機(jī)械類基礎(chǔ)課實踐環(huán)節(jié)的探索研究

方濤　于捷　尹桂敏

【摘要】本文提出由學(xué)生自己在金工實習(xí)中完成《材料力學(xué)》中的拉伸與壓縮實驗試件制備的觀點，實現(xiàn)金工實習(xí)和力學(xué)實驗的有機(jī)結(jié)合，即能節(jié)約實驗成本，又能提高學(xué)生做實驗和參加金工實習(xí)的積極性。因此，這項研究是很有必要的，方案是可行的。

【關(guān)鍵詞】試件 金工實習(xí) 拉伸與壓縮實驗

【基金項目】吉林省教育科學(xué)“十三五”一般規(guī)化課題（GH170140），長春大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究課題（XJYB15-18）。

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）39-0228-02

引言

2014年3月中國教育部改革方向已經(jīng)明確：全國普通本科高等院校1200所學(xué)校中，將有600多所逐步向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)型的大學(xué)本科院校正好占高?？倲?shù)的50%[1]。“應(yīng)用型本科”是對新型的本科教育和新層次的高職教育相結(jié)合的教育模式的探索，由部分省屬本科院校與國家級示范性高等職業(yè)院校、國家大型骨干企業(yè)聯(lián)合試點培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的應(yīng)用型本科專業(yè)人才。對于應(yīng)用型學(xué)校，工學(xué)專業(yè)中的實驗課和金工實習(xí)都是重中之重。[1]

1.拉伸與壓縮實驗試件

常溫、靜載下的軸向拉伸與壓縮實驗是《材料力學(xué)》實驗中最基本、應(yīng)用最廣泛的實驗。通過拉伸與壓縮實驗，可以全面的測定材料的力學(xué)性能，如彈性、塑性、強(qiáng)度等性能指標(biāo)。這些性能指標(biāo)對材料力學(xué)的分析計算、工程分析、選擇材料和新材料開發(fā)都有極其重要的作用。實驗中用到主要設(shè)備、儀器及材料分別是微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)，千分尺、游標(biāo)卡尺、分規(guī)、銅片尺和低碳鋼及鑄鐵拉伸試件。圖1-1和圖1-2分別是拉伸與壓縮實驗中用到的實驗試件，材料分別是Q235和HT200，現(xiàn)在由學(xué)校每年統(tǒng)一訂購。

2.高校中的金工實習(xí)

我國現(xiàn)行的教育體制，使得通過高考而進(jìn)入大學(xué)的大學(xué)生的動手實踐能力比較薄弱。因此，處于學(xué)校和社會過渡階段的大學(xué)就承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的任務(wù)，金工實習(xí)就是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的有效途徑。金工實習(xí)又叫金屬加工工藝實習(xí)，是一門實踐性基礎(chǔ)課，是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生必不可少的必修課，也是非機(jī)類有關(guān)專業(yè)教學(xué)計劃中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[2]。金工實習(xí)包括車工，銑工，鉗工，砂型鑄造，特殊加工（線切割，激光加工），數(shù)控銑，數(shù)控車等實訓(xùn)項目，可以使學(xué)生在了解傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝和現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不同的同時，掌握簡單零件加工方法選擇和工藝分析的能力，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識圖紙、加工符號及了解技術(shù)條件的能力，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。圖2-1是金工實習(xí)中實訓(xùn)項目之一，做一把金屬小錘，它分為錘柄和錘頭，錘柄的材料是Q235，錘頭的材料是45。

3.金工實習(xí)和《材料力學(xué)》實驗的有機(jī)結(jié)合

根據(jù)第三次全教會精神，要推進(jìn)全面素質(zhì)教育，把提高國民素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力作為教育的重點[3]，各個學(xué)校都增加了對金工實習(xí)和實驗課程的關(guān)注度，但是由于各種原因，實驗教學(xué)仍然存在一些弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）實驗耗材費用高。拉伸與壓縮試驗是一個破壞性試驗，要求每個同學(xué)都操作，也就是每個同學(xué)需要一個實驗試件，這個樣品的需求量是巨大的。目前，其試樣主要是零散購買或者學(xué)校統(tǒng)一進(jìn)行訂購。拉伸與壓縮試件每生約為30元左右，我們學(xué)院每年的新生約300人，僅僅是《材料力學(xué)》的一個拉伸與壓縮實驗，這一項每年支出約為9000元。

2）實驗工位不足。實驗的設(shè)備有限，不能每個學(xué)生都有實驗工位，因此大部分學(xué)校都是指導(dǎo)教師先給學(xué)生進(jìn)行分組，學(xué)生以小組為單位對一組設(shè)備輪流進(jìn)行操作。這樣容易導(dǎo)致部分學(xué)生動手實驗，部分學(xué)生只觀看不動手的問題，同時這種實驗方式容易降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3）指導(dǎo)教師精力有限。通常是由一個或兩個教師指導(dǎo)一個班級的學(xué)生，指導(dǎo)教師很難對每個學(xué)生都進(jìn)行指導(dǎo)。勤奮的學(xué)生會主動鉆研和學(xué)習(xí)，對于自控力較差和學(xué)習(xí)不主動的學(xué)生，沒有指導(dǎo)教師進(jìn)行實時地約束和指導(dǎo)，很可能在實驗過程中一無所獲。

金工實習(xí)中也存在上述的問題2）和問題3）。如果我們把金工實習(xí)和《材料力學(xué)》實驗有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生自己在金工實習(xí)課程中加工拉伸與壓縮實驗試件，可以有效的解決上述弊端，優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）節(jié)約材料力學(xué)實驗成本。僅僅是一個材料力學(xué)拉伸試驗，通過學(xué)生自己做試樣，每個樣品的成本降低為棒料的成本，每個毛坯僅為3元，這樣大大降低了實驗成本。

2）加深課程內(nèi)容理解。通過自己加工樣品，學(xué)生能夠更好的理解粗糙度、形位公差、材料種類等參數(shù)對力學(xué)性能的影響。根據(jù)這些結(jié)果，可以讓學(xué)生在操作過程中加深對課程內(nèi)容的理解。

3）能夠提高學(xué)生金工實習(xí)和實驗的積極性。我校課程培養(yǎng)大綱要求，實驗課成績占理論課總成績的10%，而且實驗成績不合格，不允許參加理論課程考試。這樣，每個學(xué)生對自己實驗試件的制作會非常認(rèn)真，如果試件制作不成功，會導(dǎo)致后續(xù)理論課程實驗的無法實現(xiàn)，所以，這一措施將會激發(fā)學(xué)生參加金工實習(xí)的積極性和主動性。另一方面，試件是學(xué)生自己制備的，學(xué)生更有意愿去測試試樣的性能，了解試件性能的好壞。即增強(qiáng)了學(xué)生對課程實驗的興趣，又提高了學(xué)生參加金工實習(xí)的主動性。而學(xué)生制作拉伸和壓縮實驗的試件，只相當(dāng)于金工實習(xí)中加工小錘柄的難度，甚至比加工小錘柄的難度系數(shù)還低，所以讓學(xué)生在金工實習(xí)中加工自己后續(xù)課程中用到的實驗樣件，是完全可行的。

4.結(jié)語

本文提出由學(xué)生自己在金工實習(xí)中完成《材料力學(xué)》拉伸與壓縮試件制備的觀點，實現(xiàn)金工實習(xí)和力學(xué)實驗的有機(jī)結(jié)合，不僅能節(jié)約材料力學(xué)的實驗成本，還能提高學(xué)生做實驗以及參加金工實習(xí)的積極性。而且學(xué)生制作拉伸和壓縮實驗的試件的難度比金工實習(xí)中加工小錘柄的難度系數(shù)低得多，所以方案是可行的。

參考文獻(xiàn)：

[1]范超.關(guān)于建設(shè)應(yīng)用型本科院校“雙師型”師資隊伍的幾點思考，中國培訓(xùn)，2015（12）

[2]胡虹.應(yīng)用型本科院校金工實習(xí)教學(xué)改革探索與實踐，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2016（1）

[3]王義遒.當(dāng)前實驗教學(xué)改革的幾個問題，實驗技術(shù)與管理，2000（4）

作者簡介：

方濤，女，講師，碩士，主要從事機(jī)械理論與設(shè)計方面的研究。