從數(shù)字教學看未來的數(shù)字世界

王曉進 陳卓 彭小玲

摘要:本科實踐教學多年來一直沿用工廠勞動實習方式已經(jīng)與當今科學教育的新觀念、新方法、新技術地飛速發(fā)展及復合型人才的培養(yǎng)模式要求相差很遠,已不能滿足高學歷學生們日益增長渴望掌握新知識、新技術、新方法地新需求和新要求。教學要改革、實踐教學更應隨著社會變革而提高。未來的社會是數(shù)字世界,精確管理社會定會通過數(shù)字去管理社會,最終實現(xiàn)節(jié)能、高效、精確的數(shù)字化的社會。實踐教學中的熱加工鑄造也會隨社會進步而變革,也會從傳統(tǒng)模糊的粗放生產過渡到數(shù)字澆口、數(shù)字澆道、數(shù)量澆鑄的數(shù)字鑄造生產,而最終實現(xiàn)數(shù)字車間、數(shù)字生產、數(shù)字產品、數(shù)字測量、數(shù)字監(jiān)控、數(shù)字管理、數(shù)字財會、數(shù)字營銷、數(shù)字商標等,也都會帶領我們一起走進未來地數(shù)字世界……。

關健詞:數(shù)字教學數(shù)字鑄造數(shù)字世界

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0123-02

1 實踐教學要“三創(chuàng)”

如今,科技的飛速發(fā)展可謂日行千里,國家與國家之間的差距正在日益縮小。科技的飛速發(fā)展又促進了教育水平的提高而提高,同時也渴望大學教學質量也能隨著科技的提高而提高。本科實踐教學多年來一直沿用工廠勞動實習方式已經(jīng)與當今科學教育的新觀念、新方法、新技術地飛速發(fā)展及復合型人才的培養(yǎng)模式要求相差很遠,已不能滿足高學歷學生們日益增長渴望掌握新知識、新技術、新方法地新需求和新要求。教學要改革、實踐教學更應隨著社會變革而提高。

1.1 實踐教學觀念要創(chuàng)新

實踐教學是大學本科教育中十分重要的環(huán)節(jié),也是大學本科教學培養(yǎng)“能說、能寫、能做、能設計、能創(chuàng)新”地復合型人才的實現(xiàn)手段。可多年來,大學一直沿用工廠勞動實習方式在培養(yǎng)人才,已經(jīng)與當今科學教育的新觀念、新方法、新技術地飛速發(fā)展及復合型人才的培養(yǎng)模式要求相差很遠,已不能滿足高學歷學生們日益增長渴望掌握新知識、新技術、新方法地新需求和新要求。如何提高實踐教學質量應從實踐教學觀念要創(chuàng)新下手,首先提高教師的創(chuàng)新意識,著手實現(xiàn)教學改革,從教師本人改起,應增添創(chuàng)新思想、創(chuàng)新觀念的培養(yǎng)。

合校十年來,我們在實踐教學中增添了《創(chuàng)新與實踐》課內容,把創(chuàng)造方法、創(chuàng)意方法、創(chuàng)新作品解剖等注入了實踐教學內容。十年來,我們培養(yǎng)出來麥曉明(2008珞珈十大風云學子)、李昕、王振宇(2009珞珈十大風云學子)及(2010珞珈十大風云學子×××)為社會培養(yǎng)出一大批創(chuàng)新型人才,不愧為“三創(chuàng)”教育的一大亮點。

1.2 實踐教學的教材和內容要創(chuàng)新

實踐教學是理論教學的補充,是理論與實踐相結合的實踐體驗。可多年來,教材不足,內容落后,與高速發(fā)展、日行千里的科學技術及社會需大量的復合型人才及不相稱,因此,實踐教學的教材要創(chuàng)新,應增添新技術、新方法的實例的講解、分析、對比。

多年來實踐教學內容單一,陳舊。一直沿用工廠勞動實習方式實習,其實習內容多為老“三樣”,即:熱加工(鑄造、焊結、鍛造)、冷加工(車削、銑削、磨削)和參觀。與當今對高素質復合型人才的培養(yǎng)要求相差很遠。因此,實踐教學的內容要創(chuàng)新。應增添新方法、新觀念和新內容。

如今,武漢大學工程訓練中心巳不再是原工廠式勞動生產實習,已在原“三樣”的基礎上增添新“三樣”, 即:數(shù)控加工(數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控切割);數(shù)控編程(氣動編程、系統(tǒng)編程、及電火花、線切割、數(shù)字切削編程);創(chuàng)新育人(“創(chuàng)新與實踐”公選課)又一新亮點。

1.3 實踐教學的施教方法要創(chuàng)新

實踐教學多年來施教方法很落后,常常以培養(yǎng)一般人才的方法去培養(yǎng)高端人才,以傳統(tǒng)加工方式培養(yǎng)學生的動手能力。如今,這種方法已經(jīng)不能滿足學生們日益增長的知識需求,應增添高科技內容。

十年合校已來,武漢大學工程訓練中心結合自已的特點,把實踐教學同創(chuàng)新實踐、參賽、比賽結合起來。十年來不但從工程訓練中心走出的武漢大學風云人物,也走出了各級大賽一等獎、二等獎、三等獎的獲得者,為武漢大學的發(fā)展再次增添了新亮點。

2 實踐教學應注入新技術

“數(shù)字鑄造”！你聽說過嗎？“數(shù)字”工廠、“數(shù)字”車間、“數(shù)字”加工、“數(shù)字”管理、“數(shù)字”控制、“數(shù)字”測量、“數(shù)字”標識、“數(shù)字”商標、數(shù)字統(tǒng)計、數(shù)字澆道數(shù)字澆口等其實早就走進了你我的生活。

鑄造在中國有著四千余年的文明史,有著與四大發(fā)明同樣的美喻。早在殷商末年,就已鑄造出1750斤重的司母戊鼎,春秋戰(zhàn)國時期,人們已經(jīng)掌握了鑄鐵技術,出現(xiàn)了塊煉滲碳鋼,鐵制工具已經(jīng)在農業(yè)和手工業(yè)生產中大量使用,鑄造技術的發(fā)展與中華民族的生存、發(fā)展、壯大都有著十分躍眼的光茫。中國人最先采用泥模生產法批量生產泥制品(陶器),而形狀大小的(質量)控制則采用“木尺”來衡量,這就是最早的“數(shù)字”鑄造。

鑄造,謂一種“標準”(模具)制造法,是“通過一種標準去復制若干個與這個標準相一致的產品。”而謂“標準”(模具)就是一種用形狀(大小)數(shù)字復制產品的過程。

2.1 “數(shù)字”砂箱

所謂的“數(shù)字”砂箱即用數(shù)字來標注砂箱的尺寸大小及合型時的參照記號和模具安置的具體(數(shù)字)位置,(見圖1)實現(xiàn)數(shù)字控制。

2.2 “數(shù)字”型腔

所謂的“數(shù)字”型腔即用數(shù)字方位置模,并對號入座。(見圖1)主要解決砂箱有限位置內安置木模的準確性,并對澆道和澆口留有相應位置,實現(xiàn)數(shù)字控制。

2.3 “數(shù)字”澆口

所謂的“數(shù)字”澆口即用數(shù)字大小表示澆口大小((即:“三三制”,三個圖(如圖2所示)、三句話(一頭大一頭小,上面大下面小,一頭深一頭淺)、三個尺寸(澆口深度尺寸25-30mm,澆口寬度尺寸8-12mm,澆口高度尺寸4-6mm))并依據(jù)鑄型大小選擇澆口大小(可分為A、B、C、D、E、F、G七種規(guī)格大小的澆口),實現(xiàn)標準(數(shù)字)鑄造,達到節(jié)能增效(澆道、澆口大小即可滿足生產要求,又可節(jié)約金屬液)、高效高產、產品達標(澆口頸實現(xiàn)數(shù)字控制,減少去掉澆口時易損壞鑄件的不足)、重量一致的目的,(見圖2)實現(xiàn)數(shù)字控制。

2.4 “數(shù)字”澆道

澆道的大小需耗損金屬液,需空耗大量燃料,而澆道大小確與型腔充型有著直接的關系。(一頭大一頭小,上面大下面小,一頭深一頭淺)如何通過數(shù)字尺寸控制澆道大小(澆道制作大小存在“任意性”與“隨意性”,缺少科學性)是企業(yè)走低耗高效,產品實現(xiàn)精品道路上必備的條件和手段(目前,在鑄造行業(yè)無澆道大小國際及國家標準)。

2.5 “數(shù)字”鑄造對節(jié)能環(huán)保的影響

鑄造在我國多屬老(上千年歷史)、大(產品幾何尺寸較大,且屬粗加工毛坯產品)、差(外型幾何形狀變形大、缺陷多、廢品率高、粉塵污染大、工作環(huán)境差)的生產行業(yè),對地方經(jīng)濟影響較大(即喜歡又討厭,喜歡的是納稅大戶,討厭的是重污染企業(yè)),對國防、國安來說又是離不開的行業(yè)。“數(shù)字”鑄造的實現(xiàn)能徹底改變鑄造原有存在的老、大、差的不足,并通過“數(shù)字”鑄造實現(xiàn)低能(減少對過大、過粗澆口、冒口的尺寸及減少燃料多少的實際控制,從而實現(xiàn)數(shù)字生產、數(shù)字管理的目的)、低排(減少對金屬溶化量的多少控制,從而減少鑄件粉塵的大氣排放及廢砂的地面排放)、低碳(精鑄、精造,減少使用沖天爐熔化金屬,盡可能采用中頻爐熔化金屬,)從而達到節(jié)能環(huán)保的目的。

2.6 “數(shù)字”鑄造對企業(yè)生存的影響

鑄造產品多屬毛坯產品,這是我國生產力所決定地。在建國初期為追求生產率虛似成績而敗環(huán)了幾千年文明歷史的中華創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神(見圖4湖北省博物館陳列的編鐘制品)。如今,國家政府倡導中國將由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉型,對我國傳統(tǒng)行業(yè)提出了更高的要求,對粗加工、粗制品提出了改進的目標,并通過低排、低能、低碳的控制,最終實現(xiàn)精制、精造、高效、環(huán)保地目的,這對企業(yè)的生存和發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。

2.7 “數(shù)字”鑄造對產品提升及竟爭力的影響

在機加工行業(yè)有著材料加人工成本等于產品價格的“潛規(guī)則”,這就是說:企業(yè)產品的竟爭力有一半決定于加工的材料,而加工材料幾何形狀存在的粗、精加工量、加工尺寸、加工手段是可以通過“數(shù)字控制”來實現(xiàn)的。而“數(shù)字”鑄造為實現(xiàn)精確尺寸的材料提供了數(shù)字保證,從而可降紙企業(yè)生產成本,提高社會竟爭力創(chuàng)造了物質條件。

2.8 “數(shù)字”鑄造對技能培訓及教學教材的影響

“數(shù)字”鑄造,對技能培訓及教學中教材改進、充實來說是全新概念和目標(全新知識和技能示范規(guī)則、全新生產手段、全新產品目標),因此需對在職老師進行新知識的學習和新概念的知識更新。在工業(yè)加工領域雖然巳有數(shù)控加工和數(shù)字控制手段,但在產品始段的生產中還未注入“數(shù)字”鑄造的思想,因此,任重道遠。

3 結語

“數(shù)字”鑄造是未來機械行業(yè)制造產品的一種規(guī)范、規(guī)則,是指導企業(yè)生產、員工技能培訓、學校教材更新充實都有很強的指導意義和強化用數(shù)字指導產品生產手段和要求的過程,從而最終實現(xiàn)黨和國家要求的產品精品、科學管理、富裕中華”的最終目的而努力。