对工科学生生产实习中一些问题的探讨

陈 伟，樊 丰，顾庆水，伍瑞卿

工程技术人才队伍是我国实现现代化进程中的中坚力量,工程科技的发展水平也体现着国家的核心竞争力。随着将 “提高自主创新能力,建设创新型国家”列为我国的 “国家发展战略的核心”,高质量工程技术人才的培养将成为实现这一战略性目标的一个关键。

我国现有工程技术人才的绝对数量已经站到了世界的前列,其数量已达到约1 400万人。2013年我国普通高校本科在校生中工学为495.3万人,占33.15。2013年,我国工科研究生毕业有17.2万人,招生 21.2万人,在校生 63.1万人,分别占全国毕业研究生总数、研究生招生总数和在校研究生总数的34.2、35.3、36.1[1-2]。 但我国工程技术人才质量还是很落后的,高端人才的数量非常匮乏。据2007—2008年度 《全球竞争力报告》报道,在 “科学家和工程师的可获得性”排名中,中国位于125个国家中的第77位,说明我们的工程技术人员的整体水平还亟待提高[3]。

工科教育的一个很重要的目标就是,要求学生能将自己在学校中学到的理论知识应用到工程实践中,去解决实际的工程问题。当前工科教育主要包括课堂教学、实验教学、工程实训、生产实习、毕业设计等环节,其中除了课堂教学是属于理论环节外,其余的都属于实践教学环节,因此实践教学对于工科学生而言是非常重要的。而其中的生产实习是工科高等院校的学生在本科阶段的一项重要的实践性教学内容[3-6]。

2015年电子科技大学微波工程系大二学生进行了一次生产实习,作为一次尝试性工作,我们把选定的实习方式分成了培训型、生产型、观摩型和维修型4种。4种类型的实习各有特点,对学生的要求也各不相同。

所谓培训型是指学生在培训机构进行实习,培训机构会安排一些简单的设计项目,包括软件、硬件。同时也会用一些经典案例来讲解企业文化,进行模拟面试、模拟答辩等等。有的学生认为得到了很好的锻炼,但有的学生认为这些实习内容在校内的实验室都能完成,甚至可以做得更好。事实上现在很多高校的实验条件得到了很大的提高,只要学生愿意充分利用校内的资源,的确可以做得比培训机构更好。因此本文认为利用培训机构进行生产实习脱离了生产实习的本意,因为实习机构的实习项目并非真正源自生产需求,与实验教学的内容是重复的。

对于生产型、维修型,它们与生产实际结合较为紧密,本文认为是较为合适的生产实习方式,但是如果对实习的内容、方法和目标没有一个正确的认识,可能并不能得到很好的实习效果,甚至让学生得出生产实习毫无意义,或与自己的专业不相干,或内容太初级等负面的感觉。

近年,在教育领域对通识教育讨论得比较多,当前的专业教育强调高等教育要切合社会需求,培养职业能力和谋生技能是高等教育的主要目的。而通识教育强调高等教育要切合学生的内在需要,培养人的理智和理性能力是高等教育的首要目的[7-10],两者如果能够融合起来则对于我们的高层次人才培养是非常有利的。在生产实习过程中,学生往往仅关注于自己的专业方向,而忽视其他专业领域,更无视一个大型企业在人文、社会等方面的贡献。事实上,在一个大型企业进行生产实习也是一次进行通识教育实践的机会。

因此,结合具体的生产实习活动,本文对大学生生产实习中应该把握的一些关键问题进行了总结。

1 清楚认识生产实习的意义

通过生产实习可以让学生深入生产活动,了解生产过程,并且让学生将所学的基础理论与专业知识与生产实际相结合,培养学生理论联系实际、独立思考、分析问题和解决问题的能力。生产实习也有助于提升学生工程实践能力、培养专业意识和创新意识。为了更好地开展生产实习,不论教师还是学生都应当清楚地认识生产实习的意义。

1)有助于学生认识所学专业在国民经济中的地位,明确将要从事工作的性质,有助于提高学生的社会责任感和学习自觉性。

2)有助于让学生了解自己所从事行业的技术发展水平,以及国内外的技术差距,从而明确自己所担负的责任。

3)有助于学生将专业知识与生产实际紧密地结合起来,从理论到实践,再从实践回到理论,促进学生将所学知识融会贯通,通过实践加深所学知识的体系结构。

4)有助于锻炼学生的实践动手能力,并为灵活运用专业知识解决生产实际问题打下坚实的基础。

5)有助于提高学生的沟通交流能力、团结协作能力和坚韧不拔的精神。

6)有助于学生了解一个完整的研发、生产流程,了解完整的生产管理流程。

如果学生对生产实习的意义理解不够正确,就很难在实习过程中发挥自己的主观能动性去积极学习、认真思考。实际上,上述第6)点意义是非常重要的,因为高校除了培养大量的能在研发基层岗位上进行模块级设计的人才外,更需要培养更高层次的系统级人才,如大型企业的技术总监、大型系统的总设计师这样的高层次人才。这些人才除了对底层熟悉、对自己的本专业熟悉外,还需要熟悉整个系统及相关领域的知识[2]；而生产实习,特别是在大型企业的生产实习无疑提供了这样一个学习机会。

2 明确实习的目标和方法，带着问题去实习

在实习前应根据实习地点的类型定义实习的目标,明确去实习时要学习什么,要关注什么,思考采用什么样的方法去学习。

对于生产型和观摩型的实习,如去一家整机制造企业,实习所能接触的包括了生产安全、质量管理、机械加工、模块总装总调、环境测试、系统总调总测等各个环节。对于电磁场专业的学生,提得最多的感受就是动手的机会不多,师傅分配的有些工作以及观摩项目与专业不相关等等。分析原因,学生把生产实习跟毕业设计、课程实验等混在一起了。在生产型企业实习,实习的主要目的是拓宽学生的知识面,了解产品的生产流程、工艺过程、生产管理等方面的内容。实习过程中获取知识的主要方式是多看、多听、多问、多思考,而动手应该主要是体验式的或辅助式的。

1)多看、多听主要指在观摩过程中通过观察、和师傅的讲解了解总体的生产流程,如研发阶段做什么；零部件制造阶段各个零部件用什么设备加工,用什么材料加工,用什么工艺加工等；零部件调试阶段用什么仪器测试、用什么方法调试,不同部件的测试指标是什么等等；总装阶段了解如何装配,装配完成后怎么进行测试等等；从研发到总装的各个环节需要什么样专业、什么层次的人才。

2)多问、多思考是在看和听的基础上从整体的角度去理解从原材料到最后变成整机的过程(研发、加工、调试、总装、测试等),通过思考、提问、再思考的过程去加深理解,拓宽知识面。在动手操作方面,由于是在实际生产的一线进行实习,车间有安全、资质、质量管控等方面的要求,因此能让学生动手的机会不会太多,但学生可以通过观察、提问、思考的方式去了解操作的规程、要领等,在不影响安全、质量管控的前提下动手操作。

对于维修型的实习,虽不像生产型那样可以了解整个生产流程,但是我们有机会了解一个完整的电子系统的内部结构、电路原理。很多学生仅把此类实习的意义局限于维修层面,认为这类工作比较初级,而不像研发有挑战性。事实上工作是否初级不在于我们观察的对象,而在于我们思考的深度,如果仅局限于将故障现象与故障器件对应起来完成简单的维修工作,那就是初级的；但如果能利用自己的专业知识深入去了解系统的原理,那就完全不一样了。因此对这类实习教师应当将学生的实习目的引导到对系统的认识上,通过系统认识来加深学生的知识体系。如对于电视机这种整机系统,几乎囊括了电子技术专业的所有课程,从电路分析、高低频模拟电路到数字电路,从信号系统、随机信号到数字信号处理,从计算机基础到嵌入式系统,从计算机图形学到数字视频处理,从通信原理到通信电路,甚至还包括了光学、声学、电磁学、机械等相关学科的知识。因此有机会接触这样的整机系统对于学生将自己的知识贯穿起来形成知识体系是非常有意义的。所以,对于维修型的实习,应当多看、多思考,在系统中去找到每一门课程的影子。

另外,在实习之前,教师应当引导学生提出一些要在实习过程中了解的问题,到了实习地点面对各种车间和各种大型设备,才不会出现有些学生不知道该了解什么,也不知道该干什么的情况。

3 着重关注在学校学不到的知识

生产实习中很多同学认为,在生产实习中动手操作的很多环节,在学校的实验室也可以做,甚至学校的实习条件还更好。但事实上,学生们没有意识到,在生产单位有很多东西是学校所没有的,在课堂教学环节里也是没有的。

举一简单的例子,车间的安全生产知识、产品质量管控知识,课堂上不会讲,但这些知识对我们是有用的。如质量管控,表面上可能觉得它与专业知识不相干,与今后从事的研发工作不相干,但事实上并非如此。如在进行电路设计的时候,同样的芯片有不同封装,在可以用直插封装的时候,如果选择了BGA的封装,那就会增加生产过程中质量管控的难度。

另外,生产单位的很多大型设备,如精密机床、激光切割机、极限环境测试设备等,在学校是很难有机会看到的,而在生产实习中可以去了解这些设备的加工工件的极限尺寸、精度等等信息,为今后可能要设计的微波谐振腔做好知识储备。

一个完整的系统通常包含了很多门专业课程,甚至多个学科领域的知识,在课堂上或实验室里是很难将这些知识全部串接在一起进行系统性的分析和学习的；但在维修型的实习单位学生常常可以接触到完整的系统。通常课本上着重讲的是基本原理,因此课本上的电路原理图都是基本电路,而实际电路则会考虑到各种非理想因素而比基本电路更加复杂,这些在课堂教学中也是很难涉及的。

4 将专业知识与实习过程有机结合

在生产实习中应当尽量配备专业教师,这样便于引导学生将自己的专业知识与生产实习结合起来,在生产实习的过程中发现自己专业的应用,或者利用自己的专业知识解释在实习中看到的现象,甚至解决在生产实习中遇到的问题。如在生产实习中看到工作人员在调试微波功率放大模块时,采用在传输线上贴铟箔的方法调节阻抗,从而进行阻抗匹配。工作人员并没有深入的理论知识解释为什么贴铟箔可以调节阻抗,教师应当引导电磁场专业的学生利用自己的专业知识去解释这样做的原因。

在生产实习中可能很多同学认为很多项目跟自己的专业不相关,因此没有兴趣去做更多的了解,但事实上我们的专业并非是完全孤立的,不可避免地需要与其他技术领域发生联系,因此本文认为这种观点是片面的。举一个简单的例子,电磁场专业如果只是进行理论计算,那公式永远也变不成一个阵列天线,这个时候我们的专业需要跟材料、机械加工等专业结合起来。因此像机械加工看似与电磁场专业不相干,而实际上工科各个专业设计的产品最终可能都离不开机加工,天线专业设计的各种形式的天线、微波专业设计的各种谐振腔等等,都会涉及机加工。另一方面,教师也要引导学生不要把自己定位到某个比较窄的专业方向上,因为所学的专业在未来所参与的大型工程项目中,可能只是一个很小的模块,因此不要仅局限于让自己成为模块级的人才,而是要努力让自己成为系统级甚至大系统级的人才,成为大型工程的总工程师,成为大公司的技术总监。这些不但需要学生在自己的专业领域非常出色,而且还需要有很宽的知识面,只有这样才有能力组织协调各个领域的专业人才来完成一个大型的工程项目。

实习时间应当安排在开设专业基础课之后进行。在开设专业基础课之前,学生对本专业的了解还太浅,难以在实习过程中找到自己专业的 “影子”。但也没有必要等到学习了专业课之后再去实习,因为专业课的很多知识是在专业基础课的基础上,为解决某个更专业的领域的问题,而形成的知识体系,它并非完全脱离我们之前学的基础课而重新建立的知识体系,因此我们应当善于在实际生产中去发现我们的专业知识,或者说把我们的专业知识灵活地运用到实际问题中。如学了信号系统,在没有学通信原理前,是不是就不能在一个实际的通信系统中去发现信号系统的知识呢?答案当然是否定的,我们可以用信号系统的知识去解释通信系统中的调制解调、成型滤波、锁相环路等问题。这样也才能去发现所学的基础课实际上渗透了一个电子系统的各个环节,甚至也能在那些看起来与专业不相干的机加工设备中也找到信号系统的影子。

5 在实习过程中进行通识教育实践

生产实习是一次综合性非常强的实践机会,在实习过程中可以进行通识教育的实践。一个大型的生产企业,生产是其主要任务之一,但不是唯一,它还涵盖了如管理、环境、社会、人文,甚至艺术等众多学科领域的知识。因此在生产实习过程中,我们有条件进行通识教育的实践。

如学生所去实习的大型生产型企业,所能接触到的包括了研发、制造、测试、生产安全、质量管理、企业文化、社会责任等各个领域的知识。通识教育强调知识的广博和人格的完整,工科学生对自己的专业知识较熟悉,但是缺少人文的、社会的知识。如一个优秀的企业,必定会注重对员工的人文关怀,会重视企业的社会责任,这些知识我们可以在实习过程中通过跟企业不同层次的人进行接触而学习。又如,对于工科电子专业的学生,可能很少关心自己今后的研究开发工作对环境的影响,但实际上,在为自己设计的电子产品选择元器件时,若选择无铅的封装,就关系到环境的保护问题,当然还有在生产过程中污染物的管理与处置等等问题。这些知识,在生产实习过程中,只要我们愿意去了解,都可以有机会学习到。

6 案例分析

以一家大型生产企业,图像通信系统产品线为例,参加实习的是电磁场专业的学生,刚学完大二课程,尚未学习专业课程。实习应注重以下5个方面。

1)认识实习的意义。出发前我们可以组织学生,以开会或讲课形式向学生讲解实习的意义,并引导学生在实习过程中去逐个体会这些意义。

2)明确实习的目标、方法。可以拟定一些问题,让学生带着问题到实习中去找答案。如针对安全生产,可以问机加工车间和测试车间的安全问题有什么共同点和不同点?针对机加工,可以问电磁场专业与机加工有什么关联的地方?针对测试及调试,则可以问大家能否找到测试和调试中可以用电磁场知识解释的问题和现象?学生带着这些问题去实习,就不会无的放矢,不会觉得无所事事。

3)关注在学校学不到的知识。引导学生了解生产工序、生产管理、系统结构等,而不是仅局限于电磁场的知识。如可以让学生了解机加工的原理、加工精度、加工材料等,且把这些信息与电磁场专业关联起来,看看加工精度能否满足设计谐振腔的需求,材料的介电常数是多少等。

4)将专业知识与实习过程有机结合。如在制作传输电缆的过程中,学生需要用专业知识解释不同频率的传输电缆为什么结构和材料差别那么大?高频段的传输电缆需要关注的参数是哪些?测量电缆参数用什么仪器?测量原理是什么等等。

5)对于通识教育的实践,应侧重于人文、环境方面的教育。如学生可以在休息时间跟企业员工了解企业文化,了解产品的市场需求等；跟机加工的师傅了解加工废料的回收利用问题；跟质量管控的师傅了解含铅元件的选择、处理问题等。

处理好了上述问题,学生的生产实习就不会流于形式,才能学到更加丰富的知识。

7 结束语

在指导大学生生产实习的过程中,首先,教师需要对生产实习的意义和要达到的目的进一步明确化,以指导学生在实习过程中应该重点学习什么、关注什么,也为今后选择实习单位、确定实习内容起到指导作用。其次,对不同专业的学生和生产实习目的单位,应事先拟定实习大纲,明确实习的计划、实习的重点、实习中要掌握的知识等等。再次,学生在实习前也应当明确自己此行的目的,最好能带着问题去实习。最后,应当要求学生在实习过程中尽量去发现与自己专业相关的内容,以一种积极的态度用自己的专业知识理解和解释生产实习中所看到的各种现象及事物。

另外,对于4种不同类型的实习方式,培训型是本文不太建议的,因为该方式与校内的实验、实训课程多有重复,与真正意义的生产也还有很大差距。对于生产型的实习方式,我们可以着重引导学生关注生产流程、质量管控、系统测试等,其主要目的在于拓宽学生的视野和跨学科的知识面。对于维修型的实习方式,则可以着重引导同学关注系统结构、系统原理等,其主要目的在于让学生学习在系统层面认识问题,拓宽学生跨学科的知识面以及跨学科思考问题,同时也将各门课程分散的知识点进行体系化。总之,本文认为生产实习是让学生认识真正的生产过程、体系化知识结构和跨界学习的一次难得机会,充分认识到这一点,就可以更好地组织生产实习。

[1]朱高峰.中国工程教育的现状和展望[J].清华大学教育研究,2015,36(1)：13-20.

[2]朱高峰.论工程的综合性[J].高等工程教育研究,2011(2)：1-4.

[3]艾宁,阮慧敏,刘会君,等.创新生产实习教学模式强化工程实践能力[J].实验室研究与探索,2012,31(11)：150-153.

[4]张显,曹全喜.生产实习模式的探索与实践[J].实验科学与技术,2011,9(2)：151-154.

[5]杨连发,周娅,廖维奇,等.工科类生产实习现状及实习模式改革探讨[J].中国现代教育装备,2011(1)：90-92.

[6]陈泽军,周正,杨晓芳,等.工科专业生产实习效果和教学质量提升探讨[J].高等建筑教育,2011(1)：142-145.

[7]黄坤锦.大学通识教育的基本理念和课程规划[J].北京大学教育评论,2006(7)：26-37.

[8]刘铁芳.大学通识教育的意蕴及其可能性[J].高等教育研究,2012(7)：1-5.

[9]陈劲,楼杨钇,梅亮.通识教育新探索——工程教育[J].高等工程教育研究,2013(3)：71-75.

[10]周光礼.论高等教育的适切性——通识教育与专业教育的分歧与融合研究[J].高等工程教育研究,2015(2)：62-69.