材料成形實踐教學(xué)改革的探索

安徽 吳煒 李小蘊 王連超 席赟

材料成形實踐教學(xué)改革的探索

安徽 吳煒 李小蘊 王連超 席赟

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

材料成形實踐教學(xué)；工程訓(xùn)練；先進制造技術(shù)

前言

材料成形實踐教學(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)實習(xí)和實踐，主要讓學(xué)生熟悉和掌握常見工程材料的性能及機械零件的毛坯成形方法和工藝，在傳統(tǒng)的金工實習(xí)及現(xiàn)代工程訓(xùn)練中都占有十分重要的地位。

但是材料成形實踐教學(xué)基地在相當長的時間內(nèi)沒有得到相應(yīng)的重視，使得其在工程訓(xùn)練中處于相對尷尬的地位，相對于機械加工（冷加工）的發(fā)展，還處于一個相對落后的傳統(tǒng)金工實習(xí)的階段，致使學(xué)生在實習(xí)中認為鑄造實習(xí)就是玩玩砂子——主要進行手工砂型鑄造，鍛壓實習(xí)就是掄大錘——手工自由鍛造，而焊接就是手工焊條電弧焊。縱觀目前的制造業(yè)，特別是航天、航空、汽車、能源、化工等主要行業(yè)，先進成形技術(shù)裝備的使用越來越多、應(yīng)用范圍越來越廣，技術(shù)水平發(fā)展非常快。先進成形加工技術(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)生在實習(xí)中不能獲得關(guān)于材料成形現(xiàn)代先進制造技術(shù)的相關(guān)知識，對于學(xué)生的培養(yǎng)十分不利，使學(xué)生在鑄造、鍛壓、焊接等工種實習(xí)時提不起興趣，看不上材料成形相關(guān)工種，并產(chǎn)生消極怠工情緒。這對于我校“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”人才培養(yǎng)目標和“工程基礎(chǔ)厚、工作作風實、創(chuàng)業(yè)能力強”的人才培養(yǎng)特色服務(wù)的教學(xué)宗旨的實施十分不利。而教育部“工程材料及機械基礎(chǔ)”課程指導(dǎo)小組也要求,工程訓(xùn)練教學(xué)實習(xí)內(nèi)容中現(xiàn)代制造技術(shù)的實習(xí)時間內(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)達到甚至超過這個比例，但在熱加工方面，現(xiàn)代制造技術(shù)的實習(xí)遠遠達不到這個要求。綜合各方面考慮，在材料成形實踐教學(xué)中務(wù)必要進行改革，增加先進制造技術(shù)的設(shè)備，進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)的目標要求以及現(xiàn)代社會材料成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，近年先后添置了弧焊機器人、激光多功能焊機、等離子切割機、鋁鎂合金壓鑄機、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)控剪板機等，大大提高了我校的先進材料成形裝備的技術(shù)水平，形成了準工業(yè)化的實踐訓(xùn)練教學(xué)環(huán)境。

2 教學(xué)及教研隊伍的建設(shè)

教師在現(xiàn)代先進材料成形訓(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際問題的能力。實踐教學(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,而且要具備一定的實際生產(chǎn)經(jīng)驗,要能維護、檢修設(shè)備,同時要能解答學(xué)生在訓(xùn)練過程中提出的各種問題。建設(shè)一支知識結(jié)構(gòu)合理、能熟練掌握現(xiàn)代先進材料成形訓(xùn)練的教學(xué)及科研實驗的高水平師資隊伍，這對于材料成形實踐教學(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)人員的知識結(jié)構(gòu),提高教學(xué)和實踐人員的學(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訓(xùn)、實驗指導(dǎo)和新訓(xùn)練項目開發(fā)的局面。重視青年教師的培養(yǎng)工作,中心鼓勵青年教師通過在職攻讀碩士、博士學(xué)位來提高自身的知識層次。每年開展實踐教學(xué)基本功競賽活動,促進教師教學(xué)水平的提高。同時通過加強實踐實驗教學(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)、責任心強、工作有創(chuàng)新精神、熱心實踐教學(xué)和基地建設(shè)的師資力量。實施業(yè)績考核、在職培訓(xùn)等方式,提高實踐教學(xué)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì),逐步建設(shè)一支適應(yīng)我校實踐教學(xué)和科研發(fā)展需要的教學(xué)人員隊伍。目前，中心先后引進材料成形專業(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)知識過硬的師資隊伍。實習(xí)指導(dǎo)老師14名，其中具有技師資格的1名，高級技工2名,中級技工1名。

3 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的建設(shè)

3.1 面向低年級學(xué)生的工程訓(xùn)練課程

針對大一、大二年級本科生的工程訓(xùn)練A、工程訓(xùn)練B、工程訓(xùn)練C和工程訓(xùn)練D實習(xí)，結(jié)合現(xiàn)有的硬件設(shè)備，重點突出先進制造技術(shù)，同時兼顧傳統(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器人和激光多功能焊機，鍛壓部分增加數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機內(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，教研室老師首先進行教學(xué)大綱的修訂，將現(xiàn)代材料成形實踐教學(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踐教學(xué)內(nèi)容學(xué)時的合理分配、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)文件具體實施，其中包括新增先進材料成形方法原理，工藝流程和特點及先進設(shè)備的介紹、操作，毛坯件的成形等；編寫與之相適應(yīng)的實習(xí)報告，制定相應(yīng)的多媒體課件針對不同專業(yè)要求，輔助開設(shè)材料成形先進制造技術(shù)講座，開闊學(xué)生視野，讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有一個全面的了解。

3.2 面向三、四年級學(xué)生及研究生進行更高層次的工程實踐和課題研究

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)達成意向，準備接納學(xué)生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及科學(xué)研究課題。我們擁有先進的成形設(shè)備，在學(xué)院、學(xué)校，甚至在國內(nèi)都是領(lǐng)先的，可以更好地為高年級專業(yè)的學(xué)生服務(wù)，更可以為研究生進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)練中先進制造技術(shù)的實踐教學(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，均衡發(fā)展；形成以先進成形技術(shù)為引領(lǐng)的，融先進與傳統(tǒng)技術(shù)為一體的材料成形技術(shù)實踐教學(xué)體系和準工業(yè)化實踐教學(xué)環(huán)境；建立了多層次、一體化的教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、講義和教學(xué)課件；建立了一支能夠同時承擔先進成形加工和傳統(tǒng)成形加工教學(xué)的師資隊伍。

新的教學(xué)改革成果實施后，每年有7000名大學(xué)生在中心準工業(yè)化的實踐環(huán)境中進行材料成形的實踐，期望他們在實習(xí)中能獲得以先進材料成形技術(shù)為主導(dǎo)的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，大大增強自身先進材料成形技術(shù)的實踐能力和創(chuàng)新能力，改善知識結(jié)構(gòu)；讓學(xué)生在工程訓(xùn)練中通過工程實踐來了解現(xiàn)代工程背景和先進制造技術(shù)，提高學(xué)生的現(xiàn)代企業(yè)管理、工程實踐的能力，使他們具有技術(shù)創(chuàng)新意識和較高的綜合素質(zhì)，為學(xué)生將來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時，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)實習(xí)、畢業(yè)實習(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）