方濤　于捷　尹桂敏

【摘要】本文提出由學(xué)生自己在金工實(shí)習(xí)中完成《材料力學(xué)》中的拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)試件制備的觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)金工實(shí)習(xí)和力學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，即能節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，又能提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)和參加金工實(shí)習(xí)的積極性。因此，這項(xiàng)研究是很有必要的，方案是可行的。

【關(guān)鍵詞】試件 金工實(shí)習(xí) 拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)

【基金項(xiàng)目】吉林省教育科學(xué)“十三五”一般規(guī)化課題（GH170140），長(zhǎng)春大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究課題（XJYB15-18）。

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）39-0228-02

引言

2014年3月中國(guó)教育部改革方向已經(jīng)明確：全國(guó)普通本科高等院校1200所學(xué)校中，將有600多所逐步向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)型的大學(xué)本科院校正好占高?？倲?shù)的50%[1]。“應(yīng)用型本科”是對(duì)新型的本科教育和新層次的高職教育相結(jié)合的教育模式的探索，由部分省屬本科院校與國(guó)家級(jí)示范性高等職業(yè)院校、國(guó)家大型骨干企業(yè)聯(lián)合試點(diǎn)培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的應(yīng)用型本科專業(yè)人才。對(duì)于應(yīng)用型學(xué)校，工學(xué)專業(yè)中的實(shí)驗(yàn)課和金工實(shí)習(xí)都是重中之重。[1]

1.拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)試件

常溫、靜載下的軸向拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)是《材料力學(xué)》實(shí)驗(yàn)中最基本、應(yīng)用最廣泛的實(shí)驗(yàn)。通過拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)，可以全面的測(cè)定材料的力學(xué)性能，如彈性、塑性、強(qiáng)度等性能指標(biāo)。這些性能指標(biāo)對(duì)材料力學(xué)的分析計(jì)算、工程分析、選擇材料和新材料開發(fā)都有極其重要的作用。實(shí)驗(yàn)中用到主要設(shè)備、儀器及材料分別是微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，千分尺、游標(biāo)卡尺、分規(guī)、銅片尺和低碳鋼及鑄鐵拉伸試件。圖1-1和圖1-2分別是拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)試件，材料分別是Q235和HT200，現(xiàn)在由學(xué)校每年統(tǒng)一訂購(gòu)。

2.高校中的金工實(shí)習(xí)

我國(guó)現(xiàn)行的教育體制，使得通過高考而進(jìn)入大學(xué)的大學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力比較薄弱。因此，處于學(xué)校和社會(huì)過渡階段的大學(xué)就承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的任務(wù)，金工實(shí)習(xí)就是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的有效途徑。金工實(shí)習(xí)又叫金屬加工工藝實(shí)習(xí)，是一門實(shí)踐性基礎(chǔ)課，是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生必不可少的必修課，也是非機(jī)類有關(guān)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)[2]。金工實(shí)習(xí)包括車工，銑工，鉗工，砂型鑄造，特殊加工（線切割，激光加工），數(shù)控銑，數(shù)控車等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，可以使學(xué)生在了解傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝和現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不同的同時(shí)，掌握簡(jiǎn)單零件加工方法選擇和工藝分析的能力，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)圖紙、加工符號(hào)及了解技術(shù)條件的能力，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。圖2-1是金工實(shí)習(xí)中實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之一，做一把金屬小錘，它分為錘柄和錘頭，錘柄的材料是Q235，錘頭的材料是45。

3.金工實(shí)習(xí)和《材料力學(xué)》實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合

根據(jù)第三次全教會(huì)精神，要推進(jìn)全面素質(zhì)教育，把提高國(guó)民素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力作為教育的重點(diǎn)[3]，各個(gè)學(xué)校都增加了對(duì)金工實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)課程的關(guān)注度，但是由于各種原因，實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在一些弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）實(shí)驗(yàn)耗材費(fèi)用高。拉伸與壓縮試驗(yàn)是一個(gè)破壞性試驗(yàn)，要求每個(gè)同學(xué)都操作，也就是每個(gè)同學(xué)需要一個(gè)實(shí)驗(yàn)試件，這個(gè)樣品的需求量是巨大的。目前，其試樣主要是零散購(gòu)買或者學(xué)校統(tǒng)一進(jìn)行訂購(gòu)。拉伸與壓縮試件每生約為30元左右，我們學(xué)院每年的新生約300人，僅僅是《材料力學(xué)》的一個(gè)拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)，這一項(xiàng)每年支出約為9000元。

2）實(shí)驗(yàn)工位不足。實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有限，不能每個(gè)學(xué)生都有實(shí)驗(yàn)工位，因此大部分學(xué)校都是指導(dǎo)教師先給學(xué)生進(jìn)行分組，學(xué)生以小組為單位對(duì)一組設(shè)備輪流進(jìn)行操作。這樣容易導(dǎo)致部分學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生只觀看不動(dòng)手的問題，同時(shí)這種實(shí)驗(yàn)方式容易降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3）指導(dǎo)教師精力有限。通常是由一個(gè)或兩個(gè)教師指導(dǎo)一個(gè)班級(jí)的學(xué)生，指導(dǎo)教師很難對(duì)每個(gè)學(xué)生都進(jìn)行指導(dǎo)。勤奮的學(xué)生會(huì)主動(dòng)鉆研和學(xué)習(xí)，對(duì)于自控力較差和學(xué)習(xí)不主動(dòng)的學(xué)生，沒有指導(dǎo)教師進(jìn)行實(shí)時(shí)地約束和指導(dǎo)，很可能在實(shí)驗(yàn)過程中一無(wú)所獲。

金工實(shí)習(xí)中也存在上述的問題2）和問題3）。如果我們把金工實(shí)習(xí)和《材料力學(xué)》實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生自己在金工實(shí)習(xí)課程中加工拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)試件，可以有效的解決上述弊端，優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）節(jié)約材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)成本。僅僅是一個(gè)材料力學(xué)拉伸試驗(yàn)，通過學(xué)生自己做試樣，每個(gè)樣品的成本降低為棒料的成本，每個(gè)毛坯僅為3元，這樣大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。

2）加深課程內(nèi)容理解。通過自己加工樣品，學(xué)生能夠更好的理解粗糙度、形位公差、材料種類等參數(shù)對(duì)力學(xué)性能的影響。根據(jù)這些結(jié)果，可以讓學(xué)生在操作過程中加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。

3）能夠提高學(xué)生金工實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的積極性。我校課程培養(yǎng)大綱要求，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)占理論課總成績(jī)的10%，而且實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格，不允許參加理論課程考試。這樣，每個(gè)學(xué)生對(duì)自己實(shí)驗(yàn)試件的制作會(huì)非常認(rèn)真，如果試件制作不成功，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)理論課程實(shí)驗(yàn)的無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以，這一措施將會(huì)激發(fā)學(xué)生參加金工實(shí)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。另一方面，試件是學(xué)生自己制備的，學(xué)生更有意愿去測(cè)試試樣的性能，了解試件性能的好壞。即增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課程實(shí)驗(yàn)的興趣，又提高了學(xué)生參加金工實(shí)習(xí)的主動(dòng)性。而學(xué)生制作拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)的試件，只相當(dāng)于金工實(shí)習(xí)中加工小錘柄的難度，甚至比加工小錘柄的難度系數(shù)還低，所以讓學(xué)生在金工實(shí)習(xí)中加工自己后續(xù)課程中用到的實(shí)驗(yàn)樣件，是完全可行的。

4.結(jié)語(yǔ)

本文提出由學(xué)生自己在金工實(shí)習(xí)中完成《材料力學(xué)》拉伸與壓縮試件制備的觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)金工實(shí)習(xí)和力學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，不僅能節(jié)約材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)成本，還能提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)以及參加金工實(shí)習(xí)的積極性。而且學(xué)生制作拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)的試件的難度比金工實(shí)習(xí)中加工小錘柄的難度系數(shù)低得多，所以方案是可行的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡虹.應(yīng)用型本科院校金工實(shí)習(xí)教學(xué)改革探索與實(shí)踐，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（1）

[3]王義遒.當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾個(gè)問題，實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2000（4）

作者簡(jiǎn)介：

方濤，女，講師，碩士，主要從事機(jī)械理論與設(shè)計(jì)方面的研究。