从数字教学看未来的数字世界

王晓进 陈卓 彭小玲

摘要:本科实践教学多年来一直沿用工厂劳动实习方式已经与当今科学教育的新观念、新方法、新技术地飞速发展及复合型人才的培养模式要求相差很远,已不能满足高学历学生们日益增长渴望掌握新知识、新技术、新方法地新需求和新要求。教学要改革、实践教学更应随着社会变革而提高。未来的社会是数字世界,精确管理社会定会通过数字去管理社会,最终实现节能、高效、精确的数字化的社会。实践教学中的热加工铸造也会随社会进步而变革,也会从传统模糊的粗放生产过渡到数字浇口、数字浇道、数量浇铸的数字铸造生产,而最终实现数字车间、数字生产、数字产品、数字测量、数字监控、数字管理、数字财会、数字营销、数字商标等,也都会带领我们一起走进未来地数字世界……。

关健词:数字教学数字铸造数字世界

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0123-02

1 实践教学要“三创”

如今,科技的飞速发展可谓日行千里,国家与国家之间的差距正在日益缩小。科技的飞速发展又促进了教育水平的提高而提高,同时也渴望大学教学质量也能随着科技的提高而提高。本科实践教学多年来一直沿用工厂劳动实习方式已经与当今科学教育的新观念、新方法、新技术地飞速发展及复合型人才的培养模式要求相差很远,已不能满足高学历学生们日益增长渴望掌握新知识、新技术、新方法地新需求和新要求。教学要改革、实践教学更应随着社会变革而提高。

1.1 实践教学观念要创新

实践教学是大学本科教育中十分重要的环节,也是大学本科教学培养“能说、能写、能做、能设计、能创新”地复合型人才的实现手段。可多年来,大学一直沿用工厂劳动实习方式在培养人才,已经与当今科学教育的新观念、新方法、新技术地飞速发展及复合型人才的培养模式要求相差很远,已不能满足高学历学生们日益增长渴望掌握新知识、新技术、新方法地新需求和新要求。如何提高实践教学质量应从实践教学观念要创新下手,首先提高教师的创新意识,着手实现教学改革,从教师本人改起,应增添创新思想、创新观念的培养。

合校十年来,我们在实践教学中增添了《创新与实践》课内容,把创造方法、创意方法、创新作品解剖等注入了实践教学内容。十年来,我们培养出来麦晓明(2008珞珈十大风云学子)、李昕、王振宇(2009珞珈十大风云学子)及(2010珞珈十大风云学子×××)为社会培养出一大批创新型人才,不愧为“三创”教育的一大亮点。

1.2 实践教学的教材和内容要创新

实践教学是理论教学的补充,是理论与实践相结合的实践体验。可多年来,教材不足,内容落后,与高速发展、日行千里的科学技术及社会需大量的复合型人才及不相称,因此,实践教学的教材要创新,应增添新技术、新方法的实例的讲解、分析、对比。

多年来实践教学内容单一,陈旧。一直沿用工厂劳动实习方式实习,其实习内容多为老“三样”,即:热加工(铸造、焊结、锻造)、冷加工(车削、铣削、磨削)和参观。与当今对高素质复合型人才的培养要求相差很远。因此,实践教学的内容要创新。应增添新方法、新观念和新内容。

如今,武汉大学工程训练中心巳不再是原工厂式劳动生产实习,已在原“三样”的基础上增添新“三样”, 即:数控加工(数控车、数控铣、数控切割);数控编程(气动编程、系统编程、及电火花、线切割、数字切削编程);创新育人(“创新与实践”公选课)又一新亮点。

1.3 实践教学的施教方法要创新

实践教学多年来施教方法很落后,常常以培养一般人才的方法去培养高端人才,以传统加工方式培养学生的动手能力。如今,这种方法已经不能满足学生们日益增长的知识需求,应增添高科技内容。

十年合校已来,武汉大学工程训练中心结合自已的特点,把实践教学同创新实践、参赛、比赛结合起来。十年来不但从工程训练中心走出的武汉大学风云人物,也走出了各级大赛一等奖、二等奖、三等奖的获得者,为武汉大学的发展再次增添了新亮点。

2 实践教学应注入新技术

“数字铸造”！你听说过吗？“数字”工厂、“数字”车间、“数字”加工、“数字”管理、“数字”控制、“数字”测量、“数字”标识、“数字”商标、数字统计、数字浇道数字浇口等其实早就走进了你我的生活。

铸造在中国有着四千余年的文明史,有着与四大发明同样的美喻。早在殷商末年,就已铸造出1750斤重的司母戊鼎,春秋战国时期,人们已经掌握了铸铁技术,出现了块炼渗碳钢,铁制工具已经在农业和手工业生产中大量使用,铸造技术的发展与中华民族的生存、发展、壮大都有着十分跃眼的光茫。中国人最先采用泥模生产法批量生产泥制品(陶器),而形状大小的(质量)控制则采用“木尺”来衡量,这就是最早的“数字”铸造。

铸造,谓一种“标准”(模具)制造法,是“通过一种标准去复制若干个与这个标准相一致的产品。”而谓“标准”(模具)就是一种用形状(大小)数字复制产品的过程。

2.1 “数字”砂箱

所谓的“数字”砂箱即用数字来标注砂箱的尺寸大小及合型时的参照记号和模具安置的具体(数字)位置,(见图1)实现数字控制。

2.2 “数字”型腔

所谓的“数字”型腔即用数字方位置模,并对号入座。(见图1)主要解决砂箱有限位置内安置木模的准确性,并对浇道和浇口留有相应位置,实现数字控制。

2.3 “数字”浇口

所谓的“数字”浇口即用数字大小表示浇口大小((即:“三三制”,三个图(如图2所示)、三句话(一头大一头小,上面大下面小,一头深一头浅)、三个尺寸(浇口深度尺寸25-30mm,浇口宽度尺寸8-12mm,浇口高度尺寸4-6mm))并依据铸型大小选择浇口大小(可分为A、B、C、D、E、F、G七种规格大小的浇口),实现标准(数字)铸造,达到节能增效(浇道、浇口大小即可满足生产要求,又可节约金属液)、高效高产、产品达标(浇口颈实现数字控制,减少去掉浇口时易损坏铸件的不足)、重量一致的目的,(见图2)实现数字控制。

2.4 “数字”浇道

浇道的大小需耗损金属液,需空耗大量燃料,而浇道大小确与型腔充型有着直接的关系。(一头大一头小,上面大下面小,一头深一头浅)如何通过数字尺寸控制浇道大小(浇道制作大小存在“任意性”与“随意性”,缺少科学性)是企业走低耗高效,产品实现精品道路上必备的条件和手段(目前,在铸造行业无浇道大小国际及国家标准)。

2.5 “数字”铸造对节能环保的影响

铸造在我国多属老(上千年历史)、大(产品几何尺寸较大,且属粗加工毛坯产品)、差(外型几何形状变形大、缺陷多、废品率高、粉尘污染大、工作环境差)的生产行业,对地方经济影响较大(即喜欢又讨厌,喜欢的是纳税大户,讨厌的是重污染企业),对国防、国安来说又是离不开的行业。“数字”铸造的实现能彻底改变铸造原有存在的老、大、差的不足,并通过“数字”铸造实现低能(减少对过大、过粗浇口、冒口的尺寸及减少燃料多少的实际控制,从而实现数字生产、数字管理的目的)、低排(减少对金属溶化量的多少控制,从而减少铸件粉尘的大气排放及废砂的地面排放)、低碳(精铸、精造,减少使用冲天炉熔化金属,尽可能采用中频炉熔化金属,)从而达到节能环保的目的。

2.6 “数字”铸造对企业生存的影响

铸造产品多属毛坯产品,这是我国生产力所决定地。在建国初期为追求生产率虚似成绩而败环了几千年文明历史的中华创造力和创新精神(见图4湖北省博物馆陈列的编钟制品)。如今,国家政府倡导中国将由“中国制造”向“中国创造”转型,对我国传统行业提出了更高的要求,对粗加工、粗制品提出了改进的目标,并通过低排、低能、低碳的控制,最终实现精制、精造、高效、环保地目的,这对企业的生存和发展提出了新的挑战。

2.7 “数字”铸造对产品提升及竟争力的影响

在机加工行业有着材料加人工成本等于产品价格的“潜规则”,这就是说:企业产品的竟争力有一半决定于加工的材料,而加工材料几何形状存在的粗、精加工量、加工尺寸、加工手段是可以通过“数字控制”来实现的。而“数字”铸造为实现精确尺寸的材料提供了数字保证,从而可降纸企业生产成本,提高社会竟争力创造了物质条件。

2.8 “数字”铸造对技能培训及教学教材的影响

“数字”铸造,对技能培训及教学中教材改进、充实来说是全新概念和目标(全新知识和技能示范规则、全新生产手段、全新产品目标),因此需对在职老师进行新知识的学习和新概念的知识更新。在工业加工领域虽然巳有数控加工和数字控制手段,但在产品始段的生产中还未注入“数字”铸造的思想,因此,任重道远。

3 结语

“数字”铸造是未来机械行业制造产品的一种规范、规则,是指导企业生产、员工技能培训、学校教材更新充实都有很强的指导意义和强化用数字指导产品生产手段和要求的过程,从而最终实现党和国家要求的产品精品、科学管理、富裕中华”的最终目的而努力。