以地方政府管理为主的管理体制，是江西省人民政府与国家国防科技工业局共建的具有鲜明航空、国防特色的高等学校。焊接技术与工程专业是学校创办历史最早的专业之一，是目前江西省内和航空院校唯一的本科焊接专业，1996年被评为“江西省重点学科”，1998年与“铸造”、“锻压”专业合并成“材料成型与控制工程”大类专业。为了适应地方经济和航空工业对焊接专业人才的需要，2004年经教育部批准又重新建立了“焊接技术与工程”专业，是继哈尔滨工业大学、江苏科技大学之后国内第三个设置的“焊接技术与工程”本科专业。焊接理论基础是焊接技术与工程专业的一门重要专业基础理论课程，主要任务是向学生传授金属材料在熔焊方面的基本理论知识，了解金属材料在熔焊条件下可能产生的各种问题，并能据此正确地分析及解决熔焊中一些常见的问题，初步培养学生分析金属焊接性的能力和正确制定常用金属材料焊接工艺的能力，为学习后续的焊接专业课程做理论准备。因此，焊接理论课程学习的好坏将直接影响其后续焊接专业课程的学习。
一、焊接理论基础课程存在问题分析
传统焊接理论基础课程教学内容包括焊接的实质及其发展概况、焊接热源的种类及特性；焊接化学冶金过程的特点、规律及其对焊缝质量的影响；常用焊接材料的种类、作用和特点；焊接熔池凝固过程的特点及焊接缺陷的种类与控制；金属在焊接过程中组织转变的特点及焊接热影响区的组织与性能变化；掌握焊接裂纹的种类、特征、危害、产生机理及防治措施，涉及材料、机械、力学、化学、冶金等多门学科的基础知识，教学内容多且抽象，各知识点相互关联，造成学生在学习过程中，理解和掌握课程困难。焊接专业学生毕业后大部分服务于航空企业，非常希望了解航空产品先进焊接方法如真空电子束焊、激光焊时焊接冶金原理、接头容易出现什么质量问题及控制措施等，而这些都无法从教材上获得。另外，在教育部“厚基础、宽口径”培养目标下，焊接理论基础课程教学课时不断压缩，从最初的64学时到48学时，现在已缩减到40学时，其中实验4学时，教学内容略有增加而教学课时数大幅缩少的矛盾，如何在较短的时间内最大程度地提高教学质量是焊接理论基础课程教学面临的一大难题。基于上述情况，必须对现有课程的教学内容和教学方法等进行改革。
二、焊接理论基础课程教学改革
1.多元化的教学手段，提高教学效果。采用多媒体教学可以缓解目前课程的教学所面临的诸如课时不断被缩减、教学内容基本不变、相关领域新技术和新工艺不断涌现等矛盾，通过多媒体播放先进的焊接方法录像和动画、展现接头金相组织、典型接头缺陷形貌，增加课堂信息量，丰富教学内容，使学生对各种焊接方法、接头组织及缺陷有相应的感性认识，加深基础理论的理解。通过选取航空典型产品进行实物教学，鼓励同学们参与讨论，实现教学内容与生产内容相衔接，通过实例将各知识点串联起来，从而加强学生对基础理论的理解；在教学过程中，为充分调动学生的积极性，安排学生讲解课程部分章节，其他同学提问，这不仅能使学生的角色发生变化，学生可在教的过程中锻炼语言的表达能力以及提高自信心等，为以后的工作奠定良好的基础；通过网络教学，学生可在任何时间和老师交流，通过与学生互动，了解学生对知识的掌握的程度。因此通过多元化的教学手段能够显著地提高教学效果。
2.“国际焊接工程师”焊接理论基础培训内容与课程培养方案的融合，强化案例教学及问题教学，提高学生的工程实践能力。南昌航空大学焊接技术与工程专业“卓越工程师培养计划”人才培养目标是培养思想素质好、基础扎实、实践能力强、适应经济社会发展需要、具有创新精神，分析和解决工程问题能力强，能在焊接技术与工程领域从事科学研究、工程设计、技术开发、设备研制与维修、生产和经营管理，熟悉国际焊接标准和焊接施工的卓越焊接工程师。本校于2011年开始与哈尔滨焊接技术培训中心开始联合举办国际焊接工程师培训班，已陆续举办了3届。在焊接理论基础课程授课时，根据“卓越工程师培养计划”的培养目标，结合航空需求、凸显航空特色，对焊接理论基础教学内容进行调整及优化，将国际焊接工程师培训体系中“焊接工艺及设备”、“材料及材料的焊接行为”部分内容融入课程教学，如增加激光焊及电子束焊等高能束焊接方法，在讲述“焊接材料”这一章节时补充焊接材料国际标准。通过与参加工作的毕业生在网上互动，了解所在企业实际产品焊接存在的问题及需求，有针对性地在教学中补充部分焊接问题，并启发学生运用课本知识解决这些问题；注重课本知识的及时更新，将国内外焊接研究领域的最新研究成果尤其是本系的科研成果纳入教学内容，使课堂教学紧跟学科的发展，使学生对理论知识和实践应用的密切关系有清醒的认识，同时也增强了学生的学习热情和从事本专业的信心。南昌航空大学焊接工程系承担了国家自然科学基金、航空科学基金、江西省自然科学基金、航空集团支持项目、江西省教育厅项目等纵向和横向科研项目100余项，其中多数为工程应用型项目，在进行科研项目的同时积累了大量的工程实例和素材。通过将理论教学、实践教学、科研创新三方面的结合，结合科研成果以最接近工程实际的方式指导、训练学生，使得课堂教学紧跟学科的发展，使学生对理论知识和实践应用的密切关系有清醒的认识，同时也增强了学生的学习热情和从事本专业的信心，达到培养工程化、应用型人才的目的。例如在讲述接头缺陷时，以某航空企业涡轮叶片钛合金焊接缺陷控制为例，引导学生思考：为什么零件采用传统熔焊方法接头易出现气孔、冷裂纹缺陷？为了提高零件焊接质量，可以选择哪些的焊接方法，采取哪些工艺措施？……并与我系老师解决裂纹缺陷的具体措施相比较。通过案例教学及问题教学，把课程各知识点串联起来，引导学生积极思考问题，加深学生对基础理论的理解，提高学生分析问题、解决问题的能力。
3.强化实践教学，提高学生的创新能力。“卓越工程师教育培养计划”将强化实践能力作为卓越工程师培养的核心，而创新能力是一个优秀工程技术人才的基本特征，是卓越工程师之所以“卓越”的重要标志。传统的焊接理论基础课程实践教学主要为课程内的实验，与工程实际结合不强，学生实践能力培养略显不足，特别是创新能力得不到充分的培养和锻炼。为了提高学生的创新能力及工程实践能力，除了开展焊接理论基础课程内的实验外，积极开辟第二课堂，多渠道、多形式开辟实践培养途径，鼓励学生参加全国“挑战杯”科技制作大赛、全国大学生焊接创新大赛和南昌航空大学的“创新杯”大学生课外科技作品竞赛等课外科技创新活动；鼓励学生参加老师在研科研项目，学生焊接创新实践训练环节、毕业论文工作等实践活动和老师的科研课题相结合，一方面保证了学生实践活动的先进性和实用性，另一方面也保证了毕业论文、课程设计有充足的经费和条件保障，提高了实践活动的质量。如部分学生通过参与老师的国家自然科学基金项目“复合孕育剂Ti、Zr细化铝铜合金焊缝组织机理研究”，学生通过研究铝铜合金焊缝化学冶金原理及凝固过程，分析铝铜合金熔焊时接头气孔及裂纹等缺陷产生原因，提出控制缺陷的措施并通过试验验证，通过实际研究项目的锻炼使得学生增强了运用理论知识分析研究实际问题的能力，培养了学生独立研究能力、团队协作能力、一定的科研开发能力等。经过强化实践教学，学生各方面能力尤其是创新能力得到显著提升，在首届全国大学生焊接创新大赛上，我校参赛焊接学子获得一等奖2项，二等奖1项，三等奖2项。
三、结束语
根据教育部卓越工程师培养计划，对焊接理论基础课程进行教学改革，将“国际焊接工程师”焊接理论基础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；探索先进的教学方法和教学手段，强化实践环节，培养学生动手能力和创新思维能力，切实提高大学生的理论水平及工程实践能力。
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关键词：互联网+；项目化教学；焊接
一、前言
互联网和信息化技术的发展，使信息化教学成为今后深化教学改革的方向，而项目化教学作为一种成熟的教学方法在教学过程中有着良好的应用基础，因此如何将两者有机结合，实现学习资源和教学过程的融合，提升教学信息化水平，探索“互联网+”背景下项目化教学模式将成为今后教学改革的主要任务。大部分项目化课程按照“资讯、决策、计划、实施、检查、评价”六步组织实施。目前项目化教学已经基本成熟，经过多年的实践和探索，项目化教学资料已经没有新的变化，项目化教学模式已经固定，很难做出新的突破和改革。针对这种情况急需在原有项目化教学的基础上深化教学改革，结合信息化教学设计，将互联网和信息化技术融入教学内容，打造项目化教学课程的升级版。本文从焊接技术与自动化专业核心《熔化极气体保护焊》的项目化教学实际出发，通过对《熔化极气体保护焊》课程项目化教学过程的实施，探索项目化教学和信息化技术结合的途径，解决“互联网+”背景下项目化课程教学设计及教学资源建设的问题。
二、课程教学目标分析
《熔化极气体保护焊》是江苏省的品牌专业，焊接技术与自动化专业，在课程体系建设中，分析焊接专业典型工作岗位的典型工作任务开发的专业核心课程。本课程根据专业人才需求和就业岗位的知识、能力和素质的要求，汲取国内外先进职业教育理念，通过4个教学项目、15个工作任务的实施，提升学生职业行动能力。课程教学内容按照《焊工国家职业技能标准》初级、中级、高级的技能要求依次递进，并将EN287国际焊工标准融入其中，以特种设备焊接操作人员考核细则规定的熔化极气体保护焊焊工考核项目V形坡口对接焊接为主线进行构建，涵盖了设备的安装调试，单面焊双面成形技术，平焊、横焊、立焊和仰焊等不同位置焊接操作方法，工艺参数的选择及焊接质量的检查。教学中采用行动导向教学法与任务驱动教学法相结合，体现“以学生为主”“理实一体”“学中做、做中学”的理念，结合专业课程的工学结合，使学生获得符合企业工作岗位要求的工作能力。
三、项目化教学和信息化技术结合教学实践
1.教学内容选取。本次研究以《熔化极气体保护焊》课程“项目一低碳钢板V形坡口平对接焊接”中的工作任务“低碳钢板V形坡口平对接打底层焊接”为例进行实践研究，本次教学的主要知识点包括焊接操作要点对焊缝成形的影响规律、焊接熔池及熔孔的控制方法、焊接质量控制方法等；技能点主要包括V形坡口平对接单面焊双面成形焊接操作；打底层接头焊接操作；焊枪角度、摆动方式及电弧长度等控制练习；教学过程中，通过动画演示、模拟仿真及视频教学等讲解焊接操作要点对焊缝成形的影响及熔池控制方法和焊接质量控制方法，并通过焊接模拟操作和VR技术进行示范操作；学生理解了焊接操作要点及熔池焊缝成形控制方法后，可以按照理论指导开展单面焊双面成形焊接操作，并通过控制焊枪角度、摆动方式等来控制焊接熔池，进而控制焊缝成形和焊接质量。
2.教学过程分析。本次课主要内容为熔化极气体保护焊V形坡口平焊打底层焊接，具体教学内容为V形坡口平板对接单面焊双面成形焊接，包括焊接操作方案的制定、焊接操作要点的总结、单面焊双面成形焊接技术操作以及焊缝质量的控制方法等。教学过程中通过国家资源库学习平台，推送任务书和引导文的形式让学生在课前了解本次工作任务内容并通过多种途径了解完成本次任务的方法、查阅资料、做好计划；学生通过平台上丰富的课前学习资源，包括微课视频、动画、模拟仿真及文本等自主学习，独立或与小组成员一起共同初步完成任务，同时学生可以通过在线自测检查自学的效果。学生课前需要按照任务书要求完成熔化极气体保护焊V形坡口平焊的焊接操作方案，包括焊接工艺参数的选择、打底层焊接过程中的基本要求以及单面焊双面成形操作要点。教学过程中教师需要针对学生的方案进行分析、讨论和修改，并重点对V形坡口平板对接单面焊双面成形焊接操作要点、操作难点进行讲解，并通过信息化技术及合适的方法进行演示强调，才能使学生真正掌握焊接操作要领，提高焊接技能，保证焊接质量。课后通过线上资源的学习，拓展专业知识和技术，同时通过适当的操作训练提升专业技能。
3.教学方法及教学策略。本次课在教学方法上采用行动导向教学法，并充分采用信息化教学手段，在不同的环节采用与之相适应的教学方法来组织教学实施，强调采用“学中做”“做中学”，激发学生学习的自学性、主动性。教学过程中按照行动导向教学法组织教学，并充分采用信息化教学手段，在课前、课中和课后三个环节分别采用适当的教学方法来组织教学实施，更好的实现教学目标。
4.信息化技术的应用。教学过程中充分利用课程学习平台，合理使用信息化教学手段，采用三维模拟、二维动画演示及微课视频等数字化教学资源开展教学，同时将电弧及熔池微观摄像、焊接虚拟现实（VR）技术和焊接模拟技术运用到教学过程中，能够提高教学质量，且环保安全、节省资源和成本。①利用焊接操作过程动画演示和焊接模拟机操作技术详细讲解焊接操作要点，解决由于实际焊接产生的弧光和噪音难以授课，学生学习效果不理想的问题；②利用焊接模拟仿真和微观焊接熔池摄像技术传授单面焊双面成形焊接关键技能点，解决实际焊接中熔池难于观察，学生难理解熔池控制方法的关键问题；③利用焊接虚拟现实技术（VR）代替实际焊接操作，解决传统授课过程中无法在操作现场集中讲解操作要领，授课效率低的问题；同时环保安全、节省资源和成本；④利用国家教学资源库课程学习平台全程反馈学生的学习情况，通过数据分析及时整改，提高人才培养质量。
（天津滨海职业学院，中国 天津 300451）
【摘要】本文通过对天津滨海新区焊接企业或相关行业的岗位设置及人才需求调研，分析焊接岗位的典型工作任务和对人才知识能力素质的要求，提出焊接技术技能型人才培养目标和培养要求。
关键词 焊接；技术技能型人才；培养目标
为了准确定位学院焊接专业的培养目标，我们于2014年3月至12月开展了为期10个月的新一轮专业人才需求调研，目的在于了解本专业对应区域内相关产业发展现状和相关行业或企业的社会需求；分析岗位的典型工作任务和对人才知识能力素质的要求，为开发课程和确定专业培养目标提供依据；掌握相关企业岗位设置及人才需求，确定专业服务岗位；把握毕业生适应、胜任岗位工作情况，推进教学内容、教学方法改革，提高人才培养质量。
1 专业人才需求调研
天津滨海新区的发展被纳入国家总体发展战略，区域内及周边的石油化工、汽车及零部件、机械制造、冶金、电子通信等新区支柱产业不断壮大，航空航天、船舶修造等高新技术产业集群也蓬勃发展，这一切都焊接技术技能型人才的就业、发展创造了良好的机遇。
目前，企业招聘人员主要有两个途径，即通过劳动市场招聘和从应届毕业生中招聘。在劳动市场招聘主要目的为招到技能水平相对较高的熟练焊工，解决或缓解生产任务繁重的燃眉之急；而从应届毕业生中招聘是为了拥有具有较系统的理论基础、具备一定实践操作技能、又有可塑性强的年轻技术工人，作为技术人才储备。企业看重员工是否能够积极、主动、踏实、有责任心地去为企业服务，是否能够忠于职守、服从调动、遵守制度等方面。国有企业重视员工的培训环节，注重员工的知识更新和技能的提升，制定明确的培训计划和安排，而民营企业更加注重生产效率，更愿一步招到所需岗位的合适人才。
2 职业岗位调研
调研结果显示，随着焊接技术的发展与设备的升级，生产企业对高职焊接专业毕业生的要求也发生了变化，不仅要求这些毕业生具备较强的焊接操作技能、实施焊接工艺能力、焊接设备的使用和维护能力，也突出强调了他们的敬业精神、团队协作能力以及创造力，并要求能不断接受新知识、新技术、新工艺，在高新技术信息的学习、消化吸收和应用方面应具有很强的拓展能力。
3 典型工作任务分析
通过调研了解到，不同的企业对岗位的设置各有所异，岗位职责略有出入，但对高职层次的焊接专业来说其人员大多分布在生产部门、技术部门、质量检验部门、设备维护（维修）部门、焊接技术培训部门、产品和焊机销售部门等，岗位可大体归类为焊接技术操作、焊接工艺管理、焊接质量管理、焊接营销管理等，具有基本相同或类似的岗位（群）典型工作任务。
3.1 焊接技术操作
典型工作任务：焊接操作、焊接设备的选用、运行与维护等。
职业能力、素质要求： 能够正确识读图纸和焊接工艺卡；能够按图纸进行划线、下料操作；能够按照图纸及焊接工艺卡的要求进行焊接操作熟悉焊接设备性能和参数选择；掌握各种常用焊接方法的操作技术；具备预防、减小和消除焊接应力与变形的能力；能够进行焊接设备的选用、运行与维护等；爱岗敬业，具备安全意识、团队意识、质量与效率意识。
3.2 焊接工艺管理
典型工作任务：焊接工艺编制、焊接试验和焊接工艺评定、现场工艺控制与管理等。
职业能力、素质要求：能够正确识读图纸；熟悉产品标准和工艺规范；熟悉焊接工艺过程；具备焊材与焊接方法选用能力；能够进行焊接试验；能够按照设计图纸和设计要求编制焊接工艺；具备焊接工艺评定能力；具备技术改进和创新能力；具备职业规范意识、质量与效率意识、责任意识和学习能力等。
3.3 焊接质量管理
典型工作任务：焊接质量检验、产品检验、无损检测等。
职业能力、素质要求： 能够正确识读图纸；具备外观质量检测的能力；具备X射线探伤的能力；具备超声波探伤的能力；具备磁粉探伤的能力；具备渗透探伤的能力； 具备致密性检测的能力；具备编写检验工艺卡的能力；按照质量要求进行焊接质量、装配质量检验的能力；能够进行焊接质量评定；具备职业规范意识、质量与效率意识、责任意识、诚信意识等。
3.4 焊接营销管理
典型工作任务：成本核算、焊材管理、设备推销等。
职业能力、素质要求：具有编制安全培训的相关知识及安全隐患识别能力；具备资源的组织协调和沟通能力；具备焊生产作业计划的编制能力；具备生产与质量的检查、发现、处理以及反馈问题的能力；具备全局意识、沟通意识、企业文化意识、成本意识、质量与效率意识、责任意识等。
4 调研建议
4.1 专业培养目标
综合以上分析，我院的焊接专业应该以天津滨海新区及周边地区经济和社会发展的建设为主战场，主要面向石油化工、船舶修造、装备制造业、航空航天及其相关产业，培养德、智、体、美全面发展，掌握常用焊接操作技能及设备运行维护、焊接工艺管理、焊接质量控制等专业知识和技能，能够独立完成职业工作任务，具备中级以上焊接国家职业资格的技术技能型人才。
随着区域经济的飞速发展，行业产业技术不断进步，人才需求也会在不同的历史时期有所变化。建议根据市场变化，对人才培养目标做定期修订。
4.2 专业培养要求
4.2.1 个人素质高
个人素质包括人文素质与职业素质，多数企业认为：个人素质高的人，即便职业技能逊色，也可以通过培养得以提高；但是，个人素质低的人，即使职业技能突出，也不能给予重用。因此，个人素质的高低成为企业选择人才的首选。
4.2.2 专业技能扎实，特长明显
当前，很多毕业生进入企业后，短时间内无法准确进行岗位定位，工作发展势头低迷。究其原因，主要是个人专业技能表现平平、理论基础薄弱，造成不清楚自己要干什么、不知道自己哪在方面会更有优势的局面。因此专业技能成为职业岗位发展的关键前提。
4.2.3 实践经验丰富
目前我们所接触到的企业均表示更喜欢招收有经验的人员，对应届毕业生较失望。招收的人才能不能较快地为企业所用，关键在于是否能够在短时间内上岗形成生产能力，是否了解企业的生产流程，是否具备实战能力，这也是目前应届毕业生求职的关键。
4.2.4 学习能力强
学生在大学期间应当学会自主学习，不能让老师手把手地教，必须学会通过自己查阅资料来解决实际问题，将来在企业生产过程中遇到困难时才能自己想办法解决。
4.2.5 合作精神强
企业的生产环节均为团队制作，这就需要很强的团队精神。企业在招收人员时非常强调人才的团队合作适应能力和沟通能力。
4.2.6 可持续发展能力强
焊接专业毕业生还有具备可持续发展的能力，在从事本专业岗位的基础上，可以扩展到焊接设备、技术、材料的销售与售后服务、焊接职业教育、职业技能培训、企业管理等工作。
参考文献
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