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摘要:
生產實習是高校人才培養的重要環節之一,也是工程教育認證現場考察的重點環節之一。本文針對金屬材料科學與工程專業生產實習中存在的問題,進行了教學改革的嘗試,獲得了良好的實習效果。
關鍵詞:
金屬材料科學與工程專業;生產實習;教學改革
據統計,我國每年工科大學畢業生的數量居世界之首,但畢業生的質量卻令人堪優。在工程教育認證新形勢下,如何強化工程意識,培養解決復雜工程實踐能力是高等工程教育中刻不容緩的事情之一[1-3]。生產實習的目的是將理論教學與企業生產密切結合,提高專業興趣,擴寬專業認識,為同學即將選擇考研專業和就業提供指導,培養同學專業工程實踐和復雜工程實問題的解決能力。因此,生產實習承前啟后至關重要。目前盡管建立了眾多的校外實習基地,但企業考慮到實習安全、生產效率、生產車間場地空間等問題,導致生產現場停留參觀時間短。同時,車間噪音大,實習小組人數多,在“只許看,不許動”動的束縛下,實習變成了參觀、走馬觀花[4,5]。因此,同學對生產設備、生產工藝過程的了解和認識浮淺,甚至是囫圇吞棗。在工程認證新形勢下,探索教學模式改革將具有重要的意義。
一、生產實習教學改革
1.生產實習基地的選擇。在市場經濟和目前企業經濟運行困難形式下,企業在生產活動中均把經濟效益作為首要考慮因素,學生實習一般不會給企業帶來直接的經濟效益,反而可能會對工廠正常的生產秩序和安全造成或多或少的影響。因此,企業對接納學生實習一般持消極態度,能安排學生實習時間和次數有限。同時,由于實習經費限制,對生產實習基地只能就近選擇。因此,在實習經費和實習基地均有限的情況下,合理資源安排尤為重要。(1)建立校外精習基地。所謂精習,選擇典型的產品,熟悉零件的整個生產加工過程,既包括材質選擇、進廠檢測、生產設備型號、生產工藝制定、相關的性能檢測與質量控制、產品的市場定位與銷售情況、企業管理與企業文化。讓同學以工程技術人員的角度去熟悉、分析產品零件圖、加工工藝圖、焊接工藝圖等生產工藝過程。采用先課堂講解(興趣引導)—同學現場實習(感性認識)—課堂交流討論(啟發深入)—再次現場實習(理解領悟)—課堂討論交流(融會貫通)的方式進行。精習基地選擇一是交通方便,便于學生多次實習往返,節省實習經費;二是精習基地要有獨立功能產品或運動部件,既涵蓋金屬原料質量控制、加工成型(鑄造、鍛壓、焊接、塑性成型、熱處理中的一種或一種以上成型工藝)、質量檢測、裝配等工序。三是廠家積極配合,能提供產品生產圖紙、生產和檢測工藝文件、生產設備資料,并可接納多次實習。精習基地給同學一個全面系統的材料成型工程概念,讓同學由淺入深,由表及里,歸納總結其工藝選擇的理論依據、質量控制的方法,根據工況和經濟性,選擇零件熱處理、耐磨、耐蝕處理方法,探索思考該產品生產質量提升空間,進而培養解決復雜工程實踐問題的能力。(2)建立校內精習基地。大學一般建有科技成果轉化孵化器,既高校技產業園。雖然高校企業產業園的企業規模小,對生產實習來說,具有得天獨厚的優勢。輔助教學是高校產業園的職責之一,便于聯系落實實習任務,時間安排靈活。二是交通便利,便于往返多次實習。另外,高校科研成果成功轉化案例的學習,有助于激發同學學習的興趣和激情,培養同學創業的意識。(3)建立校外泛習基地。所謂泛習基地是指學生在企業實習1~2次,主要是讓同學了解熟悉不同零部件的生產成型工藝過程,掌握金屬零件不同的成型工藝,擴寬對產品生產加工視野。由于企業接納實習時間的限制,同學對泛習基地的生產工藝過程難以深入的理解和貫通,因此指導老師的預先講解、同學對企業相關產品、工藝的預先資料的收集、查閱和實習后現場答疑講解是決定泛習基地實習效果的關鍵環節。一般精習基地選擇1~2個企業,每個小組安排3~4次進廠實習機會,每次實習0.5~1天。泛習基地安排4~6個企業,每個企業安排1~2次進廠實習機會,每次0.5~1天。精習基地、泛習基地實習時間和次數的安排,可根據企業生產工序、生產規模、設備開工使用情況靈活調整。
2.指導教師工程素養的培養。目前高校師資評聘過分依重科高層次科研項目和論文,忽視了高校教師的工程應用能力的培養和引導。同時,很多高校教學重課堂理論教學的考核與評價,輕工程實習的投入與考核。另外,實習現場環境工況復雜,指導生產實習不僅需要投入時間和精力多,還要求老師具有較好的身體素質。因此,要到達預期的生產實習效果,具有工程開發或企業工作背景的指導老師尤為重要。選擇有經驗的老教師帶年輕教師,培養實習指導教師教學梯隊,是完成實習的有效保障[6]。指導教師到精習、泛習基地企業同技術人員交流座談,預先調研、制定實習計劃,收集編制實習報告。同時,做好預先動員,講解和指導工作。這些工作已遠遠的超出了“教學工作量”所能體現出的工作量,需要指導老師相互合作,共同完成。指導教師工程背景培訓需要學院、學校領導的重視和教學規章指導的引導。
3.教學模式改革。(1)實習前沿。同學第一次到企業實習,帶著對未來工作環境的憧憬,也充滿了對企業的好奇與迷茫。愿望是美好的,但現實是殘酷的。所選擇的精習、泛習基地在企業規模、技術先進性、企業管理、車間環境等諸多方面可能差強人意,實習動員要預先化解同學心中的就業觀與實習現實企業的落差,樹立正確的擇業觀念,引導同學走進企業,培養興趣,擴寬對專業的認識。同時,鼓勵同學不僅帶著眼睛去實習,更要帶著腦子去思考,去發現問題,并運用所以理論,探討解決實踐工程問題的可行性。(2)編寫實習報告。指導教師根據安排企業實習時間、企業設備開工情況,修改、編寫實習報告,避免同學實習報告流水賬、抄襲雷同、言之無物。實習報告采用啟發、討論,研究與探討的方式,引導同學對產品選材、成型工藝、質量控制、產品性能逐漸深入分析研究,將所學理論與產品加工制造工藝、技術相結合,培養同學解決復雜工程問題的能力。因此,實習報告的編寫是針對精習基地、泛習基地有的放矢,引導同學在實習過程中抓住重點環節,透過實習產品,回歸到理論的運用,將課堂理論與生產實踐融匯貫通。(3)實習考核。實習成績的考核與評定是實習學風引導的指揮棒。同時,考評制度也影響下一級同學學風和實習態度。制定合理的實習考核辦法是實習效果保障之一。一般從實習紀律(10%)、實習筆記(20%)、實習報告(40%)、實習答辯(30%)四個環節進行評價。實習筆記采用時抽查,即可可以監督同學,也可以及時了解同學實習掌握情況,合理的安排實習時間。實習答辯采用分組座談式答辯,同學主動講述和提問回答相結合,為同學進行理論的深化和梳理。
二、生產實習改革應用及效果
金屬材料科學與工程專業生產實習教學計劃3周15天,我們安排青島扎克船用鍋爐有限公司、青島金海納有限公司作為精習基地,萊鋼錨鏈、青島海立、城陽豐東熱處理、濰坊豐東熱處理、高密高鍛5家公司作為泛習基地,其產品包括:船用鍋爐、采煤機截齒、海上平臺錨鏈、冰箱變頻壓縮機、活性屏離子氮化爐、壓力機等。實習參觀公司按其產品成型工藝分,焊接成型:鍋爐壓力容器埋弧焊、CO2保護焊、氬弧焊、錨鏈閃光對焊、截齒釬焊。塑性成型:爐體的卷壓成型、汽車殼體零件的板料沖壓成型、錨鏈橫檔的熱鍛成型。鑄造成型:壓力機及其零件的砂型鑄造、消失模鑄造成型。機械加工成型:變頻冰箱壓縮機機械加工。板料和棒料下料:剪板機下料(≤8mm)、火焰和等離子氣割,棒材和管材的帶鋸切割下料。此外還涉及熱處理工藝:截齒的感應淬火、滲碳淬火、離子氮化、氣體氮化及其噴丸、噴砂除銹預處理工藝。按檢測方式可以分為探傷檢測:壓力容器X射線探傷、著色探傷和錨鏈超聲探傷。力學性能檢測:鍋爐焊縫的拉伸試驗、沖擊實驗。產品性能檢測:鍋爐的水壓檢測、變頻壓縮機噪聲檢測。鍋爐材料和錨鏈材料的元素檢測分析。從實習內容看涉及了本科課程中的金屬材料學、材料的力學性能、成型原理與工藝、熱處理工藝與裝備、無損檢測等課程。
學生在實習過程中,經過與指導老師、企業技術人員互動,在實習報告的引導下,通過課堂探討交流,能夠積極主動地完成各項實習任務,實習效果良好。另一方面,生產實習企業與學生獲得了互相認可,既企業在進行安全教育的同時,也給同學做了下一年度的招聘需求,同學可以帶著企業的技術問題在企業完成本科畢業設計,促進了學生的就業工作。三、結論在新的工程認證形勢下,通過學校、教師、學生、企業多層次全方位的精習基地、泛習基地建設、實習指導報告的引導、實習指導教師隊伍的形成,探索培養養具有解決復雜工程問題的工程技術人才新的生產實習改革正在付諸實施并初顯效果。
參考文獻:
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[6]周永欣,李繼紅,徐春杰,等.材料成型及控制工程專業生產實習教學模式的探索與實踐[J].鑄造技術,2014,7(35):1536-1357.
作者:孫金全 謝鯤 李敏 崔洪芝 單位:山東科技大學 材料科學與工程學院