材料成形实践教学改革的探索

安徽 吴炜 李小蕴 王连超 席赟

材料成形实践教学改革的探索

安徽 吴炜 李小蕴 王连超 席赟

随着现代成形制造技术的发展，材料成形实践教学的改革势在必行。合肥工业大学工业培训中心依托工程训练国家级精品课程的建设，加大先进成形设备的投入，并以此为引导，对材料成形实践教学的内容和体系进行了改革，并加强师资队伍建设，建成了省内甚至国内高水平的材料成形实践教学基地。

材料成形实践教学；工程训练；先进制造技术

前言

材料成形实践教学是工程训练课程的重要组成部分，课程内容主要包括“铸造、锻压、焊接”等方面的相关实习和实践，主要让学生熟悉和掌握常见工程材料的性能及机械零件的毛坯成形方法和工艺，在传统的金工实习及现代工程训练中都占有十分重要的地位。

但是材料成形实践教学基地在相当长的时间内没有得到相应的重视，使得其在工程训练中处于相对尴尬的地位，相对于机械加工（冷加工）的发展，还处于一个相对落后的传统金工实习的阶段，致使学生在实习中认为铸造实习就是玩玩砂子——主要进行手工砂型铸造，锻压实习就是抡大锤——手工自由锻造，而焊接就是手工焊条电弧焊。纵观目前的制造业，特别是航天、航空、汽车、能源、化工等主要行业，先进成形技术装备的使用越来越多、应用范围越来越广，技术水平发展非常快。先进成形加工技术装备的普遍使用，要求人才必须具备这方面的素质，而学生在实习中不能获得关于材料成形现代先进制造技术的相关知识，对于学生的培养十分不利，使学生在铸造、锻压、焊接等工种实习时提不起兴趣，看不上材料成形相关工种，并产生消极怠工情绪。这对于我校“厚基础、宽口径、强能力、高素质”人才培养目标和“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”的人才培养特色服务的教学宗旨的实施十分不利。而教育部“工程材料及机械基础”课程指导小组也要求,工程训练教学实习内容中现代制造技术的实习时间内容应在20%-40%左右，在冷加工方面，现代制造技术的比例已经达到甚至超过这个比例，但在热加工方面，现代制造技术的实习远远达不到这个要求。综合各方面考虑，在材料成形实践教学中务必要进行改革，增加先进制造技术的设备，进行课程体系和课程内容的改革和创新。

1 基础设施的建设

为了加强材料成形教学基础设施建设，合肥工业大学工程训练中心根据人才培养的目标要求以及现代社会材料成形技术的发展现状，近年先后添置了弧焊机器人、激光多功能焊机、等离子切割机、铝镁合金压铸机、粉末冶金烧结炉、熔融挤压快速成型系统、消失模铸造系统、中频快速节能熔炼炉、数控冲床及数控剪板机等，大大提高了我校的先进材料成形装备的技术水平，形成了准工业化的实践训练教学环境。

2 教学及教研队伍的建设

教师在现代先进材料成形训练中起主导作用,教师水平的高低决定着工程训练水平的高低,教师不仅要具备雄厚的理论基础,而且要有分析和解决工程实际问题的能力。实践教学指导人员不仅要掌握现代工业制造的基本理论知识,而且要具备一定的实际生产经验,要能维护、检修设备,同时要能解答学生在训练过程中提出的各种问题。建设一支知识结构合理、能熟练掌握现代先进材料成形训练的教学及科研实验的高水平师资队伍，这对于材料成形实践教学体系的建设至关重要。学校工业培训中心通过招聘、选留、培训、在职攻读学位等多种方式，不断改善材料成形教学人员的知识结构,提高教学和实践人员的学历层次。形成由学术带头人、学术骨干或高水平教授主持和参与实训、实验指导和新训练项目开发的局面。重视青年教师的培养工作,中心鼓励青年教师通过在职攻读硕士、博士学位来提高自身的知识层次。每年开展实践教学基本功竞赛活动,促进教师教学水平的提高。同时通过加强实践实验教学人员的政治思想教育,树立良好的职业道德,培养一批具有为人师表、勤奋敬业、责任心强、工作有创新精神、热心实践教学和基地建设的师资力量。实施业绩考核、在职培训等方式,提高实践教学技术人员的业务素质,逐步建设一支适应我校实践教学和科研发展需要的教学人员队伍。目前，中心先后引进材料成形专业博士2名、硕士2名，组建了一支包括教授1名、副教授1名、副研究员1名、讲师1名、工程师2名的专业知识过硬的师资队伍。实习指导老师14名，其中具有技师资格的1名，高级技工2名,中级技工1名。

3 教学内容和教学体系的建设

3.1 面向低年级学生的工程训练课程

针对大一、大二年级本科生的工程训练A、工程训练B、工程训练C和工程训练D实习，结合现有的硬件设备，重点突出先进制造技术，同时兼顾传统的材料成形方法，突出新技术、新材料和新工艺的原理和应用，扩展学生的视野。根据学生的专业要求在工程训练中加入相应的内容，包括铸造部分的铝合金压铸成形和消失模铸造成形，焊接部分增加弧焊机器人和激光多功能焊机，锻压部分增加数控冲床、数控剪板机内容，在其他成形方法中增加粉末冶金成形等内容。

基于上述想法，教研室老师首先进行教学大纲的修订，将现代材料成形实践教学的内容加入到工程训练的教学大纲中，其中考虑到先进材料成形技术与传统成形技术内容的合理安排及工程训练中其他工种与材料成形实践教学内容学时的合理分配、协调及相互呼应。

根据教学大纲，确定材料成形各工种具体的教学内容并形成教学文件具体实施，其中包括新增先进材料成形方法原理，工艺流程和特点及先进设备的介绍、操作，毛坯件的成形等；编写与之相适应的实习报告，制定相应的多媒体课件针对不同专业要求，辅助开设材料成形先进制造技术讲座，开阔学生视野，让学生对所学内容有一个全面的了解。

3.2 面向三、四年级学生及研究生进行更高层次的工程实践和课题研究

为了充分利用材料成形的现有教学资源，中心拟探索与材料学院、化工学院等相关专业达成意向，准备接纳学生的课程设计、毕业设计及科学研究课题。我们拥有先进的成形设备，在学院、学校，甚至在国内都是领先的，可以更好地为高年级专业的学生服务，更可以为研究生进行课题研究提供帮助。

4 效果和意义

本教学改革完善了工程训练中先进制造技术的实践教学，提高了工程训练的内涵建设，改善了材料成形实践教学的现状，使工程训练冷热加工的建设能够齐头并进，均衡发展；形成以先进成形技术为引领的，融先进与传统技术为一体的材料成形技术实践教学体系和准工业化实践教学环境；建立了多层次、一体化的教学计划、教学大纲、讲义和教学课件；建立了一支能够同时承担先进成形加工和传统成形加工教学的师资队伍。

新的教学改革成果实施后，每年有7000名大学生在中心准工业化的实践环境中进行材料成形的实践，期望他们在实习中能获得以先进材料成形技术为主导的知识结构和能力结构，大大增强自身先进材料成形技术的实践能力和创新能力，改善知识结构；让学生在工程训练中通过工程实践来了解现代工程背景和先进制造技术，提高学生的现代企业管理、工程实践的能力，使他们具有技术创新意识和较高的综合素质，为学生将来的发展奠定基础。同时，也使我校工业培训中心在材料成形加工教学方面成为生产实习、毕业实习、课题研究和师资培养的基地。

(作者单位：合肥工业大学工业培训中心)

（编辑 刘丽娜）