浅析“工程材料与机械制造基础”系列课程-昨天、今天与明天

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1、浅析“工程材料与机械制造基础”系列课程:昨天、今天与明天　　一、系列课程的昨天　　新中国成立后，全国工科院校陆续开出“金属工艺学”课程，该课程一般隶属于机械学院机械基础部的金工教研室，是高等工科院校机械类和近机械类专业必修的综合性基础课。主要涵盖金属材料、金属冷热加工工艺和金属切削加工工艺等3门理论课程和金工实习课程。改革开放以后，招生规模日益扩大。按照前苏联机械类专业的培养模式，“金属工艺学”课程的专业基础地位得到了进一步的加强。代表性教材是邓文英编写的《金属工艺学》。进入21世纪后，随着制造业

2、的快速发展和装备的大型化、智能化，“金属工艺学”课程不断延展其范围，出现了基于Pro/E的CAD/CAM的数控加工技术、特种加工技术、先进制造技术以及创新制造技术等。因为“新材料、新技术、新工艺”在制造业的不断涌现，课程内涵也发生了深刻的变化。由于材料科学的发展，“金属工艺学”课程中的“金属材料”部分逐渐扩展为“工程材料”，使材料的内涵从单纯的金属材料发展为非金属材料、陶瓷材料、智能材料、节能材料、环保材料等先进材料领域中;“金属材料冷热成形”内容由传统的铸锻焊热加工和金属板料冷加工工艺拓宽到各种

3、工程材料的现代材料成形技术，如现代铸造技术、超塑性成形技术、现代表面处理技术等;机械制造业的快速发展，使机械“加工”工艺基础课程转变为机械“制造”工艺基础课程，其内涵也从简单的车、铣、刨、磨、镗、钻、钳加工工艺伸展到快速原型/零件制造技术、CNC设备及柔性制造技术、增材制造技术以及特种加工技术等形态。这样，“金属工艺学”课程发展到今天，无论是内涵还是外延，都发生了根本性的质变，其教学内容也被分为工程材料课程、材料成形工艺课程以及机械制造工艺基础课程等3门系列理论课程体系和工程训练实践教学体系。　　

4、二、系列课程的今天　　(一)系列课程逐渐被“肢解”　　随着高等学校学科和专业的进一步细化，系列课程按其内容体系被分解到了不同的教学与实训单位。例如，很多工科院校的工程材料课程由材料学院的材料学专业教师负责讲授，材料成形工艺课程由材料学院的成形专业教师讲授，而机械制造基础课程由机械工程学院教师讲授。另外，金工实习部分归属到了工程训练中心。　　(二)系列课程中各分课程间的相互关系　　“系列”是指有内在逻辑关联的成组成套的事物或现象。换句话说，如果一个事物或现象没有内在相关的关联性，那它就不被称为“系列

5、”。既然“工程材料与机械制造基础”课程体系被称之为系列课程，那它也一定存在各分课程之间内在的“血缘关系”。众所周知，无论多么智能化的机械、多么复杂的工程装备都是由成千上万个零件按着技术要求装配而成，而每一个大大小小的零件加工过程正如下图所示，一般都要经历服役条件确立→外形确定→毛坯成形(铸锻焊)→预热处理(四把火)→粗加工→终热处理(淬火+回火+表面热处理)→精加工→产品检验(外观及性能)等过程。在这个相互紧密关联的工艺流程中，

6、所需要的工艺理论知识和能力体系顺序依次是工程材料→机械制造和制图→材料成形→工程材料→机械制造→工程材料→机械制造→工程材料和机械制造等。与此相对应，为了能够完成这一工艺流程，所需要的工艺实践能力体系顺序依次是认识实习→量具使用→铸锻焊工以及板料成形→退火、正火、淬火及回火→车铣刨磨镗钻钳工→材料改性→数控车、数控铣、数控线切割→硬度测定和尺寸检验等。换句话说

7、，一个合格零件的最终诞生过程是工程材料、材料成形和机械制造这3门无法分割的“难兄难弟”再加上工程实践知识的相互支撑、交融、密切合作的成果。　　(三)系列课程被“肢解”概况　　按着现在的课程所属关系把此系列课程“肢解”到各个学院、专业、教研室以及工程训练中心之后，因为讲授该系列课程的各分课程教师之间业务联系较少，所以讲授的课程体系变得不够完整，内容是分散和零乱的。事实上，在相关项目的全国性调研过程中，总会发现系列课程讲授知识体系重叠、对缝不严谨或课程不连贯以及课程安排混乱的心痛现象。也可以想象到，这

8、样培养出来的本科生是无法系统地形成工科人才的知识体系和能力体系的，也无法满足“中国制造2025”大工程背景下，对人才创新能力的要求。不过，在绝大多数工科院校解散“金工教研室”、“肢解”该系列课程的大环境中，令人欣慰的是清华大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、东南大学这5所“985工程”院校直到今天，在工程训练中心实践教学机构或机械学院中，仍保留了“金属工艺学”课程(教改前的“工程材料与机械制造基础”系列课程)。而且这5所院校不但没有削弱“工程材料与机械制造基础”系列课