机械设计制造及其自动化专业生产实习模式创新探索
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【摘 要】 文章针对机械设计制造及其自动化专业大学生生产实习教学质量不断下滑的现象，利用TRIZ理论物质-场模型分析方法探索了生产实习模式的创新，提出了提升生产实习质量的创新实施途径。
【关键词】 生产实习;模式;物质-场模型;创新
大学本科阶段的生产实习属于专业实习，是全面提高学生知识、技能、水平等综合素质的重要途径，在工科专业尤其是工程应用性质较强的机械设计制造及其自动化专业具有重要的地位。但是随着社会经济的快速发展，机械设计制造类相关企业的生产形式出现了一些新变化，加之扩招带来学生人数的增加，这些情况给传统的大学生生产实习带来比较大的冲击和影响，造成目前生产实习效果一直不能满足实际教学目标。因此，对于新形势下这类专业的生产实习进行新的探索，具有重要的意义。
生产实习模式就是针对生产实习的目标、任务、功能以及实施过程中存在的问题，提供的一个组织实施方式和一套对应的组织原则和指导思想。而这一模式的实施，主要是实现生产实习的三种主要功能：实现所学专业知识的理论联系实际;实现专业素养的培养及深化;实现职前初次企业体验。
1、典型生产实习模式
目前国内生产实习的典型实施模式有：
（1）集中实习模式。这种模式大部分学校采用，是指实习学生在实习期间统一集中在一个生产实习接收单位，由学校和实习单位协同制定统一的生产实纲和生产实习计划，学校安排实习指导教师，学生接受统一的生产实习培训。该模式在计划经济时期较好地满足了生产实习教学任务，但随着时间的推移，这个模式的弊端也逐渐显现出来，主要体现在生产实习单位接收学生实习的意愿减退，实习单位难以落实，且一次能接收较多学生的实习单位也不多。学生在企业实习主要是听师傅讲解、参观为主，没法深入理解现场的加工、操作，也不去过多的去想为什么如此做，很难达到生产实习的目标。
（2）分散实习模式。分散实习模式是指学生根据自身的需求、兴趣等情况自主联系实习单位，在规定时间内完成生产实习的教学要求。这种模式实习单位接收的学生数目相对较少，如果单位对口，监督到位，可以保证生产实习目标的实现，但这种方式需要许多单位，学校没法一一监督，也无法确保生产实习的质量和学生的安全等。
（3）结合实习模式。这种实习模式是把实习时间分成两部分，既有集中实习又有分散实习，理论上集成了两种生产实习模式的优点，因时间有限，无法有效促进专业学习和提升专业素养。
（4）校内实习模式。因传统实习模式的不足，有些学校将生产实习实施的主体由企业变换为专业系、所，以校内综合性课程设计或简单加工制作代替生产实习，学生在校内通过专业教师指导，完成相关的设计或制作。这种模式可进一步增强学生专业技能，但不能达到了解社会、了解行业、了解企业的目的，使学生失去就业前启蒙训练的机会，难以建立专业与职业之间的关系。
2、生产实习存在的问题
目前生产实习过程中存在的问题主要有：
（1）联系生产实习单位困难大。机械加工类企业大多为铁制件、机床设备，危险性大，学生在企业的实习时间比较长，企业不愿承担学生实习的风险;而学校希望建立与专业定位和办学方向完全匹配的实习单位之间的合作关系，但又不能为企业带来相关利益;再加之实习学生人数较多，企业担心影响产品质量和生产任务完成，故许多企业不愿接待学生实习。
（2）生产实习工作趋向简单化。随生产实习学生人数的增加，小型企业没法接待大批学生实习，大型企业可以接待，但其机械加工技术装备往往自动化、智能化程度高，操作过程傻瓜化，学生在实习过程中主要是了解产品加工工艺、参观、听讲座，由于实习内容过于简单，难以吸引学生认真对待，很难达到理论联系实际，培养实践能力的目的。
（3）学生对生产实习的认可度差。随生活水平提高以及经济条件的改善，当今大学生对于工作的挑剔程度远远高于以往，因实习单位工作强度高，劳动环境差，学生不愿意吃苦，再加之对生产实习重要性缺乏正确的认识，学生对生产实习缺少兴趣，对待实习敷衍了事，没有全心投入到实习中，从而影响了生产实习的效果。
（4）学习与生产实习不相关。绝大多数机械加工企业的生产现场员工只是机械的执行操作指令，并不清楚产品技术原理、工艺设计等，或由于生产任务重不愿与学生交流;学校派出的指导教师人数不多且大多数教师工程实践能力缺乏，很难进行有效指导;学生在实习中渴望了解已学理论知识与生产实际之间的关系，可面对生产线上的陌生产品，茫然无知又无人详细解释，从而感到枯燥乏味，影响实习质量。
二、生产实习实施模式创新的方法
所述几种生产实习模式存在的问题影响了实习质量和实习效果，于是探索一种具有普遍适用性的生产实习模式创新方法，并利用这种方法指导生产实习。TRIZ理论是前苏联科学家阿奇舒勒归纳总结出来的解决发明问题的方法论。近年来不但在工程技术领域，而且在教育、商业、社会管理等非技术领域备受关注。本文就利用TRIZ理论中的物质-场模型分析机械设计制造及其自动化专业的生产实习模式，以寻求新的生产实习模式。
物质-场理论是用来定义问题与解决导引的一种方法。就技术系统而言，其最小的单元为执行某单一功能的单元。功能的定义是两种物质Substance之间的互动，而且有一个“场”field作用在其间。这两种物质一个称之为“对象”或“目标”，以S1代表，一个称之为“工具”，以S2代表，场则为S1和S2之间的相互作用。因此技术系统的功能模型可以用一个完整的物质-场模型表示，如图1所示。
图1 物质-场基本模型
分析物质-场模型发现：技术系统构成的三个要素物质S1、物质S2和场F三者缺一，会造成系统的不完整，或当系统中某一物质所特定的机能没有实现时，系统内部就会出现问题。为解决系统产生的问题，可以引入另外的物质或改进物质之间的相互作用，并伴随能量场的生成、变换等，对应的物质-场模型也从一种形式变换为另一种形式。故各技术系统及其变换都可用物质和场的相互作用形式表述，归纳总结这些变换的相互作用形式，形成了发明问题的76种标准解法，利用标准解法可解决系统产生的问题，也可根据需求产生全新的方案。
三、基于物质-场模型的生产实习模式创新途径
生产实习模式本身就是一个技术系统，它由学校、企业、学生之间的联系及其互动关系组成，构成一个典型的物质-场模型结构，如图2所示。这一模型中，企业S2，通过岗位参观学习这种场F2作用于学生S1上，学校的实习指导教师S3，通过组织管理F1作用于学生S1。
图2 生产实习的物质-场模型
当前采用较多的集中式生产实习模式构成的物质-场模型是一个完整的模型，即实现生产实习目的物质、场都存在，但是实际的实习效果不理想，即仅实现了部分功能，学校期望的功能没有完全实现。针对这种结构中存在的问题，运用物质-场模型的标准解法，探索生产实习模式的创新途径。
对照物质-场模型的76种标准解法，当前生产实习模型与第38种标准解一致，改变系统之间的连接。如企业对实习学生的作用不充分，可以考虑引入新的场，增强技术性，吸引学生实习，于是引入企业管理专家、技术专家、工艺专家的技术报告，即将简单的参观实习扩展到专家技术引导+参观实习这种新关系，使企业与学生之间的相互作用更加充分，通过参观学生熟悉企业工作流程与技术设备，感知团队协作和吃苦耐劳，同时由于专家报告的引入，使学生能够进一步理解企业管理与文化、产品制造中的技术性知识与技能，增强学生理论联系实际及分析解决问题的能力。通过分析可得从以下三个方面入手可有效解决目前生产实习中存在的问题。
（1）传统实习模式中增加各类专家讲座，将参观性生产岗位实习与专家技术性报告相结合，提高实习过程的技术性，努力实现理论联系实际。
（2）专业教师不再仅仅扮演组织管理作用，而是提前进驻企业，熟悉企业生产技术、技术装备、设计与制造工艺以及正在生产的产品及其技术原理，生产过程中注意事项，甚至是产品技术改进的思路和方案。实习过程中企业提供岗位，教师辅助讲解技术，解决目前实习中存在的主要问题，提升实习效果。
（3）把单纯的企业实习变换为企业实习+校内课程或工程训练实习，保证生产实习的效果及目的。
四、结束语
本文利用TRIZ物质-场模型进行机械设计制造及其自动化专业生产实习模式的创新探索，在不改变生产实习性质的前提下，引入新元素、新作用改善传统生产实习模式的不足，采用文中提出的生产实习模式，不但能保证生产实习的目标、功能和定位，而且还能比较容易的产生解决生产实习中存在问题的具体办法和方案，具有较强的可操作性及普遍的适应性，不但在指导机械设计制造及其自动化专业生产实习改革中具有积极作用，对于其他专业的生产实习改革也具有指导意义。
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【作者简介】
张彩丽（1973-）女，陕西渭南人，副教授，硕士，主要从事机械设计制造及其自动化专业教学研究工作.