中国教育

III．工程材料及机械制造基础课程教学基本要求

　　一、课程的性质、目的、任务

　　1．课程性质

　　工程材料及机械制造基础是研究机器零件的常用材料和制造工艺方法，即从选择材料，制造毛坯，直到加工出零件的综合性课程。它是高等学校机械类专业学生必修的技术基础课。本课程由工程材料、材料成形工艺基础和机械制造工艺基础三门课程(或三个模块)组成。

　　2．课程目的

　　学生在机械制造实习的基础上，通过本课程的实习，获得常用工程材料及零件加工工艺的知识，培养工艺分析的初步能力及创新意识，并为学习其他有关课程及今后从事机械设计和制造工作奠定必要的基础。

　　3．课程任务

　　（1）掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法，具有选用工程材料的初步能力。

　　（2）掌握主要（包括常规与先进制造技术）加工方法的基本原理和工艺特点，具有进行工艺分析及选择毛坯、零件加工方法的初步能力。

　　（3）具有综合运用工艺知识，分析零件结构工艺性的初步能力。

　　（4）了解制造工艺系统，具有制造工艺系统的初步分析能力。

　　（5）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势，建立现代制造工程的概念。

　　二、课程的教学基本内容和要求

　　（一）工程材料

　　1．熟悉工程材料的种类和主要力学性能。

　　2．了解纯金属的晶体结构和结晶、晶体缺陷及其对性能的影响。

　　3．了解合金的结构和性能、相与组织的概念。熟悉二元合金相图和铁碳合金相图及其应用。

　　4．熟悉金属塑性变形的实质及对金属组织和性能的影响。

　　5．熟悉钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的形态和性能。掌握退火、正火、淬火、回火及表面热处理工艺的特点和应用。了解常见热处理缺陷、产生原因及预防措施。

　　6．掌握碳素钢、合金钢和铸铁的种类、牌号、性能及应用。了解常用有色金属的特点及应用。

　　7．熟悉常用工程塑料、橡胶的种类、结构特点、性能和应用。了解陶瓷、复合材料等的特点及应用。

　　8．了解工程材料的表面处理方法。

　　9．熟悉选用工程材料的基本原则。能较合理地选用工程材料及相应的处理方法。

　　10．实验

　　（1）金相试样的制备。

　　（2）铁碳合金平衡组织显微分析。

　　（3）钢的热处理及试样硬度测定。

　　（4）钢在不同热处理（退火、正火、淬火及回火）状态下的显微组织。

　　（5）铸铁、铜合金、铝合金的显微组织分析。

　　（6）钢的淬透性与耐回火性。

　　上述实验也可以根据不同专业特点开出包括非金属材料在内的综合性、设计性的实验。

　　（二）材料成形工艺基础

　　铸造

　　1．熟悉铸件凝固过程、合金铸造性能及其对铸件质量的影响。

　　2．掌握砂型铸造和常用特种铸造方法的特点和应用，能绘制砂型铸造典型铸件的铸造工艺图，具有较合理地选用铸造方法的能力。

　　3．了解常用合金的熔铸特点。

　　4．具有分析零件铸造结构工艺性和铸造缺陷的初步能力。

　　5．了解铸造新工艺、新技术及其发展趋势。

　　锻压

　　1．熟悉金属塑性变形规律、塑性变形对金属组织和性能的影响、金属锻造性能和常用金属的锻造特点。

　　2．掌握自由锻和模锻的特点及工艺过程。能绘制简单锻件的锻件图。具有较合理地选用锻造方法的能力。

　　3．掌握板料冲压的特点和基本工序。了解常用的金属板材及板料冲压的性能。

　　4．具有分析中小型零件锻造和冲压结构工艺性的初步能力。

　　5．了解零件的轧制、挤压、旋压和拉拔等加工方法的特点和应用。

　　6．了解锻压新工艺、新技术及其发展趋势。

　　焊接

　　1．熟悉焊接冶金过程、热过程及其对焊接接头组织、性能和焊件的焊接应力、变形的影响，以及获得优质焊件的措施。

　　2．掌握常用焊接方法的特点，具有较合理地选用焊接方法及相关焊接材料的能力。

　　3．了解金属的焊接性能。熟悉常用金属的焊接特点。

　　4．熟悉常用焊接接头形式和坡口形式设计。熟悉焊缝布置的主要原则。具有分析焊件结构工艺性和焊接缺陷的初步能力。

　　5．了解焊接新工艺、新技术及其发展趋势。

　　6．了解粘接的工艺过程、特点和应用。

　　工程塑料、橡胶、陶瓷材料与复合材料的成形

　　1．了解工程塑料的工艺性能和零件成形方法。

　　2．具有分析工程塑料零件结构工艺性的初步能力。

　　3．了解橡胶零件的成形方法。

　　4．了解陶瓷(或粉末合金)零件的成形方法。

　　5．初步了解复合材料的成形方法。

　　毛坯选择

　　1．熟悉毛坯类型、质量、成本和选用原则。

　　2．具有选择毛坯材料和制造工艺方法的能力。

　　（三）机械制造工艺基础

　　1．熟悉切削加工的基本原则。了解影响加工质量、生产率及成本的主要因素。

　　2．掌握常用加工方法的工艺特点。熟悉各种表面的加工方法，并具有较合理地选用加工方法的能力。

　　3．熟悉机械加工工艺过程的基本内容。了解制定加工工艺的原则和方法，具有制定典型零件加工工艺的初步能力。

　　4．具有分析零件机械加工和装配结构工艺性的初步能力。

　　5．了解特种加工方法（电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工、快速原型制造）的基本原理、特点和应用。

　　6．了解数控机床加工（CNC、MC、DNC、FMC、FMS、CIMS）。了解机械制造工艺系统和数字化制造概念，以及计算机辅助制造等先进制造技术及其发展趋势，具有制造工艺系统的初步分析能力。

　　三、几点说明

　　1．本课程与生产实际联系密切，对学生的实践基础要求较高。为了达到课程的教学基本要求，学习本课程之前必须先修机械制造实习。

　　2．在教学过程中要充实和加强以下教学环节：

　　（1）安排课堂讨论、作业练习、答疑、质疑等。

　　（2）充分运用教具、模型、录像等，以及运用多媒体课件和计算机辅助教学等现代教育技术。

　　（3）有条件的院校在材料成形工艺基础和机械制造工艺基础的教学过程中可安排综合性、设计性的实验。

　　（4）有条件的院校可结合课堂教学组织校内外参观或进行其他工艺实践。

　　3．要处理好本课程与相关课程（如工程图学、机械设计、公差与技术测量等）的关系，注意加强和充实新材料、新工艺、新技术方面的教学内容，积极大胆地探索课程内容与体系的改革。

　　4．要安排综合性和创新性的训练环节，培养学生的工程实践能力和创新思维能力。

　　IV．普通高校工程训练中心建设基本要求

　　一、训练中心建设目标

　　建成达标的师资队伍和教学条件，具有达标的教学水平，取得一定的教学成果的工程训练中心（简称训练中心）。训练中心应成为我国理工科大学全面贯彻落实素质教育、“质量工程”和进行创新实践教育的重要基地，要立足本校，面向地区。条件好的训练中心要争取在全国有一定的影响力。积极贯彻工程实践教学新的课程教学目标：学习工艺知识，增强工程实践能力，提高综合素质（包括工程素质），培养创新精神和创新能力。

　　二、训练中心建设理念

　　正在迅速发展中的我国工程训练中心，是在金工实习基地的基础上建设和发展起来的，体现了我国独特的国情。它既为今天的发展积累了丰富的经验，奠定了一定的工作基础，同时，金工实习教学长期形成的一些观念，又可能成为训练中心发展的一种局限。因此，在继承已取得建设成果的基础上，训练中心的建设理念应按照教育教学改革的新形势和人才培养的新目标，作出以下实质性的转变：

　　（1）按照素质教育要求，把训练中心建成全面贯彻落实素质教育和“质量工程”，培养基础宽、能力强、素质高和具有创造性的复合型和应用型人才的重要教学基地。

　　（2）训练中心的建设要实现完整的育人功能，要充分体现下列“三个转化”和“一个结合”。“三个转化”是：由常规的金工实习和电子工艺实习向现代工程实践教学的方向转化；由单机技能培训向部分实现局域网络条件下技术集成的培训方向转化；由操作技能培训向技能与综合实践、创新实践相结合的方向转化。“一个结合”是：工程训练的教学过程尽可能与教学产品（包括面向市场的产品和完成工程训练的产品）相结合。

　　（3）训练中心要全方位开放。不仅要为理工科的学生服务，还要逐步为人文社会学科、农科和医科等其他学科的学生服务。

　　（4）训练中心要为学生提供比较宽阔的大工程背景，尽可能拓宽学生的知识视野。

　　（5）条件好的学校要把训练中心建设成为本地区的实践教学研究中心、教学改革中心和师资培训中心。

　　三、教学硬件建设

　　为适应教育教学改革和人才培养的新要求，训练中心的硬件条件必须达到相应的标准。考虑到不同院校经费投入的有限性，学生深入掌握新技术新工艺内涵的承继性，工程实践能力培养的有效性，可能在一个较长的时段内，常规技术培训仍然是工程实践教学的重要组成部分。但是，作为发展中的训练中心，必须有一定数量供学生演练的新技术、新工艺装备，以及有比较先进的管理体制和管理方法。

　　1. 对于常规工程训练，可参考教育部《普通高等学校工程材料及机械制造基础系列课程教学基本要求》，但在此基础上要有所推进：

　　（1）工种齐全。应保证铸、锻、压、焊、车、铣、磨、钳等基本工种；具备条件的学校，可取消刨工（或保留演示）；各学校可根据实际需要开设冲压工种实习。

　　（2）设备完好，人机比合理。更新陈旧的和不安全的工艺装备。教学用的全部设备要能正常使用和安全操作。设备配置的人机比要达到铸、车、钳为1：1；铣、磨、焊为2：1；机锻为5：1；冲压为6：1；各类机床的主要附件及工具、量具等要按设备配置。

　　（3）确保教学质量和学生安全，各主要工种配备相应数量的实习指导人员（以下配置不包括演示性教学环节）：车工：1:6～8；铣工：1:6～8；刨工：1:8～10；钳工：1:10～12；数控车：1:6～8（3～4台数控车床）；数控铣：1:4～6（2～3台数控铣床）；铸工：1:12～14；焊接：1:10～12；机锻：1:4～6；手锻：1:6～9；冲压：1:6～8。

　　（4）要注意发挥现代教育技术的作用，配备一定数量的多媒体教室和相应教学设施。

　　（5）要有良好的教学环境，实习场地的日最高负荷人均面积要不小于10平方米，所有实习设备要按规范合理布局、正常安装和安全操作；教学环境要安全、明亮、整洁，噪音符合规范；各主要实习工种应配备相应的教室、模型教具和教学挂图等。

　　（6）对于不同类型的学校，机械类至少应安排3～6学分；对于近机械类至少应安排2～3学分；对于人文、社会学科等其他非工程类专业，建议安排2学分。每个学分为5天，每天8学时。

　　2．先进制造技术和先进管理方法的训练，要求占总实习时间的20%～35%。部分专业可根据实际情况适当调整。

　　（l）要有一定数量和不同种类的先进制造技术的教学、演示和实验设备。先进制造实习设备至少要有：6台数控车床，3台数控铣床，2台线切割机床、1台电火花成形加工机床、2台激光雕刻机床、1台快速原型制造机床、1台二氧化碳气体保护焊机和1台氩弧焊机。各学校可根据投资力度和教学需要，选配一定数量的加工中心、激光加工机床、超声波加工机床、注塑机、数控冲床、消失模铸造系统、压铸机和工业机器人等，不断提高新技术新工艺设备的数量和档次。

　　（2）条件好的训练中心要规划、建设局域网络条件下的技术集成制造系统。

　　（3）要有一定数量体现本校特色，在本地区有一定显示度，体现综合性、设计性的训练或实验项目。

　　3．建设好训练中心信息管理网站，及时刷新内容，以加强内部管理和与兄弟院校的信息交流。

　　4．建立创新实践基地，规划创新实践项目，积极发展学生的创新思维和创新能力。

　　四、教学软件建设

　　在拥有较好的硬件基础上，要特别重视教学软件的建设，它是保证训练中心利用好优质教学资源和充分发挥教育教学功能，提高整体教学水平的重要前提。

　　（1）指导思想明确。要有比较先进的实践教学改革理念、改革思路和完整可行的建设规划。

　　（2）教学文件齐全。要有自订的完备的教学大纲、教案、实习指导书和实习报告、实验指示书和实验报告、考试大纲、实习用图纸、工艺卡等，以及教学质量监控等教学管理文件，并认真贯彻执行。教学文件要做到每三年修订一次。

　　（3）要有自编或精选的教材。条件好的学校要有具有本校特色的自编（可部分选用）教材。

　　（4）要合理采用现代教育技术。在主要工种拥有齐备的挂图、模型、教具、陈列品、投影和录像的基础上，要有一定数量适用的CAI多媒体课件及电教设备。

　　（5）岗位职责落实。要有健全的教师、实验技术人员和教学指导人员岗位职责文件，并认真贯彻执行。

　　（6）管理制度健全。要有保证训练中心正常运行必备的如安全、防火、设备管理、环境保护等管理制度。不但能认真贯彻执行，而且能根据中心的发展，及时予以修订。

　　（7）创新实践教学要落到实处。要有创新实践教学的具体规划，并落实到具体的实践教学活动中；要有模块式教学的选课方案。

　　（8）育人氛围良好。要有良好的教书育人氛围，如内部环境、周边环境和人文环境等。

　　（9）建立有健全的和可操作的实践教学质量保证体系和安全保障体系，最有效地保障学生的实习质量、实习安全和实习指导人员的安全。

　　五、师资队伍建设

　　在训练中心建设中，必须把师资队伍建设放在非常重要的地位，要建成一支学历、年龄和职称结构比较合理的师资队伍。

　　（1）至少要有l名全时投入实践教学的教授或副教授，作为训练中心建设和管理的负责人。

　　（2）教师和实验技术人员至少要有3名以上具有高级职称，实习教学指导人员要有半数以上是高级技工和3～4名工程师或技师、高级技师。

　　（3）师资队伍的平均年龄要小于45岁。

　　（4）教师和实验技术人员要有较好的工作条件。

　　（5）对教师、实验技术人员和教学指导人员要有培训规划和培训措施。

　　（6）建立有比较完善的激励机制，努力建设优秀教学团队。

　　六、教学研究与科学研究

　　教研和科研是提升师资水平和推进教育教学改革的强大推动力。训练中心在重视教学工作的同时，要进一步重视教研和科研工作。

　　在下面4项条件中，至少应具备三项：

　　（1）3年间争取有1项以上省、市级或校级教学研究项目。

　　（2）3年间要有1项以上纵、横向科研或技术开发项目。

　　（3）每年要有自立的教学研究项目。

　　（4）每年发表的教学研究和科研论文不少于5篇。

　　七、获得成果

　　（1）平均每4年有1项以上省市级奖励或省市级技术鉴定。

　　（2）平均每4年有1项以上校级奖励。

　　（3）平均每4年出版1本教材或编写1本讲义。

　　（5）平均每5年有1项以上专利。