现代焊接教育与培训模式优化方案

焊接技术在工程中的应用依赖于焊接工程师和焊接操作者共同实现。焊接技术人才的教育与培养主要分为高等院校的人才培养、技工学校的专业焊接技能人才的教育培养以及各行业大量的焊接操作技术培训中心等。我国焊接技术人才供需比例已经严重不协调，这使焊接教育培训面临着巨大的挑战。要改变我国焊接技术人才教育现状，就必须引入新的教育技术，改变固有的教育模式，从根本上促进我国现代制造业的发展。

11.4.5.1 焊接技术教育与培训

焊接技术人才培养主要是工科高校教育和技工学校的焊工技能人才教育。而对于焊接技术的培养方法都是理论教学和实际操作两部分组成的。首先通过课堂教学使学生掌握焊接理论知识。依据培养焊接技术人才的目标不同，焊接教学的课时数有所不同。以焊接理论知识为基础，以掌握一定焊接技术为目的，进行课程实验或实际操作培训，最后理论知识考试和实际操作考核合格后，焊接人才的教育培训完成。

工科高校的理论教学，学生主要学习公共基础课和学科基础课，焊接的专业课程和专业前沿课程由学生自由选择。这些课程的学习主要给学生建立专业背景。实习部分教学主要包括认识实习、生产实习、课程设计、课程实验和毕业设计等，从而培养学生的感性认识、实际动手能力和对实际问题的思考能力。

技工学校的教育模式主要分为理论和实习教学两大块。理论教学主要是讲授文化课、专业基础课和专业课，讲授内容与高校焊接学科教学差别不大，只是对某些学科的教学课时进行了调整或在内容上进行了删减。实习教学一般是以焊接实习课题方式进行。

11.4.5.2 焊接模拟操作技术

近几年来，国内外已经有相关人士开始进行虚拟现实技术在焊接培训方面应用的研究。天津大学和香港大学联合开发的虚拟电弧培训系统，采用六自由度力反馈设备与建立的虚拟现实焊接场景配合的方式，实现焊接模拟操作。美国开发的虚拟气体保护焊（Gas Metal Arc Welding，GMAW）培训系统的硬件由头盔显示器、力反馈系统、六自由度工作台和声音装置组成。操作者戴上头盔就可以看到虚拟焊接场景，该系统三维场景仿真采用的是虚拟现实开发软件En-deaVR，在保证系统实时性的前提下模拟了焊接场景、焊缝成形和焊缝冷却过程，焊接完成后利用神经网络给出对该次操作的评价。法国在虚拟焊接培训设备方面可谓是商业化最快的国家，现在Laurent DADALTO公司已经批量生产名称为“CS WAVE”的虚拟焊接培训设备。西安交通大学已研发了焊接操作模拟器“HTS”，并获国家发明专利。

把虚拟现实技术运用于焊接教育培训，是焊接技术与计算机现代技术结合的产物，是焊接技术教育领域的一个新的突破，为焊接教育培训的改革提供了一个新契机，以此作为一种教育技术，改变我国固有的焊接领域教育模式，促进焊接教育的发展。

11.4.5.3 焊接技术培训新模式(www.xing528.com)

在目前的焊接技术教育培训过程中，多媒体教室、幻灯片、投影、录影等教育技术已经有所应用，但是教育培训模式的实质是没有变的，依然是分为课堂教学和实际操作模式。教师在课堂上运用幻灯片的形式给学生讲授焊接理论知识。因此除在11.4.5.1中所述的传统型模式（课堂教学+实际操作）外，还可以形成下面两种焊接技术培训与教育新方式。

1.绿色型

绿色型模式是指教师的课堂教学和模拟操作紧密结合，不需要进行实际操作训练。相比于传统教育方式，该模式用模拟操作代替实际操作环节，经过课堂理论知识的学习后，学生在虚拟现实技术模拟的焊接场景中直接进行模拟操作，并且在操作的同时巩固理论知识，理论与操作结合能对焊接有更深入的理解。

该教育方式更适合于工科高校的高层次焊接技术人才培养，使学生能够将基础知识和基础技术知识应用于专业实际的问题思考中，确立专业知识体系，搭建专业思考平台，有利于提高学生的深度思考能力。

2.混合型

混合型模式是指课堂教学和模拟操作部分结合，用模拟操作部分替代实际操作，替代的程度取决于模拟操作系统的功能和配置。混合模式应该是大多数培训机构最能接受的模式，即引入现代培训方法，既节省材料和能源，又能更好地进行实际操作。据国外资料报道，采用模拟操作系统，至少能节省20%～30%的培训费用。同时理论知识的学习和操作时间全部在一台机器上完成，大大提高学习效率，降低教育成本，能够完全避免安全问题的发生。

该模式还是以专业知识理论为基础，先由教师在课堂上教授理论知识，使学生对焊接有了一定程度的了解。然后进入模拟操作阶段，学生不仅可以继续进行理论知识的学习巩固知识，同时通过在虚拟现实技术模拟的焊接场景中的模拟操作，对焊接有了感性的认识，并且能够训练基本的操作技巧。该阶段把理论知识和操作有机地结合起来，在学习理论的同时练习了操作技巧，提高了学习效率。接着进入实际操作阶段，由于在模拟操作阶段已经掌握了基本操作技巧，所以该阶段只要稍作练习便可达到技能要求。