材料成形實(shí)踐教學(xué)改革的探索

安徽 吳煒 李小蘊(yùn) 王連超 席赟

材料成形實(shí)踐教學(xué)改革的探索

安徽 吳煒 李小蘊(yùn) 王連超 席赟

隨著現(xiàn)代成形制造技術(shù)的發(fā)展，材料成形實(shí)踐教學(xué)的改革勢(shì)在必行。合肥工業(yè)大學(xué)工業(yè)培訓(xùn)中心依托工程訓(xùn)練國(guó)家級(jí)精品課程的建設(shè)，加大先進(jìn)成形設(shè)備的投入，并以此為引導(dǎo)，對(duì)材料成形實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和體系進(jìn)行了改革，并加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，建成了省內(nèi)甚至國(guó)內(nèi)高水平的材料成形實(shí)踐教學(xué)基地。

材料成形實(shí)踐教學(xué)；工程訓(xùn)練；先進(jìn)制造技術(shù)

前言

材料成形實(shí)踐教學(xué)是工程訓(xùn)練課程的重要組成部分，課程內(nèi)容主要包括“鑄造、鍛壓、焊接”等方面的相關(guān)實(shí)習(xí)和實(shí)踐，主要讓學(xué)生熟悉和掌握常見工程材料的性能及機(jī)械零件的毛坯成形方法和工藝，在傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)及現(xiàn)代工程訓(xùn)練中都占有十分重要的地位。

但是材料成形實(shí)踐教學(xué)基地在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有得到相應(yīng)的重視，使得其在工程訓(xùn)練中處于相對(duì)尷尬的地位，相對(duì)于機(jī)械加工（冷加工）的發(fā)展，還處于一個(gè)相對(duì)落后的傳統(tǒng)金工實(shí)習(xí)的階段，致使學(xué)生在實(shí)習(xí)中認(rèn)為鑄造實(shí)習(xí)就是玩玩砂子——主要進(jìn)行手工砂型鑄造，鍛壓實(shí)習(xí)就是掄大錘——手工自由鍛造，而焊接就是手工焊條電弧焊?？v觀目前的制造業(yè)，特別是航天、航空、汽車、能源、化工等主要行業(yè)，先進(jìn)成形技術(shù)裝備的使用越來(lái)越多、應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，技術(shù)水平發(fā)展非常快。先進(jìn)成形加工技術(shù)裝備的普遍使用，要求人才必須具備這方面的素質(zhì)，而學(xué)生在實(shí)習(xí)中不能獲得關(guān)于材料成形現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)十分不利，使學(xué)生在鑄造、鍛壓、焊接等工種實(shí)習(xí)時(shí)提不起興趣，看不上材料成形相關(guān)工種，并產(chǎn)生消極怠工情緒。這對(duì)于我?！昂窕A(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”人才培養(yǎng)目標(biāo)和“工程基礎(chǔ)厚、工作作風(fēng)實(shí)、創(chuàng)業(yè)能力強(qiáng)”的人才培養(yǎng)特色服務(wù)的教學(xué)宗旨的實(shí)施十分不利。而教育部“工程材料及機(jī)械基礎(chǔ)”課程指導(dǎo)小組也要求,工程訓(xùn)練教學(xué)實(shí)習(xí)內(nèi)容中現(xiàn)代制造技術(shù)的實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)容應(yīng)在20%-40%左右，在冷加工方面，現(xiàn)代制造技術(shù)的比例已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)這個(gè)比例，但在熱加工方面，現(xiàn)代制造技術(shù)的實(shí)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)要求。綜合各方面考慮，在材料成形實(shí)踐教學(xué)中務(wù)必要進(jìn)行改革，增加先進(jìn)制造技術(shù)的設(shè)備，進(jìn)行課程體系和課程內(nèi)容的改革和創(chuàng)新。

1 基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)

為了加強(qiáng)材料成形教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合肥工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練中心根據(jù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求以及現(xiàn)代社會(huì)材料成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，近年先后添置了弧焊機(jī)器人、激光多功能焊機(jī)、等離子切割機(jī)、鋁鎂合金壓鑄機(jī)、粉末冶金燒結(jié)爐、熔融擠壓快速成型系統(tǒng)、消失模鑄造系統(tǒng)、中頻快速節(jié)能熔煉爐、數(shù)控沖床及數(shù)控剪板機(jī)等，大大提高了我校的先進(jìn)材料成形裝備的技術(shù)水平，形成了準(zhǔn)工業(yè)化的實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)環(huán)境。

2 教學(xué)及教研隊(duì)伍的建設(shè)

教師在現(xiàn)代先進(jìn)材料成形訓(xùn)練中起主導(dǎo)作用,教師水平的高低決定著工程訓(xùn)練水平的高低,教師不僅要具備雄厚的理論基礎(chǔ),而且要有分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)人員不僅要掌握現(xiàn)代工業(yè)制造的基本理論知識(shí),而且要具備一定的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),要能維護(hù)、檢修設(shè)備,同時(shí)要能解答學(xué)生在訓(xùn)練過(guò)程中提出的各種問(wèn)題。建設(shè)一支知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、能熟練掌握現(xiàn)代先進(jìn)材料成形訓(xùn)練的教學(xué)及科研實(shí)驗(yàn)的高水平師資隊(duì)伍，這對(duì)于材料成形實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)至關(guān)重要。學(xué)校工業(yè)培訓(xùn)中心通過(guò)招聘、選留、培訓(xùn)、在職攻讀學(xué)位等多種方式，不斷改善材料成形教學(xué)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu),提高教學(xué)和實(shí)踐人員的學(xué)歷層次。形成由學(xué)術(shù)帶頭人、學(xué)術(shù)骨干或高水平教授主持和參與實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和新訓(xùn)練項(xiàng)目開發(fā)的局面。重視青年教師的培養(yǎng)工作,中心鼓勵(lì)青年教師通過(guò)在職攻讀碩士、博士學(xué)位來(lái)提高自身的知識(shí)層次。每年開展實(shí)踐教學(xué)基本功競(jìng)賽活動(dòng),促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高。同時(shí)通過(guò)加強(qiáng)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的政治思想教育,樹立良好的職業(yè)道德,培養(yǎng)一批具有為人師表、勤奮敬業(yè)、責(zé)任心強(qiáng)、工作有創(chuàng)新精神、熱心實(shí)踐教學(xué)和基地建設(shè)的師資力量。實(shí)施業(yè)績(jī)考核、在職培訓(xùn)等方式,提高實(shí)踐教學(xué)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì),逐步建設(shè)一支適應(yīng)我校實(shí)踐教學(xué)和科研發(fā)展需要的教學(xué)人員隊(duì)伍。目前，中心先后引進(jìn)材料成形專業(yè)博士2名、碩士2名，組建了一支包括教授1名、副教授1名、副研究員1名、講師1名、工程師2名的專業(yè)知識(shí)過(guò)硬的師資隊(duì)伍。實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師14名，其中具有技師資格的1名，高級(jí)技工2名,中級(jí)技工1名。

3 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的建設(shè)

3.1 面向低年級(jí)學(xué)生的工程訓(xùn)練課程

針對(duì)大一、大二年級(jí)本科生的工程訓(xùn)練A、工程訓(xùn)練B、工程訓(xùn)練C和工程訓(xùn)練D實(shí)習(xí)，結(jié)合現(xiàn)有的硬件設(shè)備，重點(diǎn)突出先進(jìn)制造技術(shù)，同時(shí)兼顧傳統(tǒng)的材料成形方法，突出新技術(shù)、新材料和新工藝的原理和應(yīng)用，擴(kuò)展學(xué)生的視野。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)要求在工程訓(xùn)練中加入相應(yīng)的內(nèi)容，包括鑄造部分的鋁合金壓鑄成形和消失模鑄造成形，焊接部分增加弧焊機(jī)器人和激光多功能焊機(jī)，鍛壓部分增加數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機(jī)內(nèi)容，在其他成形方法中增加粉末冶金成形等內(nèi)容。

基于上述想法，教研室老師首先進(jìn)行教學(xué)大綱的修訂，將現(xiàn)代材料成形實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容加入到工程訓(xùn)練的教學(xué)大綱中，其中考慮到先進(jìn)材料成形技術(shù)與傳統(tǒng)成形技術(shù)內(nèi)容的合理安排及工程訓(xùn)練中其他工種與材料成形實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)的合理分配、協(xié)調(diào)及相互呼應(yīng)。

根據(jù)教學(xué)大綱，確定材料成形各工種具體的教學(xué)內(nèi)容并形成教學(xué)文件具體實(shí)施，其中包括新增先進(jìn)材料成形方法原理，工藝流程和特點(diǎn)及先進(jìn)設(shè)備的介紹、操作，毛坯件的成形等；編寫與之相適應(yīng)的實(shí)習(xí)報(bào)告，制定相應(yīng)的多媒體課件針對(duì)不同專業(yè)要求，輔助開設(shè)材料成形先進(jìn)制造技術(shù)講座，開闊學(xué)生視野，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)全面的了解。

3.2 面向三、四年級(jí)學(xué)生及研究生進(jìn)行更高層次的工程實(shí)踐和課題研究

為了充分利用材料成形的現(xiàn)有教學(xué)資源，中心擬探索與材料學(xué)院、化工學(xué)院等相關(guān)專業(yè)達(dá)成意向，準(zhǔn)備接納學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及科學(xué)研究課題。我們擁有先進(jìn)的成形設(shè)備，在學(xué)院、學(xué)校，甚至在國(guó)內(nèi)都是領(lǐng)先的，可以更好地為高年級(jí)專業(yè)的學(xué)生服務(wù)，更可以為研究生進(jìn)行課題研究提供幫助。

4 效果和意義

本教學(xué)改革完善了工程訓(xùn)練中先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)，提高了工程訓(xùn)練的內(nèi)涵建設(shè)，改善了材料成形實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，使工程訓(xùn)練冷熱加工的建設(shè)能夠齊頭并進(jìn)，均衡發(fā)展；形成以先進(jìn)成形技術(shù)為引領(lǐng)的，融先進(jìn)與傳統(tǒng)技術(shù)為一體的材料成形技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系和準(zhǔn)工業(yè)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)境；建立了多層次、一體化的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、講義和教學(xué)課件；建立了一支能夠同時(shí)承擔(dān)先進(jìn)成形加工和傳統(tǒng)成形加工教學(xué)的師資隊(duì)伍。

新的教學(xué)改革成果實(shí)施后，每年有7000名大學(xué)生在中心準(zhǔn)工業(yè)化的實(shí)踐環(huán)境中進(jìn)行材料成形的實(shí)踐，期望他們?cè)趯?shí)習(xí)中能獲得以先進(jìn)材料成形技術(shù)為主導(dǎo)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)自身先進(jìn)材料成形技術(shù)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，改善知識(shí)結(jié)構(gòu)；讓學(xué)生在工程訓(xùn)練中通過(guò)工程實(shí)踐來(lái)了解現(xiàn)代工程背景和先進(jìn)制造技術(shù)，提高學(xué)生的現(xiàn)代企業(yè)管理、工程實(shí)踐的能力，使他們具有技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)和較高的綜合素質(zhì)，為學(xué)生將來(lái)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，也使我校工業(yè)培訓(xùn)中心在材料成形加工教學(xué)方面成為生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、課題研究和師資培養(yǎng)的基地。

(作者單位：合肥工業(yè)大學(xué)工業(yè)培訓(xùn)中心)

（編輯 劉麗娜）