有色金属材料与工程范文
时间:2024-01-02 17:44:32
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篇1
英文名称:Rare Metal Materials and Engineering
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国有色金属学会;中国材料研究学会;西北有色金属研究院
出版周期:月刊
出版地址:陕西省西安市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1002-185X
国内刊号:61-1154/TG
邮发代号:52-172
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1970
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
SCI 科学引文索引(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊荣誉:
中科双奖期刊
第二届全国优秀科技期刊
联系方式
期刊简介
篇2
1、金属材料工程:是材料科学与工程领域的基础学科,按教育部最新专业目录,金属材料覆盖了冶金、有色金属、复合材料、粉末冶金、材料热处理、材料腐蚀与防护及表面等方向。
2、冶金工程研究:从矿石等资源中提取金属及其化合物、并制成具有良好加工和使用性能材料的工程技术领域。
3、焊接技术与工程:一门集材料学、工程力学、自动控制技术的交叉性学科,教学以培养多学科知识的综合运用为基础,进行工程师的基本训练。
4、金属矿物加工工程:是研究矿物分离的一门应用技术学科。 其学科目的是
(来源:文章屋网 )
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充分认识到资源再生在循环经济发展中的地位,从而对本专业课程展开积极、主动的学习。本校专业核心是“资源再生”,因此“再生”这一导向始终贯穿于专业培养目标中。本专业培养目标为:具备再生资源科学方面知识,能在钢铁、有色金属和无机非金属材料等部门从事再生资源利用的生产、科研开发、应用研究、经营管理等方面的工程应用技术人才。掌握再生金属资源回收、再生和利用、冶金固废资源化基本理论,具备良好实验操作技能。专业口径宽,适应能力强,能在钢铁、有色金属和无机非金属材料等领域从事生产、科研开发、应用研究和管理等方面工作。该专业的特色是密切结合经济发展需要,着重于工程技术人才的培养。相关的学科包括:无机非金属材料、钢铁冶金、有色金属冶金、金属材料、有机高分子材料、选矿工程等专业。本专业与上述专业的根本区别在于:上述所有的相关专业全部是研究一次资源(即原生资源),而再生资源科学与技术专业则是研究二次资源(再生资源)。此外,研究一次资源的领域已按材料的分类设置了许多专业,而再生资源与技术专业却是二次资源领域里的唯一专业,这就使得该专业具有多门基础理论学科、多种工程技术学科复杂交叉的特点。
二、基于循环经济发展需要的专业建设思路
在专业培养目标的指导下,该专业的建设思路紧紧围绕“面向循环经济需要”这一时代主题,以课堂教学为基础,积极拓展实践与创新教育空间,实现理论、实践与创新的无缝对接,激发学生的学习兴趣,深化学生对“资源再生”的认识,努力将其培养成高素质的、符合循环经济发展需要的复合人才。基于这一思路,我们在专业课程设置、实践教学及学生创新教育等方面进行了探索。
三、再生资源科学与技术专业建设模式探索
(一)课程设置
课程教学内容的安排必须为专业发展目标服务,充分反映课程教学的目的。在参考本校冶金专业、材料专业及无机非金属专业课程设置的基础上,同时参考其他院校相关专业的课程设置,我们提出了本专业的课程设置。根据教学目标,我们将课程设置分为通识教育类课程、专业基础课程、专业课程、选修课程。具体如下:通识教育类课程:包括德育教育类、外语、数学、物理、基础化学、制图、计算机、体育以及其他适合本学科的特色课程。专业基础课程:包括物理化学、冶金原理、传输过程基本原理、材料科学(金属材料、无机非金属材料)、工程力学、工业生态学、机械设计基础等。专业课程:包括再生金属冶金、冶金固废资源化、冶金工艺学、资源加工学以及其他与本专业相关的特色核心课程。选修课程:包括循环经济学、环境材料、冶金过程物流管理、冶金资源综合利用、再生资源利用新技术等。具体如图1所示。图1再生资源科学与技术课程设置体系
(二)实践教学探索
实践教学密切联系课堂、社团和合作基地广泛开展。进入专业课的学习后所需要进行的实习包括认识实习、生产实习、毕业实习三类。认识实习的目的主要在于通过教师和工程技术人员的授课,以及工人师傅的现身说法全面了解相关的工艺过程。在实习的过程中,学会从技术人员和工人们那里获得直接的和间接的生产实践经验,积累相关的生产知识。通过认识实习,学习本专业方面的生产实践知识,为专业课学习打下坚实的基础,同时为毕业后走向工作岗位积累有用的经验。本专业学生2014年将进行认识实习,为了使学生能够真正认识资源的再生过程,我们选取了几个比较有代表性的厂家作为我们的合作伙伴。比如我们选择电弧炉厂,这样既可以使学生对冶金过程有所了解,又可以对废钢的回收利用有一个基本的认识。比如选择转底炉厂,可以使学生知道钢铁粉尘回收以后在经过转底炉的处理,就可以生成金属率非常高的球团,可以直接进入转炉或电炉。这是钢铁厂资源回收的一个重要途径,这必将加深学生对本专业的认识。比如生产实习,是学生在生产现场以工人、技术员、管理员等身份,直接参与生产过的程。但是目前由于各种原因,学生没有办法真正参与到生产过程中。为了解决这一矛盾,我们考虑将学生分成小组的形式,将集中实习期变为分散实习。比如将学生分为若干组,每组4~6人,每周有固定的1~2天以企业员工的身份直接参与到企业的生产中。学生除了在生产现场实践以外,还要帮助企业整理相关资料,如有必要可利用自己的理论知识对相关工人开展讲座,这样应该会受到部分企业的欢迎。这对于企业和学生来说是一个双赢的局面,既锻炼了学生的能力,又帮助企业解决了部分问题,部分学生毕业后还可能到相关企业工作。
(三)创新教育
本专业作为一个新兴专业,担负着为循环经济发展做出贡献的使命。因此在对学生的培养过程中,必须抓住“创新”这一重要命题开展相关教学。为此,我们在教学过程中采取了以下措施强化学生的创新意识。
1.本专业所有学生须参加“创造力与创新能力开发”
这门课程的教学。这门课程由本校从事多年素质教育的教师担任主讲,这对于加深学生对创新的认识有重要的启发作用。
2.鼓励学生积极参与相关的科研课题。
从大学二年级开始,鼓励学生参与到教师的科研项目中,并为学生指定相应的导师;同时也鼓励学生到当地的再生资源企业中开展相关的社会实践,了解目前资源循环产业的发展现状及趋势。
3.鼓励学生积极参与专利的撰写、申报,强化学生的知识产权意识。
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关键词:冶金工程;学科建设;发展举措
目前,我国是世界上冶金工业生产规模最大的国家,加上我国工业能源又以煤炭为主,从而导致冶金生产过程排放总量大且总能耗也特别大。因此,发展节能减排、清洁生产新工艺、新技术及综合利用冶金二次资源是我国冶金工业发展中非常紧迫的任务[1][2]。在这一新形势下,如何实现和强化冶金工程相关技术的结合,形成冶金生产新工艺,以工艺技术发展为基础,提炼、融合与完善冶金工程相关理论,是冶金工程学科可持续性发展所面临的重要课题。
冶金工程是我校办学历史最为悠久的优势特色学科,学科方向有着较好的基础,形成了较好的学科建设架构,在湖南省内高校学科布局中占据着重要的位置。2006年,以株洲工学院为主体合并升格为湖南工业大学后,学校组建成立冶金工程学院,实现了从专科到本科教育的华丽转身。近年来,冶金工程学科在教学与科研方面均取得了显著的成绩,教学质量评估一直位居全校前两名,国家级项目实现了零的突破,“冶金材料工程”二级硕士点开始招生,并进一步完善了该学科培养的课程设置。在我校由教学型向教学研究型大学转变的背景下,继承“特色”优势学科,搭建学科建设平台,有必要对冶金工程学科的发展进行深入探讨。
一、学科发展动态
资源、能源及环境是我国冶金工业发展的三个瓶颈,从冶金工艺和技术路线的源头上解决问题是冶金工程学科发展的长远和主要目标。近几十年来,冶金工程相关学科的知识体系和结构,随着自身的发展以及相关学科的进步,也在发生变化[3]:
(1)学科研究的范围大大拓宽,具体研究内容在越来越细化的同时,学科间的联合也越来越紧密,学科不断交叉融合,形成了大量新的研究领域。
(2)学科研究的方法与手段越来越精细,计算机技术的发展和广泛应用,各种先进检测与表征科研仪器,使冶金、材料相关科学理论和工艺的研究方法发生了重大变革,逐渐趋向基于精确且定量的微观结构知识体系方向的深度发展。
(3)基础研究与技术开发联合越来越密切,各种新技术和新产品的开发,越来越源于基础研究的深入和基础知识的更新与创新。
(4)从基础研究到应用研究及具体的技术和产品开发,各个层面紧密衔接,从而形成一个有机整体。
二、学科发展面临的形势与挑战气候、环境的恶化对冶金学科的建设和发展提出了“节能、环保、高效”的要求,“低碳经济”的发展思路日益增强,西方国家冶金工程学科的发展逐渐衰退,而我国抓住机遇,则能获得冶金学科的大发展。湖南省是“有色金属之乡”,有色金属资源非常丰富,这为冶金工程学科的发展创造了有利的条件。随着国民经济的飞速发展,我国对金属材料的需求不断高涨,这为冶金学科的发展提供了广阔的市场。因此,以当前冶金学科发展趋势为契机、以国内资源的特点和分布为基础、以社会的需求为前提,这为我校冶金学科的建设和发展带来了前所未有的机遇。
同时,我校冶金学科的建设和发展也面临着挑战。国内冶金学科的发展相对集中,东北大学、北京科技大学和中南大学在有色冶金和钢铁冶金方面有针对性的重点发展,地位难以撼动;而昆明理工大学、江西理工大学和上海大学利用各自优势,形成了特色研究方向,在各自的研究方向上一枝独秀。冶金工程学科在能耗与过程排放、环境与生态面临综合性的挑战,也将向着“低碳、环保”方向迈进,这对冶金工程学科的发展提出了更高、更严的要求。
三、学科发展前景
21世纪,钢铁和有色金属材料仍将是人类社会所使用的主要材料。冶金、材料相关工程在我国实现城镇化、工业化、信息化中的重要作用没有改变,产业发展的基本面没有改变,特别是有色金属作为现代高新技术产业发展关键支撑材料的地位没有改变,这就决定了国内新材料的市场需求在未来很长一段时期内将保持快速与持续增长的态势,冶金工程学科有着良好的发展前景。同时,面临矿石品位的贫化和矿石结构的复杂化,冶炼提取过程强化与节能降耗,产品的精细化,资源循环利用与环境保护等方面提出的新问题,冶金工程学科将得到更多的发展机遇,具有更广阔的发展空间。
从学科方向定位看,学科着眼于未来冶金科技,以新材料冶金制备工艺与理论为导向,以发展新材料冶金制备技术为牵引。这一定位结合了本学科现有基础和新材料产业发展现状,结合了行业发展趋势和技术需求,将有望在相关研究方向取得突破,形成自身学科特色,形成实用性技术,实现理论积累与发展创新。
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2012年11月,中国有色金属工业协会与教育部联袂公布了《关于提高职业教育支撑有色金属工业发展能力的指导意见》(中色协人字〔2012〕253号)。从产业转型升级的角度看,这是为了保证国家有色金属工业“十二五”发展规划的实施,为实现我国建设有色金属工业强国的战略目标提供技能人才的有力保障;而从职业教育发展的角度看,这是新世纪以来国家教育行政系统与工业产业部门共同就职业教育联合出台的第一个纲领性文件,对各行各业加强职业教育的行业指导、企业参与都具有重要的示范作用。
来自中国有色金属工业协会的宋凯主任是这个指导意见的主要起草者,他向我们介绍说:有色金属是指除了铁、锰、铬以外64种金属的统称,在统计上主要指铜、铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛等十种常用有色金属。有色金属工业是我国重要的战略基础产业和科技先导型产业,也是国民经济发展的支柱产业,在发展先进制造业和国防现代化等领域发挥着重要作用。据统计,全国现有100多个产业中90%以上的部门需要使用有色金属产品,铜、铝、铅、锌等主要有色金属产量和消费量与国家GDP的线性相关系数超过0.9%。同时,有色金属也与人们生活息息相关,其使用水平成为国力的重要标志,在现代高技术产业、高端装备制造业、新一代信息技术、生物产业、新能源产业、节能环保产业等战略性新兴产业的发展中,有色金属材料都发挥着不可替代的作用。目前我国已成为有色金属工业大国,2012年全行业规模以上企业8078家,从业员工达350万人,有色金属工业总产量3438万吨,同比增长9.8%;规模以上有色金属工业企业销售收入3.9万亿元,同比增长35%;实现利润约1990亿元,同比增长53%,产销量均实现世界第一,占世界总量三分之一。但我国要建设成为有色金属工业强国还面临许多艰巨的任务。加强行业职业教育,促进产教结合、校企合作,培养大批合格的技能型人才,已成为有色金属工业科学发展的前提和基础。
宋凯,1973年11月生,北京人,高级工程师,硕士学位。1998年毕业于俄罗斯波罗的海国立技术大学航天器控制专业,2000年毕业于俄罗斯国立师范大学教育学专业。2001年回国参加工作,2003至2008年在中国钢铁工业协会培训中心担任培训处处长,2008年至今在有色金属工业人才中心担任培训处、网络信息(招聘)处处长。他曾先后主持制定了《钢铁行业“十一五”人才发展规划纲要》《有色金属行业“十二五”人才发展规划纲要》等重要文件,参与了国家社会科学基金教育学重点课题“职业教育法修订的实证研究”的有色金属行业子项目研究,并受教育部委托组织了“行业企业举办职业教育的现状、面临问题和政策建议”课题研究。本期专栏特邀这位长期从事职工培训与职教管理工作的行业专家,谈谈职业教育如何为建设有色金属工业强国提供人才支撑的一些思路和设想。
2011年12月,国家发改委印发了《有色金属工业“十二五”发展规划》,为推动有色金属工业转型升级,加快中国特色的新型工业化步伐指明了方向。目前,我国是有色金属工业大国,要建设成为有色金属工业强国还面临许多艰巨的任务:在资源上,要注重资源开发、回收和集约利用,提高资源控制力;在市场上,要提高行业集中度,培植大型跨国集团公司,提高产品附加值,增强市场影响力;在科技上,要着力突破制约有色金属产业升级的核心技术,加强先进技术普及推广,大力培养人才,提高技术引导力;在文化上,要求企业注重内部凝聚,塑造良好形象,主动为国分忧,为民奉献,承担社会责任,增强文化感召力。
一、深刻认识发展行业职业教育对建设有色金属工业强国的重要意义
成为有色金属工业强国,人才资源是第一资源。工业化以来的历史证明,职业教育是一个国家成为经济强国和实现经济可持续发展的关键,发展职业教育、加强技能人才培养是一个国家工业化成功的基础。职业教育在有色金属行业技能人才队伍建设中具有不可替代的作用。
(一)有色金属产业发展的必然要求
技能人才是人才队伍的重要组成部分,是有色金属产业大军的重要力量,是有色金属行业“转方式”“谋发展”的基础和动力,在加快产业优化升级、提高企业竞争力、推动技术创新和科技成果转化等方面都发挥着重要作用。当前形势下,技能人才培养仍然是我国行业人才培养工作中的薄弱环节。有色金属行业只有把发展行业职业教育摆在更加突出的位置,加快培养一支规模宏大、门类齐全、技艺精湛的知识型、技术型、创新型技能人才队伍,才能在激烈的市场竞争中具有更强的竞争优势。
(二)全面提高劳动者素质的有效途径
当今世界有色金属强国之间的竞争归根到底是人才的竞争,是劳动者素质的竞争,这对国家和民族的发展至关重要。主动适应行业发展,不断提高自身素质,增强发展潜力,实现自身价值,已经成为现代企业员工的普遍追求。发展职业教育可以促进员工全面发展、终身发展,是企业员工提高职业能力和素质的有效途径。有色金属行业金属品种多,生产工艺复杂,装备种类多,必须特别重视发展职业教育,为行业技能人才提供更好的教育平台和更广阔的发展空间。
(三)国家现代职教体系的有力支撑
行业职业教育既是有色金属行业发展的重要组成部分,也是国家现代职业教育体系的重要组成部分。建立“政府主导,行业指导,企业参与”的办学新机制,是我国加快发展现代职业教育的迫切要求。加强有色金属行业职业教育工作,引导和带动有色金属行业人才队伍建设,既能促进有色金属工业的科学发展,也能促进国家职业教育的大发展。
二、职业教育为有色金属行业健康发展提供有力保障
目前,全国设有有色金属相关专业的中、高等职业院校共有300多所,初步形成了中等与高等职业教育衔接、学历教育与技能培训结合的职业教育发展格局。总的来看,有色金属行业职教事业有了长足发展,为近年来有色金属工业的健康发展提供了有力保障。主要表现在以下三个方面:
(一)服务产业发展能力有所增强
从师资上看,设有有色金属专业的职业院校教师学历合格率达到80%以上,其中“双师型”教师占专业课教师28%,各校还采取“走出去”“请进来”的方式加强对骨干教师和专业教师的培养培训,鼓励教师考取行业技能资格证书,解决师资紧缺的问题;从设置的专业和学科上看,有色金属行业职业教育基本形成了覆盖地、测、采、选、冶、加等生产流程的金属矿产地质与勘查技术、金属矿开采技术、矿山机电、矿物加工技术、选矿技术、冶金技术、光伏材料加工与应用技术、硅材料技术、材料成型与控制技术等50多个学科体系;从规模上看,一批以有色金属专业为主体的学校得以建设,如2011~2012年就新增了湖南有色金属职业技术学院、甘肃有色金属职业技术学院、白银矿冶职业技术学院3家高职院校。
(二)校企合作机制得到初步建立
近几年,有色金属企业在各方面加大职业教育的校企合作力度,并已取得一定成效。中国铝业公司决定以山东铝业职业技术学院为基础成立紧密型职业教育集团,在建设资金、职工培训、学生就业等方面与企业密切合作,将职教集团打造成行业人才培养基地;湖南有色金属工业局筹措巨额资金建立湖南有色金属职业技术学院,专门设立了稀土冶炼、加工、重金属冶炼等有色金属特色专业;新疆有色金属集团为化解招工难问题,变招工为招生,积极探索现代学徒制;云南冶金集团积极增强文化感召力,与昆明冶金高等专科学校开展文化育人,促使工业文化进校园;云南锡业集团公司将专业技术人员参与职业教育作为职称评审的优先条件,有力促进院校兼职教师工作;湖南株洲有色金属集团设专人专岗接待学生实习,将学生实习工作纳入企业人力资源管理;济源职业技术学院、鹤壁职业技术学院分别成为有色金属铅锌和镁工业人才培养基地,大力开展企业职工培训。
(三)行业指导作用得到有效发挥
中国有色金属工业协会高度重视行业职业教育,2009年在中国职工教育与培训协会有色金属分会中成立了院校工作委员会,2010年按照教育部要求成立了全国有色金属职业教育教学指导委员会(以下简称有色行指委),吸收行业特大型骨干企业和特色鲜明的职业院校作为成员单位。2011年秋,中国有色金属工业协会又成立了行业职业教育领导小组,由陈全训会长担任组长,具体负责面向企业、职业院校开展工作。领导小组和有色行指委成立以来,积极发挥行业组织作用,连续两年组织了“职业教育与有色金属工业对话”活动,三届行业职业院校学生技能竞赛,参与“企业举办职业教育”“工业文化进校园”等多个课题研究,组织制定金属矿山类教学标准,组织开发了铝冶炼、铜冶炼的虚拟仿真实训系统,使行业指导职业教育的作用逐步得到发挥。
三、行业职业教育工作面临的主要问题
在肯定成绩的同时,我们也要清醒地看到,行业职业教育要为实现有色金属工业由大国向强国转变的目标提供有力支撑,还面临着一些问题。
(一)行业职教机制须健全
行业组织和教育行政部门都肩负着三个重要任务:满足产业结构调整对职业教育的新要求;提高职业教育运行机制的效率;切实转变政府职能,形成多元办学格局。要完成这些任务,就要健全政府主导、行业指导、企业参与的办学新机制。行业职业教育运行机制脱胎于政府主管部门职能转变,采用政府指导下的开放型分权管理模式,其基础是依靠市场力量配置资源,其方式是以信息引导为手段,其特征是行业组织在运行机制中承担重要职能,在主管部门的间接引导下实现自律管理。目前有色金属行业职教的产教结合缺乏系统的机制保障,校企融合缺乏有效的合作平台,包括校企合作自律性制度、政府鼓励政策、行业标准与规范等很多问题现在都没有明确规定,校企合作难以步入正轨。
(二)行业职教能力须提高
近年来我国有色金属工业快速发展,但行业技能人才存在层次结构不合理、专业结构失衡、年龄结构老化等问题。而职业教育作为技能人才培养的重要渠道之一,其能力和水平还不能很好地满足行业发展的需求,突出表现为行业技能人才培养模式亟待转型升级;专业设置与产业发展脱节,课程教学内容与行业技术应用脱节;师资队伍的数量、质量与结构还不能满足行业发展的要求;部分职业院校的实训实习条件还有待完善;毕业生实践能力和职业精神培养亟须加强。有色金属行业相关职业院校应加大应用型、复合型、技能型人才培养力度,探索实践能力和人文素养融合发展的人才培养模式,坚持以服务为宗旨,以就业为导向,以提高质量为核心,全面提升专业建设水平、条件装备水准和产业服务能力。
(三)行业职教环境须改善
一方面,部分企业对人才的认识仍有偏差,重学历、轻技能的观念还未从根本上得到扭转,影响着企业的识才、用才、育才制度;同时,部分企业对职业教育重要性的认识还有待进一步提高,还有很多企业将职业教育视为学校的事,与自己无关。另一方面,技能人才成长渠道仍不够畅通,尽管不少有色金属企业建立了工程技术人才、管理人才发展通道,但对于技能人才而言,身份界限并没有完全打破,工资待遇仍然偏低,工作环境比较艰苦;此外,部分有色金属企业招收、录用员工还没有按照劳动就业准入制度,从取得相应学历证书或获得相应职业资格证书的人员中录用,从而影响了行业职业教育的发展。
四、创新完善行业参与教产融合新机制
中国有色金属工业协会、教育部联合制定的《关于提高职业教育支撑有色金属工业发展能力的指导意见》明确提出了有色金属行业指导职业教育的方向和目标,旨在加快建立健全有色金属行业政府主导、行业指导、企业参与的办学机制,推动构建现代职业教育体系,明确了有色金属行业、企业、院校在职业教育中的责任和任务。主要体现在以下四个方面:
(一)加强组织建设
中国有色金属工业协会于2010年成立了全国有色金属职业教育教学委员会,2011年又成立了有色金属行业职业教育工作领导小组,其下设办公室即挂靠在有色金属工业人才中心。这一领导小组的成立促进了行业组织对职业教育的指导作用,而有色行指委作为开展有色金属行业职教研究、指导、服务和质量监控的专家咨询组织,目前为止已根据生产流程与工艺设立了有色金属矿山类专业教学指导委员会,由来自企业、职业院校的52名委员组成,在今后的工作规划中还将组建有色金属冶炼专业教学指导委员会、有色金属材料专业教学指导委员会,为开展有色金属行业职业教育提供支撑力量和工作平台。与此同时,要搭建行业指导、企业参与职业教育的桥梁和纽带,有色金属行业大型企业、研究院所应设立职业教育对接工作机构,规模以上的有色金属企事业单位应在人力资源管理部门设立职业教育对接岗位,职业院校要建立有行业企业参加的办学咨询、专业设置评议和教学指导机构,并加强对接机构(岗位)的沟通协调。
(二)发挥行业作用
行业协会对引领行业健康发展有着独到的作用,要对有色金属职业教育教学提供专员指导、咨询和服务,要充分发挥行业作用,可从以下几方面入手。
1.为行业职业教育发展规划提供有力信息。要建立有效的行业人才需求预测机制,首先要加强有色金属行业内重点品类产业人才发展的统筹规划和分类,先围绕重点品类发展情况,定期开展技能人才需求调查,进行人才需求分析、预测和对策研究,并定期紧缺人才目录,使之系统化、信息化、常规化,并逐步扩展适用至整个有色金属行业的各个品类;及时有色金属行业机构调整、产业升级、技术进步和国内外新技术、新产业动向,使学校及时了解掌握企业技能人才需求,调整招生计划,为制定有色金属行业人才培养规划提供有力支撑,使行业职业教育改革发展与行业发展相适应。
2.为行业职业教育人才培养制定标准。一要制定教学标准。制定行业相关专业标准和课程标准,根据有色金属行业相关专业人才的能力要求和相关专业人才需求,明确教育教学应达到的具体要求,指导职业院校及时调整有色金属相关专业设置和课程体系,增强技能人才培养的针对性和适用性。制定教学质量评估体系。要积极研究建立有色金属行业人才培养质量评估体系,把行业规范和职业标准作为专业质量评价的重要依据,把社会和用人单位的意见作为质量评价的重要指标,规范、建设教育教学质量评价范围和标准体系,构建社会(学生家长)评价信息反馈途径和企业(用人单位)评价信息反馈途径。二要为行业制定就业准入标准,建立规范有效的人才认证与评价体系,要完善行业准入标准,促进专业化人才的培养。会同有关部门积极补充、完善有关专业、行业的职业资格种类和标准,严格制定特定专业的学识、技术和能力标准。建立和完善与国际接轨的职业资格认证认可制度,提高有色金属行业技术人才职业化、国际化水平。将职业资格与有色金属行业岗位要求挂钩,对于企业录用员工,属于行业就业准入控制的职业(工种),必须录用取得相应职业院校学历证书或职业资格证书的人员;属于一般职业(工种),应优先录用取得相应职业院校学历证书、职业培训合格证书的人员。职业院校要强化对学生职业技能和从业素质的培养,保证学生毕业后就具备职业所必需的学识和技能。
3.为行业人才培养规划提供支持。行业组织要根据国家产业、行业规划,进行调查分析研究,为制订人才培养方案提供支持,协助制定培养人才特别是产业领军人才、技术人才向重点产业集聚的倾斜政策,调动行业自律组织和经营机构的积极性,推动行业、企业、职业院校需求、资源的有效衔接,充分整合行业资源,建立以市场化为导向的人才培养机制。大力推动有色金属行业人才国际交流工程、海外人才引进工程,积极主动参与国际人才竞争,着力培养具备国际化、专业化素质的行业技能人才和管理人才。
(三)提高职教质量
职业院校的课程设置和教学内容安排,要满足社会与地区经济发展对技能型人才的需求和职业岗位对技能知识的实际需要,要渗透现代产业体系中有代表性的高新技术和核心技能要素,提高学生的职业能力和就业能力,行业组织要充分发挥指导协调作用,提高职业教育教学质量。
1.调整优化职业院校学科专业设置。指导职业院校紧跟行业的转型、升级和结构调整,及时调整专业设置,加快培养企业急需专业、职业的紧缺型人才,加大急需研发人才和紧缺技术、管理人才的培养力度。面向行业重点领域,及时调整学科专业建设,培养适应产业技术发展的高端技能人才。定期开设重点领域专门人才新技术、新知识的培训班,增强技能人才培养的针对性和适用性,以实现专业人才培养的整体优化。
2.加强职业教育学科专业合理布局和规范。要加强学科专业布局调整,要根据学校自身条件和区域、行业、社会经济发展需要,选准专业方向,减少专业数量;要加强有特色高水平示范专业建设,围绕有色金属工业发展重点和方向,依托有色金属大型骨干企业和具有专业优势的职业院校,支持建设一批贴合产业需求、校企深度融合、就业前景良好、具有示范作用的专业,对小而散的专业要集中到少数职业院校,形成职业院校之间优势互补。
3.创新行业专业人才教育方式。一要积极搭建校企教育资源信息化共享平台,协调企业、职业院校和社会教育机构共同搭建具有有色金属行业特色、校企互动的远程教育与培训平台,开发包括网络课程、虚拟仿真实训系统、工作过程模拟软件、通用主题素材库、名师名课音像等多种形式的职业教育数字化信息资源。二要鼓励开设实时互动远程课堂,鼓励企业将生产过程、工作流程等信息实时传送到学校课堂,使学生获得及时有效的教学资源。企业技能人才也可以利用生产现场平台开展专业教学,优化整合职业院校的教育培训资源。三要倡导开展技能竞赛,严格规范行业职业院校学生技能竞赛,鼓励行业企业全面参与;根据行业关键岗位及其标准设置竞赛项目,设计比赛内容,组织比赛过程;促进“双师型”教师队伍建设,促进竞赛成果向教学资源转化,促进办学模式和课程教学改革。
(四)深化校企合作
校企合作能发挥学校和企业的各自优势实现“双赢”,是办好职业教育、保持企业活力的有效途径。行业组织要充分发挥组织统筹协调作用,推动校企合作的深入。
1.加强校企合作资源保障。一要加强师资队伍建设,改革专业师资培养评聘制度,在有色金属行业协会(学会)、企业和科研机构中遴选理论造诣较高的高技能人才和能工巧匠建立一批专家队伍,参与教师、企业职工的培训,鼓励其到职业院校担任兼职教师。二要在有条件的、技术先进的企业建立一批“全国有色金属职业教育专业教师实践基地”,组织行业职业院校教师定期到企业进行专业实践和继续教育,开展产学研合作活动,并制定有色金属相关专业教师实践标准,提高教师的实践能力,促进教师的知识技能水平与行业技术水平发展同步。三要遴选一批专业优势明显的职业院校建设企业职工培训基地,加强职工培训基地硬件设施和软件资源建设,对企业用工进行岗前、岗中、转岗的相关培训,实行长期培训和短期培训相结合、理论和实践相结合、传统与创新相结合的培训理念,促进企业员工积极参与到基地的专业系统培训中。四要探索建立有色金属行业职业教育发展基金,用于资助特困学生,奖励优秀学生、优秀教师、优秀创新成果,为教育教学研究提供资金扶持;严格规范有色金属企业足额提取职工教育培训经费,并统一规范教育和培训支出,对服务全行业职工教育和培训的共享项目,如职教集团、现代远程教育系统予以支持,实现教育经费的使用效益最大化;积极协助行业职业院校解决经费问题,促动地方政府执行当地公办职业院校生均拨款标准,吸引更多的团体、个人和企业参与职业教育的办学,吸引更多的社会资金、民间资金,拓宽经费的来源渠道;同时地方政府要将公办有色金属职业院校债务纳入当地职业院校债务化解范围,院校自身也要通过多种渠道解决债务问题,如将长期贷款调整为中短期,使贷款结构更加趋于合理,确保自筹资金到位及时、全额,加强预算管理,降低行政成本。
2.完善学生实习实训协调机制。一要完善实习实训质量保障体系,完善在校生职业素养的培训认证标准,统一制定有色金属行业相关专业学生实习实训标准,保障学生实习实训岗位与专业相匹配,学生能力达到相应要求;加强职业院校学生实习管理,落实跟班指导,组织好实习学生的岗前培训和安全教育,落实学生实习责任保险,确保学生在实习过程中的学习质量、人身安全,达到制度有保障、责任有落实、措施有执行;建立学生实习档案和跟踪反馈机制,将接受学生实习实训工作纳入企业人力资源管理范围,形成自律性行规。二要鼓励企业建立学生实习实训基地,建立规模化、集群化的学生实习实训基地,让更多的院校及学生参与其中。实训基地要与学校的专业设置和专业结构同步更新、分别建立。引导企业接收学生实习,根据有色金属行业的人才需求,实行顶岗实习、订单式培养模式。积极引进优秀企业,举行实习实训现场招聘会,积极鼓励企业走进高校,讲解企业人才需求、选才标准,推进学生的顺利就业。三要鼓励开发推广基于真实生产过程的虚拟仿真实习实训系统,加大实训设备投入,职业院校新增经费应优先用于实践教学,满足学生进行仿真化、模拟化的现代技能要求,鼓励改造建立一批“理实一体化”教室,充分利用现代信息技术,开发基于企业运作平台的仿真模拟实训软件。四要鼓励学校搭建创业平台,实现实践教学与校园创业项目的对接,探索校园创业项目实训化,将校园变身为学生实训、创业的综合性大课堂,学校免费提供场地搭建创业平台,实现“就业有基础、创业有思路”,为学生实习实训提供更大的舞台。
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Abstract: to improve the quality of teaching for the purpose, through practical choice, instruction methods, performance appraisal and other practical aspects of exploration, and gradually formed a set of practical teaching model, student ability in practice to be a good exercise for the to undertake independent professional work after graduation and lay a solid foundation.
关键词:生产实习实习质量冶金技术
Key words: production practice practice qualityMetallurgical Technology
一、冶金技术专业简介
冶金技术是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科,培养的是冶金技术领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。
高新技术和学科发展相结合是冶金技术专业的一大特点。主要体现在以下两个方面:一是通过冶金过程的优化和新技术开发,最大限度地满足相关产业对高品质冶金材料的要求;二是最大限度地减少冶金生产的资源和能源消耗,减少对环境的污染,这也是该专业的前沿主攻方向。考虑到我国冶金行业清洁化生产水平低和特有的复合矿资源多样化的特点等因素,该专业不仅要致力于研究流程中废弃物的减量化、再资源化和无害化处理技术,而且还要对复合矿冶炼技术进行环保和经济意义上的评价和指导,并在此原则下开发复合矿的综合利用技术,最终实现我国高品质冶金材料的生态化生产。
根据以上特点,冶金技术专业主要有三大分支:冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金。除了一般工科专业的基础课程和专业基础课程以外,冶金技术专业的学习内容主要包括:冶金与材料物理化学、材料制备物理化学、冶金和能源电化学;钢铁和有色金属冶金新工艺、新技术和新装备、冶金资源综合利用、优质高附加值冶金产品的制造和特殊材料的制备技术等。
由于冶金技术专业培养的学生基础宽厚、理论扎实、技能全面,同时又具备冶金和金属材料加工等方面的知识和技能,毕业生择业面宽,适应能力强。毕业生可以到冶金、化工、材料、环境保护及其相关行业的生产、科研和管理部门从事生产技术管理、工程设计、技术开发、新型结构材料和功能材料的研制和开发等工作,也可以到高等院校和高等职业学校从事专业教学工作。冶金技术专业学生的就业前景十分广阔,目前,全国仅有20多所高校开设有此专业,每年培养的专业人才非常有限,而市场需求量又特别大。祖国蓬勃的建设事业需要冶金技术方面大量的专业人才,钢铁冶金、有色金属冶金企业等都是学子们一展身手的好地方。
二、明确生产实习目的
冶金企业生产现场具有高温、高压、化学用品多以及噪声等特点,由于对环境不熟悉,对生产现场和管理制度缺乏了解,并且由于生产实习在温度高的7月份进行,导致学生不敢进入实习现场、不愿学甚至缺岗等现象,从而影响实习效果,增加了管理难度。
因此,明确生产实习目的及重要性,提高学生学习的主动性是提高实习质量的核心。实习前对学生进行实习动员,向学生讲清楚实习内容、实习方式及考核管理办法等,调动学生的主观能动性。同时,将生产实纲、实习指导书、计划安排等分发给学生,这样有利于学生在实习过程中,结合企业的实际情况,学习专业知识及专业技术。
三、多种实习方式相结合
生产实习的主要方式包括跟班学习、现场参观及专题讲座。显然,跟班学习是最好的实习模式,但因冶金技术专业实习一般为期4周,时间较短,而学生在此期间需要学习的内容包括氧化铝生产、铝电解生产和炭素电极材料的生产等。因此,为解决学习内容过多与时间过短的矛盾,采用了多种实习方式相结合的管理模式,以提高实习质量。
跟班学习与集体讨论相结合。针对氧化铝生产工序多、流程长的特点,学生无法在短暂的实习期内对每个工序都了解清楚。为此,在带领学生对全厂进行了现场参观学习的基础上,将其分成若干小组并分别到各生产车间跟班实习,按实纲重点了解所在车间的情况,并在本阶段实习结束后安排一次集体讨论,由同学提出疑问,其他同学回答并进行集体讨论。这样,不仅有利于学生对全厂的情况有所了解,而且学习的知识有侧重点,有利于实习结束后学生的相互交流。
专题讲座与跟班学习相结合。熔盐电解法炼铝工业相对于氧化铝生产而言,工序简单、流程短。因此,为了提高实习质量,保证实习效果,采取专题讲座与跟班学习相结合的方式,合理安排专题讲座时间与内容,另外再结合实习思考题,使学生带着问题去跟班实习,带着问题听专题讲座。
专题讲座与现场参观相结合。作为炼铝企业的附属单位炭素厂及矿山,由于实习时间的限制,无法使学生对其有深入的了解的机会,因此,为了拓宽学生的知识面,保证实习效果,对这两个单位的实习采用专题讲座与现场参观学习相结合的方式,使学生对该厂的主要设备具有感性认识,对整个铝冶金生产有完整的概念。
四、 综合评定考核
生产实习是一项复杂的教学过程,对学生实习成绩的评定不仅涉及专业基础、专业等多门课程理论知识,还涉及工厂的现行工艺、实际生产知识等多方面的内容。因此,为了高质量的完成实习任务,制定了合理的综合考核制度;学生实习期间的表现,包括劳动纪律、组织纪律、操作技能等;实习报告完成情况,主要包括报告的全面系统性、书写规范与质量、问题探讨与知识的总结提高程度等;生产实习理论考试,其中主要内容是实习中应该重点掌握的内容;将以上几项成绩按3:4:3的比例进行综合评定,给出实习最终成绩。
参考文献:
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基于上述原因,在材料成型及控制工程专业人才培养上亟待进一步理顺该专业与原来的铸、锻、焊等相关老专业之间的联系与区别,明确材料成型及控制工程专业人才培养目标和培养要求,研究人才培养方案,优化课程体系、实验教学体系。
一、材料成型及控制工程专业内涵
材料成型及控制工程专业作为教育部1998年通过专业调整后増设的新专业,涵盖了调整前的“塑性成型工艺与设备专业”“铸造专业”(部分)“焊接工艺与设备专业”(部分)“热加工工艺与设备专业”和“金属材料与热处理专业”(部分)。在培养目标上,要求材料成型及控制工程专业培养“具有机械热加工的知识和应用能力,能够在材料成型及控制工程领域从事设计、制造、试验研究、运行管理和经营管理方面的工程技术人才”。材料成型及控制工程所涵盖的铸、锻、焊等相关老专业是原计划经济体制下的产物,这些专业适应了当时各个行业生产的全国计划性、所需技术人才的计划性、高校毕业生就业的计划性,以及工业企业产品品种和型号的单一和多年稳定的特点。随着市场经济体制的建立和不断完善,高校毕业生就业实行双向选择,学生就业领域宽化,科学与技术正呈现加速发展及综合化态势,工业企业产品创新速度不断加快。原来按行业、加工工序和产品设置的专业,其专业面过窄,适应性较差。为适应市场经济对人才的需要,适应大众化高等教育阶段对人才培养要求的多样性,宽口径的材料成型及控制工程专业应运而生。从专业内涵上看,新的宽口径专业不应该是原来老专业的简单重复、合并和叠加,但新专业应该赋予什么内涵,新专业如何办,也是当时摆在广大教育工作者面前的新课题。1999年,原华中理工大学曾邀请了国内26所高校的代表与会,专门就材料成型及控制工程专业人才培养问题进行了研讨,一致认为:新专业比过去较单一的老专业培养的人才所具备的知识结构应更合理,面更宽,适应性更强。
自材料成型及控制工程专业确立以来,国内已先后有一百多所高校建立了该专业。由于各高校原来的基础不尽相同,在专业人才培养规格方面的要求也不尽相同,许多院校还没有完全摆脱老专业的框框,而只是在老专业的基础上进行调整和修改。由于这种调整和修改往往缺乏对专业内涵及发展前瞻性的准确把握,尽管表面上形成了一种“百花齐放”的局面,实际上却是一种低层次、不完善的临时措施,与原来的老专业对比,有一种“新瓶装旧酒”的感觉。这种情况是由于专业内涵不够明晰造成的。
材料成型及控制工程专业与铸、锻、焊等相关老专业具有天然的联系,铸、锻、焊等相关老专业是办好材料成型及控制工程专业的基础,这是不言而喻的事实。但老专业设置过窄,人文素质教育薄弱,教学内容陈旧,教学方法偏死,培养模式单一,等,这些问题随着高等教育由精英化教育快速向大众化教育发展而变得日益突出。随着现代化建设的不断发展,社会对人才的需求已从原来需要较单一的技术人才转变为适应不同生产力水平、不同产业部门的多层次、多规格的综合型人才。从现行的中国工业格局来看,庞大的机械、冶金、汽车、电器、电子等行业是国家的重点支柱产业,而上述行业的现代企业已经从原来需要铸、锻、焊等单一专业的技术人才转变为更迫切的需要从事材料加工、成型工艺、成型设备、自动控制及具备与此相关的其他知识和能力的应用型综合人才。认清材料成型及控制工程专业与铸、锻、焊等相关老专业的联系与区别,对明确材料成型及控制工程专业人才培养目标和培养要求的真正含义,对确定人才培养方案具有重要的指导意义。
二、坚持材料成型及控制工程专业宽口径培养目标
中原工学院的材料成型与控制工程本科专业设立于1999年,是在原“热加工工艺与设备”专业基础上建立起来的。1999年,学校批准立项了“材料成型及控制工程专业建设综合改革与实践”的教育改革研究重点课题。作为研究成果,在材料成型及控制工程专业课程设置上,对原铸、锻、焊等专业的专业基础课和专业课进行较大幅度整合,加大了课程的整合力度,提高了课程内容的综合性。在实践环节上,对重要的专业基础课和专业课,单独开设出38个学时的设计综合性实验,注重实践教学环节安排,注意调动学生学习的主动性、独立性和创造性,重点培养学生的独立研究能力、动手设计能力和发明创造能力,以増强学生的工程意识。通过上述的改革研究与实践,确立了材料成型及控制工程专业具有材料加工学科典型特征,同时还具有浓厚机械学科色彩的宽口径人才培养模式。这极大地推动了专业的课程建设,加强了学生主动性、创新意识的培养,提高了专业教师对高等教育改革的认识。
在随后的几年里,由于众多企业仍沿用原铸、锻、焊专业招聘毕业生,以及学校自身的师资、实验实训条件的限制,在材料成型及控制工程专业培养方案上一度设置了几个并行的专业方向。这种培养方案在实施过程中有两个突出问题,一是学生在选择专业方向上难以取舍,二是学生在专业方向上的分散给教学组织带来了难于克服的困难。
在材料成型及控制工程专业的改革与实践中,逐渐认识到高等教育实现大众化教育,更多是通过课程学习培养素质,培养社会适应性、创新能力,以及继续学习、探索的能力。科学技术更新的节奏加快,也使得学习新技术的过程不再单纯追求掌握新技术,更重要的是一种创新意识的学习。在厚基础的教育大背景下,高等教育中的公共基础课、专业基础课比例増大,专业课的比例则相对压缩,对于面面俱到的专业知识,对于加速涌现的新技术、新工艺,实际上依据原来老专业中的课程设置模式,依靠在校的专业学习也是学不过来的。因此,高等教育中的专业培养也应适应这种变化形势:着重基础,拓宽口径。
三、注重特色培养,构建材料成型及控制工程专业课程体系
材料成型及控制工程专业是在社会需求这一大环境中应运而生的,其人才定位自然应满足这种要求。然而,培养材料成型及控制工程专业的万能人才既不现实,也难以达到。由于材料成型及控制工程专业办学历史较短,其专业设置既不完全是按照行业特点设立,也不是按照学科特征设立,发展具有其特殊性。根据行业需求、地区经济发展情况和各院校实际,因地制宜、因校制宜选准专业的服务面向和专业定位,办出自身特色显得尤为重要。
中原工学院地处河南。河南有色金属、轻金属新材料的开发和轻金属加工技术的发展前景广阔,拓宽相关知识面,进行有针对性的教学是非常必要的。
经过认真探索,反复论证,依据现有条件和师资,并考虑长远发展趋势,对材料成型及控制工程专业逐步确立了“以区域经济发展和产业特点要求为根本,以金属液态成型为主线,以连接成型技术为重点,以黑色金属加工成型拓宽至有色金属成型为特色”的人才培养目标。
材料成型及控制工程专业是以成型技术为手段,以材料为加工对象,以过程控制为质量保证措施,以实现产品制造为目的的工科专业。以材料为加工对象的特点决定了材料科学也是本专业的基础知识。随着科学技术的发展和学科交叉,本专业比以往任何时候都更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、计算机及现代化管理等各门学科及其最新成就。材料成型及控制工程专业学生应具有材料科学、机械自动化及计算机等方面的基础知识,涉及范围比较宽广。因此,需要在有限的教学时间内尽可能强化基本理论的学习,并在此基础上,加强专业知识和专业技能的训练,使学生毕业后不仅可以适应各类工作,并且在此基础上学有专精。为解决好这两方面的矛盾,需要统筹考虑。为此,先后收集了国内十多所院校材料成型及控制工程专业的培养计划,并对这些培养计划进行研究、分析、比较。同时,结合学校实际和教学实践,确定了专业课程设置的基本原则,即通用原则、先进原则和特色原则。所谓通用原则,即学生的知识结构应满足教育部本科专业目录中的基本要求;所谓先进原则,即专业课程设置应反映本学科的前沿;所谓特色原则,即充分体现学校专业特色建设。经过反复研究、实践,针对原专业限选课材料成型原理、材料成型工艺课程内容,由原涵盖铸、锻、焊3部分内容,调整为仅涉及铸、焊,并进一步加强。在专业基础课中,保持机械制图、机械设计基础课程要求与学校机械设计制造及自动化专业基本一致,且学生的机械学基础在专业课程设计及后来的专业任选课中得到进一步深化。专业基础课、专业限选课、专业任选课逐步由黑色金属基础向有色金属加工成型技术拓宽,实行“横向变窄、纵向加宽”。
在学校1999年立项的材料成型及控制工程专业教改研究中,对于专业实验教学已提出:重要的专业基础课或专业课的实验不再将其视为理论教学课的附属,单独开设专业综合实验课程,这是在专业教学体系上的一次飞跃。但在专业培养上尚未摆脱基础课、专业基础课、专业课的三段式培养模式,对培养学生独立思考和创新意识的设计性、综合性实验课的开设等方面,还没有取得实质性进展。在借鉴国外高校培养模式的基础上,提出材料成型及控制工程专业的培养采取“实践-认识-再实践-再认识”的螺旋模式。在专业低年级开设材料基础实验课程,通过独立开设的实验课程(材料基础实验、材料的组织与性能实验、专业综合实验)保持了实验教学不断线。由于基础实验在这些课程中已经开设,在专业基础课、专业课中的实验课从内容上就必须是高层次的综合性、设计性实验。
毕业设计是工科教育中综合能力训练和培养创新精神的重要步骤,是提高毕业生的人才质量和市场竞争力的重要实践教学环节。结合本专业的服务和面向,结合专业特色建设,提出了“侧重连接技术,突出有色金属,综合训练,有所创新”的毕业设计指导方针,并积极实践3项工作。第一,提高认识,尽早安排。结合低年级专业导师制,使学生早期介入科研课题。第二,选题侧重专业特色建设。选题是提高毕业设计质量的前提,选题将决定毕业设计的方向和目标,也决定着人才培养的特色。因此,在选题上提出侧重专业特色建设与该专业人才培养目标和定位相结合,并且要求尽量减少“纯软件类”“纯综述性”和“纯理论性”题目。第三,健全规章制度,加强过程管理。在毕业设计的指导过程中,遵照学校毕业设计指导的相关规定外,对于选做相近方向课题的学生定期召开题目进展报告会,督促进度,广泛交流,扩大学生的知识面。
本科教育不是单纯的专业教育,尽管不可能不包括专业教育,但其内涵比专业教育更深刻,外延比专业教育更宽泛。此外,还应当区别本科教育和职业培训的本质区别。虽然不可能把本科教育与职业需要之间的联系割断,本科教育可以也应当为学生毕业后直接就业提供一定的准备,但这不是其主要使命。其主要使命是为学生奠定发展基础,使他们在毕业后能够有新的、更大的发展。因此,本科教育应当淡化职业倾向性,在实验实践内容安排上重视学生科学思维、科学方法、科学精神的培养,使学生学会探索,学会创造。
四、结语
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关键词:材料成型;控制工程;金属材料;加工分析
金属材料的成型发展受到诸多方面的要素影响,包括焊接、挤压、铸造等重点环节,同时实际工作中需要注意细节的重要性,否则小的失误也会酿成大的失误,不仅对材料的成型产生部分影响,同时在加工实行之前,也要深入的了解不同的材料性能和要求,结合材料状况,做好技术评定,从问题可控性角度考虑。
1 材料选材的原则性要求
由于工程施工中企业产品的金属材料有着较好的耐磨性,不仅硬度要求比较高,同时材料具有良好的工程性质量要求,并且为材料的成型带来较大的难度。为了确保材料成型后的质量,要结合金属材料的加工技术状况,适应产品性能需求,满足产品的使用要素。例如在使用时部分金属复合型材料通过增强金属材料的纤维性,实现成型加工的要求。同时其他的金属材料在成型时为了满足性能需求,更要在二次加工中因为材料性质的不同采用针对性的技术措施,做到有针对性的分析问题,真正的推进金属材料的实践进程[1]。
由于金属材料在使用时会涉及到焊接和挤压等相关技术,由此工作的细致性就变得更加重要,任何一个小小的失误都会造成施工纰漏情况的出现,都会对材料的塑性形成关键要素影响,但是在加工之前,最好深入的研究物理和化学性能,通过深入和透彻的理解,在可塑性加工成型的基础上满足复合材料的质量要求。
2 金属材料的常用加工方法
2.1 机械成型加工法
当前由于金属材料在成型控制方面有新的要求,所以目前应用最为广泛的道具是金刚石的刀具,这是由于金刚石的刀具硬度能够达到预定的要求并且结合铝基复合材料的应用,通过精细加工,在与其他材料结合的同时,形成新的使用工具例如钻、铣、车等方面的应用,这些使用在金属加工中应用比较多。如果铝基复合材料的使用要做好详细的划分,那么可以详细的划分为三种,分别为车削形式、铣削形式和钻铣形式,钻削主要是是借助于镶片的麻花钻头的形式加工复合材料,其中最为常见的钻头是B4C和SiC的钻削形式,通过添加适量的外切削液,目的是强化铝基复合材料[2]。由于铣削要通过1.5%到2.9%的粘合剂做好粘合,然后通过添加适当的切削液让其不断的冷却,这样就能保证使用性能,带动具体的使用功效。车削主要的切割工具是硬合金的刀具,例如在使用A1车削复合材料的时候,需要运用适当的乳液为相关的切割做冷却性处理。
2.2 挤压锻模塑性成型
在金属材料的实际成型中,各类相关人员要求通过模具的表面涂层做好相关技术性手段,实践操作中要改善压力状况,降低加工中遭遇的摩擦阻力,根据相关的数据资料能够获悉,通过加工挤压能够让压力较好的释放出来,释放的比例能够达到25%到35%左右,如果释放的较好那么能够释放出来的压力将会更多,通过降低加工的挤压力,弱化增强颗粒对模具产生的损伤状况,这样能够削弱金属的材料塑性,让金属更能经受变形阻力,最终成功的可能性将会大大提升。另外,相关人员为了加大挤压的温度,用以提升金属的塑性状况,通过在金属材料中加入适度的颗粒状况,弱化其可塑性状况,最终有效的提升抗变形的能力,增强挤压的温度值,让金属基材料和颗粒两者的融合速率发生变化,通过优化两者的具体融合效果,让两者的适用性逐步加大[3]。若从常规角度考虑问题,通过加大颗粒的含量状况能够提升挤压的变形速率,但是由于金属中复合材料的含量偏高,那么相关的人员就要严格的控制被压缩的速度,但是在挤压速度达到上限以后,由于金属材料已经形成自己的固有形状,就会引发横向的裂纹。
2.3 电切割技术法
电切割法主要是在成型加工的过程中结合材料的具体形状决定运用何种切割状况,但是在切割的途中需要运用正溶解的方式实现切割要求,但是在切割的过程中,由于材料组织之间的摩擦,就要形成残存物或者粉末状纤维,为了避免这些细小的纤维进入到空洞内,可以运用零件以及负极之间的间隙做好清洗,这种方式相较于传统的放电加工的方式,最为重要的优势是将电流液全部侵入到移动的电极线内部,这样就能借助于液体的局部压力做好冲刷,确保局部的高温状况,让零件加工效果更好[4]。
2.4 粉末冶金成型
由于粉末冶金作为成型较早的一项技术,所以在使用时要结合复合性材料制作零件和颗粒加工等金属材料,并且成型加工要结合必要的前提完成,该技术适用的范围比较广,主要针对的使用群体是尺寸相对较小,形状比较复杂的精密性零部件,但是在使用时需要了解由于粉末冶金的主要技术优势是集中在成型制造方面,那么就要在实际使用中多运用含量调整的方式做局部调整,如果颗粒含量在半数以上,那么制造中的精密度就要重点注意,其基本要求必然是组织严密,另外粉末冶金具有界面反应少等方面的优势,这是提升工作效率的必然前提[5]。
结语:金属材料中最难的部分是材料的成型与控制,受到自身重要性能的影响,所以有着比较广泛的应用前景,但是伴随着科学技术的飞速前行,部分行业受到各个不同领域的青睐,所以金属材料成型不仅要应用在一个领域内,其实是多领域的应用技术要求,我国在发展中需要给予高度的重视,通过科研确保自身的技术水平达到预定的水准,这对提升我国的竞争力有着极为重要的作用。
参考文献:
[1]张凯.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].山东工业技术,2016,05:21.
[2]胡国富.材料成型与控制工程模具制造技术分析[J].福建质量管理,2016,05:124.
[3]向绪敏.浅谈材料成型与控制工程模具制造技术[J].福建质量管理,2016,05:151.
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【关键词】 材料 发展 金属材料 无机非金属材料 高分子材料
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为MMC)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。
参考文献
[1]谢盛辉.《材料科学发展史》.课程构想及教学纲要.2006:26(5)
[2]许顺生.金属材料科学概述.中国科学院上海冶金研究所
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关键词 奥氏体钢;铁素体钢;焊接;线膨胀系数;异种金属
中图分类号 TG4 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)110-0089-02
随着现代工业的发展,对零部件的性能提出了更高的要求,如高温持久强度、低温韧性、耐磨及耐腐蚀性等。单一金属材料一般不能满足这些使用要求,即使有些材料性能比较理想,但价格比较昂贵,不能在相关行业广泛推广。而随着现代焊接技术的发展,人们已将异种材料焊接进行了研究,并取得了一定的成果,既满足了复合零部件的各种性能的要求,同时还降低了生产成本,如Al-Ti异种金属焊接、Al-Mg异种金属焊接、钢与硬质合金异种金属的焊接等。为此,异种金属的焊接加工制造零部件受到人们的广泛关注。作者以奥氏体钢和铁素体钢的异种金属焊接来研究其焊接质量与焊接材料的关系,及焊接工艺的选择,为进一步研究开发新的异种金属的焊接工艺提供理论基础。
奥氏体钢与铁素体钢的焊接属于异种金属的焊接。异种金属的焊接从材料角度来看,包括三种情况:异种钢焊接,如奥氏体钢与铁素体钢的焊接、奥氏体钢与珠光体耐热钢的焊接;异种有色金属的焊接,如Cu-Al焊接、Ti-Al焊接、Al-Mg焊接等;有色金属和钢之间的异种焊接,如铜与钢的焊接、铝与钢的焊接等。
1 不同金属之间的焊接特点
完全不同的金属之间的性能差别会很大,因此焊接不同金属要比同种金属之间的焊接困难很多。
对于两种不同金属进行直接焊接时,将会遇到下述的困难:当两种被焊金属的熔化温度相差很大时,其中一种金属已处于熔化状态,而另一种金属还处于固态下;当被焊金属的电磁和比热容不同时,会改变焊接时的温度分布,从而改变焊缝金属的结晶条件;当被焊金属的电磁性能相差很大时,焊缝成形不良;两种不同的金属,假若之间的线膨胀系数差别很大时,那么在此两种金属之间焊接时,焊缝中的热应力可能会很大,当两种金属的线膨胀系数有很大差别时,在焊接的过程中会产生比较大的热应力,且这种热应力无法消除;有许多异种金属组合,如铝与其它金属焊接时会产生熔化温度很高的氧化膜而熔合困难,因为这里不可能采用熔剂;焊接过程中因金相组织变化或产生新的组织而使接头性能达不到焊接要求等。因此,不同金属之间的焊接接头质量是否合格,首先是由被施焊金属材料的物理性能、化学性能、以及所使用的焊接方法和焊接工艺决定。与焊接有关的物理性能,不同金属有很大差异。冶金学的相容性会对异种金属的焊接性起着决定性的作用。两种金属间冶金学上的相容性主要取决于它们之间是否会形成脆性化合物。在液态下互不相溶的两种金属或合金,实际上是不能用熔焊的方法直接焊接的。液态与固态都有良好互溶性的金属,在熔焊时可能形成完好的接头。化学元素之间的相互溶解度取决于溶质元素和溶剂元素的晶格的类似和相近性、原子半径和负点性的差别。具有有限固溶体的异种金属之间可可能形成优质的焊缝。这取决于焊缝金属初次结晶时晶区偏析程度如何,并取决于随后在固溶体晶变和相变的情况。
2 奥氏体钢与铁素体钢的焊接性
奥氏体钢与铁素体钢焊接时,焊接接头中合金元素扩散以及碳元素的迁移,都会导致焊缝熔合区部位低温冲击韧度下降和产生裂纹。由于碳的迁移和合金元素的扩散,使焊接接头产生四个区域。
1)脱碳带由于奥氏体钢焊缝中含有一定量的钛。钛是强烈的碳化物元素,它与铁素体钢中的亲和力很大,从而使铁素体钢中的碳向焊缝一侧迁移使铁素体一侧形成脱碳层。当ωNi为3%左右的低温钢与1Cr18Ni9Ti钢焊接时,脱碳带的组织是针状低碳马氏体和贝氏体,硬度很高。经过预热或多层焊对底层焊缝的加热作用,马氏体消失,形成索氏体及铁素体组织,硬度明显下降;
2)增碳带由于碳的迁移,在奥氏体钢焊缝一侧形成增碳带。不预热进行焊接时,通常不会发生明显的增碳带,只有在经过预热或多层焊时,才会出现。这类异种钢焊接时脱碳带和增碳带的宽度都很窄,对焊接接头的常温力学性能没有明显影响;
3)合金浓度缓降带通过舍夫勒组织图的计算,为了使焊缝获得奥氏体和铁素体组织,应该选用比奥氏体钢母材合金元素含量更高的铬-镍焊接材料进行施焊。所以,焊缝中含有较高的铬、镍元素,引起和铁素体钢母材铬、镍元素的浓度差,使铬、镍元素向铁素体钢一侧扩散,形成合金元素缓降带;
4)细粒珠光体带焊接接头经焊后回火热处理后,在脱碳带与增碳带之间有一个宽度几微米的细粒珠光体带,这是低碳马氏体在高温回火热处理后的产物。细粒珠光体带对焊接接接头的力学性能无任何不利影响。
2 奥氏体钢与铁素体钢的异种金属焊接工艺
2.1 焊接材料的选择
奥氏体钢与铁素体钢异种金属焊接时,如果采用高铬-镍的E310-16、E309-16、E308-15和E316-16焊条,都不可能避免地会在熔合线互熔区产生马氏体组织,这种马氏体组织在互熔区内靠近铁素体钢一侧,结果使焊接接头性能恶化。
用超低碳的E316L-16焊条焊接时,焊接接头经退火处理后,在熔合线近旁的低温冲击韧度的下降比较小,这是由于焊条中不含钛,且含碳量又低,使碳迁移减弱,阻碍了脱碳带和增碳带的形成,这类异种钢焊接时,应该选用E316L-16焊条。
2.2 焊后热处理
对于奥氏体钢和铁素体钢之间的焊接接头,焊后的热处理主要是要消除焊接过程中遗留的残余应力,之外还要考虑由于这两种不同金属的热膨胀系数不同而附带出的其他附加应力。因此,这两种不同金属焊接后应及时采取高温回火的热处理工艺。
异种钢之间焊接时,其焊接材料的选择原则为:在异种钢的焊接接头没有裂纹或其他缺陷的前提下,若不能同时兼顾焊缝金属的韧性和强度,则应该选用塑性或韧性比较好焊接材料。在很多情况下,异种钢的焊接焊缝金属的力学性能只要符合其中之一,另外,焊缝的成形要尽可能的美观,焊接材料还用具有较好的工艺性能,还要经济、易得。
参考文献
[1]赵鹏飞,康慧.Al-Ti异种合金真空钎焊的研究.材料工程,2001(4).