壓加工藝及設備課程的教學探討

【摘要】 壓加工藝及設備課程是廣西大學材料科學與工程專業開設的一門專業必修課。針對廣西鋁資源豐富的優勢和廣西將出現的鋼鐵大生產的專業背景,本文探討了壓加工藝及設備課程所面臨的挑戰,并提出教學重點。

【關鍵詞】 壓加工藝及設備教學重點

材料科學與工程專業的專業知識主要包括傳統的冶金、材料加工(熔鑄、壓力加工、熱處理、焊接等)和材料的應用(材料性能等)三大塊內容。壓加工藝及設備作為材料加工的一門工藝類核心課程,培養學生具備什么樣的知識結構和能力素質,使學生具有生產第一線應用型人才所需的能力,從而使學生適應21世紀冶金工業和地區經濟發展的需要,已成為本門課程教學探討的重要內容。本文以廣西大學壓加工藝及設備課程為例作初步探討。

一、新形勢下壓加工藝及設備課程面臨的挑戰

我國的鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業,是實現工業化的支撐產業,其發展狀況直接影響到我國經濟發展的進程。廣西地處中國—東盟自由貿易區中心位置,泛北部灣區域經濟合作與發展極大促進了廣西大型鋼鐵項目的建設。廣西的鋼鐵企業要在國際國內市場競爭中生存和發展,必須加快工藝和設備的現代化改造,加強產品質量的提高,加速市場所需要的新品種開發,這給鋼鐵企業人才的知識能力提出了更高的要求。

目前我國鋼鐵工業發展中存在的不足有:自主創新能力弱、高端產品依賴進口、資源短缺、能耗過高、環境污染嚴重等。要彌補這些不足,人才是關鍵所在。向廣西的鋼鐵企業輸送大量的高素質人才,作為廣西的地方院校來說是責無旁貸的;特別是廣西大學作為國家“ 211 工程”重點建設學校,本科教育更要體現“基礎和面向未來”的基本屬性,不僅要考慮到廣西鋁資源豐富的優勢,更要面對廣西將出現的鋼鐵大生產的專業背景,讓學生在課程內容的選擇上有更大的張力和自由度,既要具備扎實的專業基本功,又要有廣泛的專業知識背景,這就給金屬壓加工藝及設備這門課提出了嚴峻的挑戰。

二、新形勢下壓加工藝及設備課程的教學探討

第一,抓住主要思路,突出重點。廣西大學材料科學與工程專業為本科生開設的壓加工藝及設備課程主要指金屬的固態成型,其成型方法很多,常用的有擠壓、拉拔、鍛壓、沖壓、沖裁、彎曲、軋制等,每種壓力加工的方法都涉及到金屬的流動規律、變形原理、制品的組織性能控制、力能參數計算及產品的質量控制等內容。因此在有限的課堂時間內不可能每種加工方法、每方面的內容面面俱到,必須要抓住金屬與合金的化學成分、結構、組織與性能之間的內在聯系,以及在各種條件下的變化規律這一主思路,突出重點。課程內容的選取上要緊密聯系廣西的資源優勢,既應注重以鋁為重點的有色金屬的成形,又應注重鋼鐵的成形與加工;既研究材料成形的宏觀流動規律,又強調材料微觀組織演變規律的控制;教學以軋制成形工藝為主要載體,鋼鐵軋制為主,有色金屬軋制和部分金屬壓力加工設備穿插在工藝教學之中,并在課程中適當增加擠壓、沖壓、鍛造和拉拔原理的內容;選擇型材、板材、管材三類典型軋制生產為金屬壓力加工工藝教學內容,通過在學校進行生產工藝設計,再到先進的冶金企業進行生產實習,加深對成形工藝和設備工作原理理論知識的理解,體現基礎理論與實際應用緊密、有機結合的特點。

第二,緊密聯系專業基礎知識,溫故而知新。壓加工藝及設備課程需以材料科學基礎、金屬塑性加工原理等課程為基礎,要學好這門課必須要有扎實的材料學的基礎功。因此在授課的時候,要不斷的聯系學過的基礎知識及相關的內容,把相關的內容融入到新的課程里面,讓知識融會貫通。以6063鋁合金的擠壓成型為例,首先,應弄清楚6063鋁合金的成分,它的主要強化相是什么,這就要緊密聯系金屬的強韌化理論。其次,應弄清楚擠壓的方法,通過力能參數計算來選擇擠壓機的噸位,確定鑄棒的規格。再次,擠壓時的變形溫度、變形速度及變形程度如何控制,才能達到想要的力學性能,這其中要“揉入”晶體缺陷、組織性能控制等知識,才能使學生對6063鋁合金的擠壓工藝有較為完整的認識,達到溫故而知新。

第三,將科研溶入到課堂教學中。在課堂教學中借助多媒體技術,應用大量的照片、圖片、錄像等將工藝過程以形象、直觀、學生易于接受的形式展現在學生面前,從而彌補了在工廠現場參觀少、參觀不足的缺陷。此外,任課教師將科研成果作為理論解決實際問題的案例編成課件,擴充教學資源。利用“看得見、摸得著”的案例使學生加深對基本原理的理解、體會理論結合實際的樂趣,從而發掘出被教育者的潛力,提高教學效率。在擴充資料部分,將不便在正文中介紹的學科最新的研究情況、學術界尚存爭議的問題、研究背景等介紹給學生,這樣既豐富了學生的知識面,又有利于激勵學生學習熱情,有效地提高了課堂教學效果,也為學生課外自學提供了基本條件和良好基礎。

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第四,通過實踐環節加深對課程內容的“吸收”。通過課程設計和生產實習的環節,進行理論聯系實際教學:鼓勵學生根據工廠的現場生產選擇典型產品組織工藝制訂、生產管理、設備結構分析、經濟指標核算相結合的綜合教學,并由此舉一反三,引導學生掌握其他產品的工藝知識;為學生安排實驗課,讓學生獨立完成;鼓勵有興趣的學生開展科技創新活動,針對某一小課題成立研究小組,引導學生參加科研實踐,讓學生感受到理論學習的重要性和運用知識的樂趣。在本門課程設計的選題上,盡量來源于生產實際的產品開發,車間設計和車間改造,盡量按學生就業的可能去向,確定設計題目,做到有的放矢,在走上工作崗位后能盡快熟悉業務,承擔起所在車間類型的工藝工作。

第五,在經典內容的基礎上,適當補充新技術新工藝的知識。金屬材料是現代工業、農業、國防及科學技術的重要物質基礎,正在迅猛發展,在金屬學領域不斷出現新材料、新理論和新工藝,教科書上并未完全反映出來,應適當充實當前壓力加工領域的最新研究成果,使學生及時了解材料科學的最新研究和發展動態。比如材料的智能制備與成形加工技術,發展計算機數值模擬、仿真模擬及神經網絡技術,構筑完善的材料數據庫等。

【參考文獻】

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[2]胡彬,肖大志,張鵬等.面向21 世紀金屬壓力加工專業教學內容和課程體系改革研究[J]. 重慶工業高等專科學校學報,2000(4)

【作者簡介】 趙艷君(1971-),女,遼寧葫蘆島人,廣西大學材料科學與工程學院講師,碩士,研究方向:鋼鐵和有色金屬新材料。

(責編盧海)