准现场实习教学模式与实践
随着科技的发展以及专业领域的拓展与变化，用人单位对学生素质和能力提出了越来越高的要求，由此也推动了机械工程类专业培养模式的改革，专业教育已由知识为主、强调动手能力转变为知识与能力并重，即“合理的知识结构+工程实践能力”，工程实践能力成为专业教学的重要培养内容。也就是说，对学生实践能力的要求已不再是简单的动手操作能力，而是集分析、设计、开发为一体的综合能力。在专业教学计划的实施过程中，生产实习对于专业能力和工程师素质的培养具有不可替代的作用，如何保证和提高其教学质量，也随着专业人才培养要求的提高和现场生产环境的变化越来越受到重视。
1．提高生产实习教学质量面临的问题
哈尔滨工业大学机械设计制造及其自动化专业的专业实习强调理论联系实际、循序渐进，在教学安排上分为四个阶段，包括：进行专业初步认知和实践的工程训练（金工实习和电子实习）、强化专业基础学习能力的认识实习、提高应用专业知识分析和解决实际问题能力的生产实习，以及结合毕业设计题目开展技术调研和工程实践的毕业实习。其中，生产实习时间安排在专业基础课和专业课学习期间进行，现场实习地点选在以中国第一汽车集团为主的机械制造行业的代表性企业。
多年的教学实践表明，现场生产实习的教学内容设计和教学过程实施在专业教育中起到了知识承上启下、能力逐步提升的重要作用，不仅使学生获得了现实生产的感性知识，拓宽了学生的专业视野，激发了他们专业学习的兴趣，理论联系实际，锻炼和提高了业务能力及专业素质，而且为学生提供了接触社会、了解企（产）业生产和管理状况的重要途径，还为青年教师提高工程教育教学能力提供了实践机会。
毫无疑问，现场生产实习是专业教育中不可或缺的教学环节。但现场生产实习的教学质量，仅从专业人才能力培养需要来看，也显现出了值得认真思考和积极应对的问题，主要反映在两个方面：
第一，在传统的、大批量生产模式下，机械加工系统构成的突出特点是专用性，由专用机床、专用夹具、通用或专用刀具及量具等构成，多采用工序分散的原则，按照零件的机械加工工艺过程形成敞开式的流水生产线。这种生产现场实习环境工艺流程清楚、设备分散成线，操作场地宽阔，便于学生对各工序的机床、工艺、夹具、刀具、量具等进行观察、分析和实践，也利于学生与现场操作者以及师生之间的交流。
随着先进机械制造技术和数控技术装备的快速发展，现代化生产的自动化、集成化和柔性化程度不断提高，体现出工序集中的特点，大幅提高了机械加工生产线的生产效率和产品质量，并改善了生产环境。但这种生产现场为学生实习提供观察和分析机械制造工艺过程问题的直观信息大大减少，使得通过现场实际验证基本理论、应用基本知识和提高基本技能的作用受到削弱。
第二，由于专业培养方案安排的实习时间有限，学生不能充分地在现场观察、解剖、分析、讨论产品的生产细节和机械制造过程，企业的生产环境更不可能为大批的学生提供便于主动实践、可以反复利用的自主学习条件，成为了影响生产实习教学效果的不利因素。
2．准现场实习模式的建立
针对上述问题，我们认为，提高生产实习教学质量的关键，从学校自身来看应从拓展现场实习的可展示内容和可实践程度两方面寻求合理解决的办法。为此，我们提出并实施了准现场实习的教学新模式，建立了生产实习的准现场，收到了很好的教学效果。
所谓机械加工准现场，是指以实际生产现场的典型零件机械加工生产线为背景，最大限度地采用工件、夹具、刀具、量具等现场实物，配之以加工机床等较大设备和加工工艺过程的录像再现，能够进行现场观察、分析、讨论的离线生产实习环境。可见，准现场是在时间和空间上拓展了工厂企业的生产实习现场，为学生提供了开放式的学习与实践环境，有利于在现实情况下切实提升工程能力和专业素质的培养质量。
准现场实习要求学生在经过创新设计的、再现和延伸或扩展了机械加工现场生产情景的教学环境中开展自主实践，深化完成生产实习内容。
需要注意的是，准现场建设不包含模拟、仿真的内容，准现场实习不能取代在企业的生产现场实习，而是相辅相成地提供一种旨在提高实践教学质量的辅助教学模式。
图1所示为机械加工准现场的基本构成。
建设准现场，必须精心设计方案、精选现场素材，准现场的构成内容应尽可能地满足专业教学需要，与理论教学内容相互呼应、相得益彰。如本例的构成内容及其所具有的教学功能，除了提供直观的现场展示和拓展的课外自主实践条件以外，针对课程知识点和能力培养的主要还有：
（1）零件和部件实物、零件工程图纸和三维造型
用以分析零件的使用性能、结构特点、精度要求、工艺基准和机械加工工艺性等。
（2）毛坯实物、毛坯图纸、三维造型
用以分析毛坯的材料选择和制造方法，以及不同制造方法时毛坯余量的确定等。
（3）工序半成品实物、工序卡
用以分析工件的加工要求、工序基准及其选择原则、加工设备和工装的选择以及切削用量的选择等。
（4）加工现场录像与图片、量具实物、机械加工工艺规程综合卡片
用以分析设备功能与工作原理、各种表面的加工方法、各类量具的工作原理与使用、机械加工工艺过程等。
（5）夹具实物、典型夹具工程图及设计说明书
用以分析定位夹紧原理、计算定位误差、剖析夹具结构等。
图2为以典型零件--汽车转向节为加工对象的机械加工准现场实例。该“生产线”由转向节所有工序的半成品、成品、转向节总成和各道工序的机械加工现场录像、图片以及图纸、机械加工工艺综合卡、工序卡等软硬件构成，营造了无飞屑、近距离、安全的典型零件机械加工全过程的课程学习和工程实践环境。
3．准现场实习的教学实践与效果
我校建设的生产实习准现场已在机械设计制造及其自动化专业的专业实践过程中得到应用，并收到很好的教学效果。
图1 机械加工准现场的基本构成
为充分发挥准现场实习的教学辅助作用，在实施过程中应该注意以下几点：
（1）教师要认真备课，深刻掌握准现场所展现或隐含的丰富的专业技术内涵，明确其各项内容对于理论教学的知识支持并有效利用。
（2）教学过程以学生自主学习为主，教师指导为辅，因材施教，引导和启发学生自主探索。
（3）注重过程管理，加强对学生现场观察、讨论、分析，实习报告情况的全面考核，讲究实效。
（4）以提高实习教学质量为导向，发挥教师和学生的主观能动性和教改积极性，教学相长，集中才智，支持开发、改造、拓展准现场的教学内容，不断完善准现场实习教学模式。
通过准现场实习的教学过程，以及对学生实习报告及考核成绩的分析结果表明，这种实习新模式对提高实习质量起到了很好的作用。学生充分利用开放的准现场，自主学习，能够及时地将理论与实际相联系，对机械制造工艺过程及工装夹具设计知识的理解更加深刻。学生通过对准现场构成内容的认真观察，对技术内容的充分分析与讨论，锻炼了发现问题、分析问题和解决问题的工程能力。
4．结束语
准现场概念的提出和准现场实习的实施，是机械工程类专业实习教学模式改革的一项创新实践，对提高实践性教学效果和专业能力培养质量的作用已初见成效。随着教学改革的不断深入，我们将在广大师生的积极努力和相关企业的大力支持下加速准现场建设，及时总结教学经验，进一步提升准现场实习的教学效果，为社会培养更好更多的工程技术人才。
