材料成形實踐教學改革的探索

安徽 吳煒 李小蘊 王連超 席赟

材料成形實踐教學改革的探索

安徽 吳煒 李小蘊 王連超 席赟

隨著現代成形制造技術的發展，材料成形實踐教學的改革勢在必行。合肥工業大學工業培訓中心依托工程訓練國家級精品課程的建設，加大先進成形設備的投入，并以此為引導，對材料成形實踐教學的內容和體系進行了改革，并加強師資隊伍建設，建成了省內甚至國內高水平的材料成形實踐教學基地。

材料成形實踐教學；工程訓練；先進制造技術

前言

材料成形實踐教學是工程訓練課程的重要組成部分，課程內容主要包括“鑄造、鍛壓、焊接”等方面的相關實習和實踐，主要讓學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，在傳統的金工實習及現代工程訓練中都占有十分重要的地位。

但是材料成形實踐教學基地在相當長的時間內沒有得到相應的重視，使得其在工程訓練中處于相對尷尬的地位，相對于機械加工（冷加工）的發展，還處于一個相對落后的傳統金工實習的階段，致使學生在實習中認為鑄造實習就是玩玩砂子——主要進行手工砂型鑄造，鍛壓實習就是掄大錘——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，特別是航天、航空、汽車、能源、化工等主要行業，先進成形技術裝備的使用越來越多、應用范圍越來越廣，技術水平發展非常快。先進成形加工技術裝備的普遍使用，要求人才必須具備這方面的素質，而學生在實習中不能獲得關于材料成形現代先進制造技術的相關知識，對于學生的培養十分不利，使學生在鑄造、鍛壓、焊接等工種實習時提不起興趣，看不上材料成形相關工種，并產生消極怠工情緒。這對于我校“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”人才培養目標和“工程基礎厚、工作作風實、創業能力強”的人才培養特色服務的教學宗旨的實施十分不利。而教育部“工程材料及機械基礎”課程指導小組也要求,工程訓練教學實習內容中現代制造技術的實習時間內容應在20%-40%左右，在冷加工方面，現代制造技術的比例已經達到甚至超過這個比例，但在熱加工方面，現代制造技術的實習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中務必要進行改革，增加先進制造技術的設備，進行課程體系和課程內容的改革和創新。

1 基礎設施的建設

為了加強材料成形教學基礎設施建設，合肥工業大學工程訓練中心根據人才培養的目標要求以及現代社會材料成形技術的發展現狀，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、粉末冶金燒結爐、熔融擠壓快速成型系統、消失模鑄造系統、中頻快速節能熔煉爐、數控沖床及數控剪板機等，大大提高了我校的先進材料成形裝備的技術水平，形成了準工業化的實踐訓練教學環境。

2 教學及教研隊伍的建設

教師在現代先進材料成形訓練中起主導作用,教師水平的高低決定著工程訓練水平的高低,教師不僅要具備雄厚的理論基礎,而且要有分析和解決工程實際問題的能力。實踐教學指導人員不僅要掌握現代工業制造的基本理論知識,而且要具備一定的實際生產經驗,要能維護、檢修設備,同時要能解答學生在訓練過程中提出的各種問題。建設一支知識結構合理、能熟練掌握現代先進材料成形訓練的教學及科研實驗的高水平師資隊伍，這對于材料成形實踐教學體系的建設至關重要。學校工業培訓中心通過招聘、選留、培訓、在職攻讀學位等多種方式，不斷改善材料成形教學人員的知識結構,提高教學和實踐人員的學歷層次。形成由學術帶頭人、學術骨干或高水平教授主持和參與實訓、實驗指導和新訓練項目開發的局面。重視青年教師的培養工作,中心鼓勵青年教師通過在職攻讀碩士、博士學位來提高自身的知識層次。每年開展實踐教學基本功競賽活動,促進教師教學水平的提高。同時通過加強實踐實驗教學人員的政治思想教育,樹立良好的職業道德,培養一批具有為人師表、勤奮敬業、責任心強、工作有創新精神、熱心實踐教學和基地建設的師資力量。實施業績考核、在職培訓等方式,提高實踐教學技術人員的業務素質,逐步建設一支適應我校實踐教學和科研發展需要的教學人員隊伍。目前，中心先后引進材料成形專業博士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名的專業知識過硬的師資隊伍。實習指導老師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 教學內容和教學體系的建設

3.1 面向低年級學生的工程訓練課程

針對大一、大二年級本科生的工程訓練A、工程訓練B、工程訓練C和工程訓練D實習，結合現有的硬件設備，重點突出先進制造技術，同時兼顧傳統的材料成形方法，突出新技術、新材料和新工藝的原理和應用，擴展學生的視野。根據學生的專業要求在工程訓練中加入相應的內容，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，鍛壓部分增加數控沖床、數控剪板機內容，在其他成形方法中增加粉末冶金成形等內容。

基于上述想法，教研室老師首先進行教學大綱的修訂，將現代材料成形實踐教學的內容加入到工程訓練的教學大綱中，其中考慮到先進材料成形技術與傳統成形技術內容的合理安排及工程訓練中其他工種與材料成形實踐教學內容學時的合理分配、協調及相互呼應。

根據教學大綱，確定材料成形各工種具體的教學內容并形成教學文件具體實施，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備的介紹、操作，毛坯件的成形等；編寫與之相適應的實習報告，制定相應的多媒體課件針對不同專業要求，輔助開設材料成形先進制造技術講座，開闊學生視野，讓學生對所學內容有一個全面的了解。

3.2 面向三、四年級學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有教學資源，中心擬探索與材料學院、化工學院等相關專業達成意向，準備接納學生的課程設計、畢業設計及科學研究課題。我們擁有先進的成形設備，在學院、學校，甚至在國內都是領先的，可以更好地為高年級專業的學生服務，更可以為研究生進行課題研究提供幫助。

4 效果和意義

本教學改革完善了工程訓練中先進制造技術的實踐教學，提高了工程訓練的內涵建設，改善了材料成形實踐教學的現狀，使工程訓練冷熱加工的建設能夠齊頭并進，均衡發展；形成以先進成形技術為引領的，融先進與傳統技術為一體的材料成形技術實踐教學體系和準工業化實踐教學環境；建立了多層次、一體化的教學計劃、教學大綱、講義和教學課件；建立了一支能夠同時承擔先進成形加工和傳統成形加工教學的師資隊伍。

新的教學改革成果實施后，每年有7000名大學生在中心準工業化的實踐環境中進行材料成形的實踐，期望他們在實習中能獲得以先進材料成形技術為主導的知識結構和能力結構，大大增強自身先進材料成形技術的實踐能力和創新能力，改善知識結構；讓學生在工程訓練中通過工程實踐來了解現代工程背景和先進制造技術，提高學生的現代企業管理、工程實踐的能力，使他們具有技術創新意識和較高的綜合素質，為學生將來的發展奠定基礎。同時，也使我校工業培訓中心在材料成形加工教學方面成為生產實習、畢業實習、課題研究和師資培養的基地。

(作者單位：合肥工業大學工業培訓中心)

（編輯 劉麗娜）