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焊接技术作为能源装备制造的关键工艺环节,对具备材料、控制与人工智能等跨学科综合素养的应用型人才需求越发迫切。山东石油化工学院智能制造与控制工程学院紧扣行业升级难点与高校育人痛点,聚焦“绿色引领、智能赋能、融合育人”特色,系统开展了石化焊接教育的理念重构与体系革新,探索形成面向绿色制造与智能化发展的应用型人才培养新模式。 理念革新:重塑培养理念,激发工程思维内驱力 学院聚焦“能源装备绿色化与智能化制造”,重塑应用型本科的培养目标体系,引导学生在理解材料组织演变、焊缝冶金过程、结构应力控制等背后机理的基础上,具备“工程师思维”。在课程体系顶层设计中,学院坚持“目标导向—问题导向—能力导向”相结合,构建由理论认知、工程设计、工艺创新到质量控制的四维教学逻辑,实现从“会焊接”到“懂焊接”的跃升,使学生成为能源装备绿色制造的探索者与创新者。同时,学院建立教师教学创新共同体,围绕“原理显性、任务驱动、数据反馈”三大主题,定期开展集体备课与公开课评审,引导教师从“经验教学”转向“证据教学”。 体系重构:构建案例链体系,贯通课程群育人通道 面对行业高质量发展对人才的要求,学院提出“以工程案例为核心、以课程群为载体”的教学体系重构思路。团队结合石化装备典型工况,遴选出高压换热器管板、酸性气管线、大型储罐等20余项真实案例,依照“需求→方案→设计→控制→过程→验收→改进”七大环节拆解知识点与能力点,形成“案例驱动、链式递进”的教学体系。这些案例被嵌入“工程材料学”“焊接结构”“材料成型微机应用”“无损检测技术”等课程,最终在“石油化工焊接技术”课程中实现综合汇聚。通过这一体系,学生在课堂中即可完成“选材料、定工艺、控质量、保性能”的全流程训练,打通从课堂到工厂、从知识到能力的育人链条。 智能赋能:打造AI双端平台,构建沉浸互动学习新生态 顺应人工智能技术融入教育的新趋势,学院自主研发了“教师端+学生端”双端AI教学平台,构建数字化焊接教学新生态。教师端可实现教材、案例、知识图谱的智能推送,并通过AI驱动的可视化分析系统,实时呈现课堂活跃度、学生参与度及知识掌握度,为精准教学与个性化指导提供依据;学生端则集成焊缝缺陷识别、虚拟实验、参数预测与学习路径推荐等模块,支持学生在虚拟场景中完成实验操作与工艺决策,体验“教、学、练、评”一体化的沉浸式学习。课堂教学则引入“即时反馈—任务闯关—情境仿真”机制,结合脑科学的注意力激活原理,让学生获得高频正反馈。 AI系统基于卷积神经网络(CNN)与知识追踪模型(KT)的轻量化算法,可自动采集并分析学习行为数据,动态生成学习曲线与能力画像。教师可据此优化教学节奏、调整重难点,AI模块还可自动生成课程质量诊断报告,实现教学改进的“数据闭环”。截至目前,平台已覆盖10余门核心课程,服务师生千余人次,在教学精准化和学习可视化方面取得显著成效,成为学院推进教育数字化改革的重要支撑。 产教融合:共建智能焊接实验场,构筑应用型人才高地 学院积极构建“校企共育、科研支撑、平台协同”的开放式育人体系。与中石化、中石油及多家区域骨干企业共建联合实践基地,建设焊接工艺数字孪生实验室和AI检测中心,形成从实验室到生产线的闭环育人场景。企业专家全程参与课程设计、实训指导与毕业设计,教师将科研成果与工程问题深度融合,实现“科研反哺教学、教学驱动创新”。学院依托企业真实项目,开设“焊接质量数字诊断”“氢能管道焊接工艺优化”等专题课程,为学生提供参与国家与行业科研项目的机会,使课堂真正成为能源产业创新链的起点。 未来,学院将继续以能源装备智能制造为引领,深化教育数字化与绿色制造的融合创新,持续完善石化焊接教育的育人体系与科研支撑平台,为国家能源转型和区域经济高质量发展培养更多高素质、创新型、复合型人才。 (付超 郭丽娟)
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