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【摘 要】本文通过实施对比教学实验，分析实验结果可知，在手工电弧焊实训操作课中开展“掌握学习”教学法所产生的教学效果比常规教学法显著，同时，手工电弧焊辅助训练装置在手工电弧焊实际操作训练中发挥了较大的作用。
【关键词】高职 手工电弧焊 “掌握学习”教学法 实验
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）07C-0051-03
焊接手艺是现代工业成长的一门主要学科，它被普遍地应用于各制造业中。手工电弧焊相对机器设备保障下的全自动或半自动焊具有更加机动、便利且成本低的特征，但对操作者的技术水平也提出了更高的要求。目前，在高职教学中普遍存在专项训练经费不足、教学方法传统，以及训练课时、培训设备、培训场地不够等问题，初学者在手工电弧焊综合实训课程结束后，普遍不能达到教学质量标准的要求。为此，笔者在广西农业职业技术学院机电系2015级机电专业8个班级中，设计“掌握学习”教学模式，探索“掌握学习”教学法在手工电弧焊教学中的可行性和效果。
一、手工电弧焊辅助教学用具的结构性能特点
许多学生反映刚上机操作时常常由于手、眼、脑的动作配合不协调，出现顾此失彼的现象，在较短的训练时间内很难真正掌握手工电弧焊的操作技术。为此，笔者设计开发了一款手工电弧焊辅助训练装置，见图1。该辅助训练装置由模拟焊枪组和模拟焊接工件组两个部分组成，可以模拟实现：焊条工作时焊条燃烧的过程、对运条轨迹是否超出规定进行自动检测及报警；对焊条与工件焊接表面是否保持2-4MM的空间距离进行自动检测及报警；模拟强光工作环境。
图1 手工电弧焊辅助训练装置示意图
二、实验概况
（一）实验目的
通过实施对比教学实验，分析实验结果，论证在手工电弧焊实训操作课中开展“掌握学习”教学法所产生的教学效果是否比常规教学法显著，同时检验手工电弧焊辅助训练装置在手工电弧焊实际操作训练中的作用。
（二）实验步骤
1.明确实验周期、阶段及目标。实验时间：2016年秋季共40学时/班。分为三个阶段：其一，准备阶段。手工电弧焊辅助训练装置的制作。其二，实施阶段。分别采取“掌握学习”教学法和传统教学课案实施教学，同时在对比班和实验班开展有辅助训练装置和没有辅助训练装置的教学。其三，总结阶段。对不同条件下的教学与测试结果进行关系研究。
2.实验变量设计。主要设计如下变量：
刺激变量1：实验班分别实施有辅助训练装置的“掌握学习”教学法和无辅助训练装置的“掌握学习”教学法；对比班分别实施有辅助训练装置的传统教学和无辅助训练装置的传统教学。
刺激变量2：在4个实验班中又分为两组，实验班1、2实施无辅助训练装置教学，实验班3、4实施有辅助训练装置教学；在4个对比班中又分为两组，对比班1、2实施无辅助训练装置教学，对比班3、4实施有辅助训练装置教学。
反应变量（实验假设）：有辅助训练装置进行操作动作训练教学的学生优于无辅助训练装置进行操作动作训练教学的学生；在操作技能的掌握速度与学习成本上，实验班学生优于对比班学生；实验班学生的认知能力、掌握同等技术操作的能力和掌握同等技术能力所花费的学习成本优于对比班。
控制变量：实验班和对比班的授课者皆选用同一位教师；教师对实验班和对比班实施相等的专业基础知识教学和操作技能教学视频教学；为避免“霍桑效应”（即那些意识到自己正在被别人观察的个人具有改变自己行为的倾向），对实验班、对比班均进行“学盲控制”，实行教考分离。聘请校外专业考评员担任考官，理论考核统一采用计算机随机抽题，技能实操考核则由考评员打分，考评员完全不知道学生的学习情况，保证测验结果的权威性，能比较真实地反映学生的技术水平。
3.被试选择。在广西农业职业技术学院机电系2015级自然平行班中整群抽取8个班，将其中4个班作为实验班，另4个班作为对比班。
三、实验教学的实施
（一）运用传统教学法的教学实验
在传统教学中，教师与学生往往一致认为，操作技能的掌握是学习的重点，不太看重相关的专业知识。所以其考核评价方法较为简单，只以学生实际焊接件作为考核对象，主要是目测焊缝外观质量，对焊缝内部质量及焊接操作程序未作考核。整个教学过程中，教师很少关注学生实操后的感受，失去较佳的经验传授时期，学生处于自我摸索的学习状态。教学中重点以学生频频上机操练为主，当面指导及错误原因分析、纠正错误动作较少。实际教学中，学生上课真正动手操作的时间非常短，大部分时间是在等待上机操作，浪费了学习时间。图1为无辅助训练装置的传统讲授模式，图2为有辅助训练装置的传统讲授模式。
图1 无辅助训练装置的传统讲授模式
图2 有辅助训练装置的传统讲授模式
（二）运用“掌握学习”教学法的教学实验
“掌握学习”教学是以“人人都能学习”这一信念为基础，以基础能力和能力倾向各有差异的学生组成的集体为前提，以教学目标的达成为准则，以传统的班级群体教学为基本形式，辅之以经常、及时的反馈和提供个别化帮助以及所需的额外学习时间，使所有学生都达到预定教学目标的一种教学活动体系。
“掌握学习”教学法的实施过程可分为三个阶段：第一阶段，明确讲授内容和教学目标；第二阶段，了解学生的基本情况，作出诊断性评价，制订具体实施教学计划；第三阶段，有的放矢，个别辅导，因材施教。
“掌握学习”教学法强调的是有一套行之有效的个性化的教学实践，以适应不同素质学生的操作性技能的学习，所以教师除针对不同的学生给予恰当的个别指导外，还要加强学习者在自我体验与感受后的反思与总结，然后再实践再反思，如此不断循环。在此过程中，教師应先明确提出教学目标，使得学生能对比教学目标进行训练，学习者自己时刻检测学习进度和技能掌握的熟练程度，成绩优秀者还能帮助和指导同伴学习，形成互帮互学、共同进步的良好学习氛围。 根据教育心理学家布卢姆的“掌握学习”教学理论，“掌握学习”教学法是要给予学生充足的学习时间去掌握学习材料。但是，高职手工电弧焊的实训课总学时都不会太长，一般为40学时左右。为解决学时紧迫的难题，故引入特定的辅助教学训练装置，从而促进教学活动产生最大绩效。整个学习过程分为引弧、运条、收弧三个学习阶段，其中引弧、运条训练引入辅助教学训练装置，目的是促进学生快速熟练掌握操作动作，形成“手、眼、脑”的动作协调一致。图3为无辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中运用“掌握学习”教学法，图4为有辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中运用“掌握学习”教学法。
图3 无辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中
运用“掌握学习”教学法
图4 有辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中
运用“掌握学习”教学法
四、实验结果分析与讨论
（一）实验结果与对比分析
表1和图5显示出实验班与控制班在各个项目上的平均成绩。从图表中可以看出，实验组学生不论是在操作技能的掌握方面还是在相关理论知识的掌握方面成绩都更为优秀。同时，成绩统计数据显示，有辅助训练装置辅助教学的班组其平均成绩均高于无装置班组的平均成绩，而且在没有辅助训练装置参与的训练项目即收弧项目的平均成绩无论是对比组还是实验组都无明显差异。这说明，辅助训练装置对学生快速掌握操作技能是有帮助的。
表1 两组学生平均成绩
项目 对比组1 对比组2 对比组3 对比组4 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4
引弧 78.2 77.9 81.3 81.5 84.2 83.7 86.5 85.3
运条 78.4 77.3 79.6 80.3 83.1 82.6 87.2 87.5
收弧 77.4 77.8 77.5 77.1 79 78.4 78.8 79.6
总测理论 83.2 82.3 84.6 84.3 87.1 86.5 90 90.3
总测实操 79.4 79.2 83.2 82.8 84.5 84.3 88.2 88.7
图5 实验组与对比组各项目成绩对比
（二）讨论
1.“掌握学习”教学法在教学应用中的作用。第一，有利于教师与全体学生的交流；第二，有利于教师单独与某一学生就其个人身体因素或理解程度不同产生的操作动作偏差的原因分析和纠正之间的交流。第三，有利于学生之间交流和分享成功经验。在整个教学过程中，教师的作用主要是动作示范、个别辅导，意在实现全员学习、学有所思、学有所成的学习效果。
2.实验的可取与不足之处。从学生对以手工电弧焊辅助训练装置教学的调查表来看，学生认为对他们在学习上有一定程度的帮助。老师也反映自从采用手工电弧焊辅助训练装置教学，学生能更容易、更快捷地掌握手工电弧焊的基本操作技能，学习兴趣大大地提高。调查结果显示，学生更愿意先采用手工电弧焊辅助训练装置进行动作的协调训练，待基本操作要领熟练后再实际上机操作，学生的自信心增强了，技能的掌握时间缩短了，训练的成本也大大降低了。
由于一些客观的因素，此研究也存在不足之处，诸如有少部分生源是中职生，有实际操作经验，此类实验人群没有剔除，造成实验结果有所偏差。由于实验仅以1个年级、8个班级进行对比，就此得到的结论可能有所偏差。
综上所述，将手工电弧焊辅助训练装置引入传统的手工电弧焊课堂，是一项积极可取的教学改革，也为这类传统技能的培训方法注入新的活力，将激励教师在此类技能训练方面作出更多的有益探索。
【参考文献】
[1]吴志超，刘绍曾，曲宗湖.现代教学论与体育教学[M].北京：人民体育出版社，1993
[2]布卢姆掌握学习论文集[M].王纲，等译.福州：福建教育出版社，1996
【基金项目】2016年度广西高校中青年教师基础能力提升项目（KY2016YB688）
【作者簡介】廖 丽（1979— ），女，广西陆川人，广西农业职业技术学院机电工程系讲师，研究方向：机械设计与制造。
【关键词】高职 手工电弧焊 “掌握学习”教学法 实验
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）07C-0051-03
焊接手艺是现代工业成长的一门主要学科，它被普遍地应用于各制造业中。手工电弧焊相对机器设备保障下的全自动或半自动焊具有更加机动、便利且成本低的特征，但对操作者的技术水平也提出了更高的要求。目前，在高职教学中普遍存在专项训练经费不足、教学方法传统，以及训练课时、培训设备、培训场地不够等问题，初学者在手工电弧焊综合实训课程结束后，普遍不能达到教学质量标准的要求。为此，笔者在广西农业职业技术学院机电系2015级机电专业8个班级中，设计“掌握学习”教学模式，探索“掌握学习”教学法在手工电弧焊教学中的可行性和效果。
一、手工电弧焊辅助教学用具的结构性能特点
许多学生反映刚上机操作时常常由于手、眼、脑的动作配合不协调，出现顾此失彼的现象，在较短的训练时间内很难真正掌握手工电弧焊的操作技术。为此，笔者设计开发了一款手工电弧焊辅助训练装置，见图1。该辅助训练装置由模拟焊枪组和模拟焊接工件组两个部分组成，可以模拟实现：焊条工作时焊条燃烧的过程、对运条轨迹是否超出规定进行自动检测及报警；对焊条与工件焊接表面是否保持2-4MM的空间距离进行自动检测及报警；模拟强光工作环境。
图1 手工电弧焊辅助训练装置示意图
二、实验概况
（一）实验目的
通过实施对比教学实验，分析实验结果，论证在手工电弧焊实训操作课中开展“掌握学习”教学法所产生的教学效果是否比常规教学法显著，同时检验手工电弧焊辅助训练装置在手工电弧焊实际操作训练中的作用。
（二）实验步骤
1.明确实验周期、阶段及目标。实验时间：2016年秋季共40学时/班。分为三个阶段：其一，准备阶段。手工电弧焊辅助训练装置的制作。其二，实施阶段。分别采取“掌握学习”教学法和传统教学课案实施教学，同时在对比班和实验班开展有辅助训练装置和没有辅助训练装置的教学。其三，总结阶段。对不同条件下的教学与测试结果进行关系研究。
2.实验变量设计。主要设计如下变量：
刺激变量1：实验班分别实施有辅助训练装置的“掌握学习”教学法和无辅助训练装置的“掌握学习”教学法；对比班分别实施有辅助训练装置的传统教学和无辅助训练装置的传统教学。
刺激变量2：在4个实验班中又分为两组，实验班1、2实施无辅助训练装置教学，实验班3、4实施有辅助训练装置教学；在4个对比班中又分为两组，对比班1、2实施无辅助训练装置教学，对比班3、4实施有辅助训练装置教学。
反应变量（实验假设）：有辅助训练装置进行操作动作训练教学的学生优于无辅助训练装置进行操作动作训练教学的学生；在操作技能的掌握速度与学习成本上，实验班学生优于对比班学生；实验班学生的认知能力、掌握同等技术操作的能力和掌握同等技术能力所花费的学习成本优于对比班。
控制变量：实验班和对比班的授课者皆选用同一位教师；教师对实验班和对比班实施相等的专业基础知识教学和操作技能教学视频教学；为避免“霍桑效应”（即那些意识到自己正在被别人观察的个人具有改变自己行为的倾向），对实验班、对比班均进行“学盲控制”，实行教考分离。聘请校外专业考评员担任考官，理论考核统一采用计算机随机抽题，技能实操考核则由考评员打分，考评员完全不知道学生的学习情况，保证测验结果的权威性，能比较真实地反映学生的技术水平。
3.被试选择。在广西农业职业技术学院机电系2015级自然平行班中整群抽取8个班，将其中4个班作为实验班，另4个班作为对比班。
三、实验教学的实施
（一）运用传统教学法的教学实验
在传统教学中，教师与学生往往一致认为，操作技能的掌握是学习的重点，不太看重相关的专业知识。所以其考核评价方法较为简单，只以学生实际焊接件作为考核对象，主要是目测焊缝外观质量，对焊缝内部质量及焊接操作程序未作考核。整个教学过程中，教师很少关注学生实操后的感受，失去较佳的经验传授时期，学生处于自我摸索的学习状态。教学中重点以学生频频上机操练为主，当面指导及错误原因分析、纠正错误动作较少。实际教学中，学生上课真正动手操作的时间非常短，大部分时间是在等待上机操作，浪费了学习时间。图1为无辅助训练装置的传统讲授模式，图2为有辅助训练装置的传统讲授模式。
图1 无辅助训练装置的传统讲授模式
图2 有辅助训练装置的传统讲授模式
（二）运用“掌握学习”教学法的教学实验
“掌握学习”教学是以“人人都能学习”这一信念为基础，以基础能力和能力倾向各有差异的学生组成的集体为前提，以教学目标的达成为准则，以传统的班级群体教学为基本形式，辅之以经常、及时的反馈和提供个别化帮助以及所需的额外学习时间，使所有学生都达到预定教学目标的一种教学活动体系。
“掌握学习”教学法的实施过程可分为三个阶段：第一阶段，明确讲授内容和教学目标；第二阶段，了解学生的基本情况，作出诊断性评价，制订具体实施教学计划；第三阶段，有的放矢，个别辅导，因材施教。
“掌握学习”教学法强调的是有一套行之有效的个性化的教学实践，以适应不同素质学生的操作性技能的学习，所以教师除针对不同的学生给予恰当的个别指导外，还要加强学习者在自我体验与感受后的反思与总结，然后再实践再反思，如此不断循环。在此过程中，教師应先明确提出教学目标，使得学生能对比教学目标进行训练，学习者自己时刻检测学习进度和技能掌握的熟练程度，成绩优秀者还能帮助和指导同伴学习，形成互帮互学、共同进步的良好学习氛围。 根据教育心理学家布卢姆的“掌握学习”教学理论，“掌握学习”教学法是要给予学生充足的学习时间去掌握学习材料。但是，高职手工电弧焊的实训课总学时都不会太长，一般为40学时左右。为解决学时紧迫的难题，故引入特定的辅助教学训练装置，从而促进教学活动产生最大绩效。整个学习过程分为引弧、运条、收弧三个学习阶段，其中引弧、运条训练引入辅助教学训练装置，目的是促进学生快速熟练掌握操作动作，形成“手、眼、脑”的动作协调一致。图3为无辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中运用“掌握学习”教学法，图4为有辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中运用“掌握学习”教学法。
图3 无辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中
运用“掌握学习”教学法
图4 有辅助教学训练装置的手工电弧焊技术教学中
运用“掌握学习”教学法
四、实验结果分析与讨论
（一）实验结果与对比分析
表1和图5显示出实验班与控制班在各个项目上的平均成绩。从图表中可以看出，实验组学生不论是在操作技能的掌握方面还是在相关理论知识的掌握方面成绩都更为优秀。同时，成绩统计数据显示，有辅助训练装置辅助教学的班组其平均成绩均高于无装置班组的平均成绩，而且在没有辅助训练装置参与的训练项目即收弧项目的平均成绩无论是对比组还是实验组都无明显差异。这说明，辅助训练装置对学生快速掌握操作技能是有帮助的。
表1 两组学生平均成绩
项目 对比组1 对比组2 对比组3 对比组4 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4
引弧 78.2 77.9 81.3 81.5 84.2 83.7 86.5 85.3
运条 78.4 77.3 79.6 80.3 83.1 82.6 87.2 87.5
收弧 77.4 77.8 77.5 77.1 79 78.4 78.8 79.6
总测理论 83.2 82.3 84.6 84.3 87.1 86.5 90 90.3
总测实操 79.4 79.2 83.2 82.8 84.5 84.3 88.2 88.7
图5 实验组与对比组各项目成绩对比
（二）讨论
1.“掌握学习”教学法在教学应用中的作用。第一，有利于教师与全体学生的交流；第二，有利于教师单独与某一学生就其个人身体因素或理解程度不同产生的操作动作偏差的原因分析和纠正之间的交流。第三，有利于学生之间交流和分享成功经验。在整个教学过程中，教师的作用主要是动作示范、个别辅导，意在实现全员学习、学有所思、学有所成的学习效果。
2.实验的可取与不足之处。从学生对以手工电弧焊辅助训练装置教学的调查表来看，学生认为对他们在学习上有一定程度的帮助。老师也反映自从采用手工电弧焊辅助训练装置教学，学生能更容易、更快捷地掌握手工电弧焊的基本操作技能，学习兴趣大大地提高。调查结果显示，学生更愿意先采用手工电弧焊辅助训练装置进行动作的协调训练，待基本操作要领熟练后再实际上机操作，学生的自信心增强了，技能的掌握时间缩短了，训练的成本也大大降低了。
由于一些客观的因素，此研究也存在不足之处，诸如有少部分生源是中职生，有实际操作经验，此类实验人群没有剔除，造成实验结果有所偏差。由于实验仅以1个年级、8个班级进行对比，就此得到的结论可能有所偏差。
综上所述，将手工电弧焊辅助训练装置引入传统的手工电弧焊课堂，是一项积极可取的教学改革，也为这类传统技能的培训方法注入新的活力，将激励教师在此类技能训练方面作出更多的有益探索。
【参考文献】
[1]吴志超，刘绍曾，曲宗湖.现代教学论与体育教学[M].北京：人民体育出版社，1993
[2]布卢姆掌握学习论文集[M].王纲，等译.福州：福建教育出版社，1996
【基金项目】2016年度广西高校中青年教师基础能力提升项目（KY2016YB688）
【作者簡介】廖 丽（1979— ），女，广西陆川人，广西农业职业技术学院机电工程系讲师，研究方向：机械设计与制造。