本科畢業(yè)設(shè)計工程化模式改革研究與實踐

曹賀+劉春生+孫月華+趙存有+劉訓(xùn)濤

[摘 ? ?要] ? ?針對當(dāng)前本科畢業(yè)設(shè)計不能滿足社會需求的現(xiàn)狀，對畢業(yè)設(shè)計模式進(jìn)行了研究，突出真題真做、校企深度合作、過程管理和組建項目組的思想，提出了本科畢業(yè)設(shè)計工程化改革新模式，取得了較好效果。

[關(guān)鍵詞] ? ?工程化模式;畢業(yè)設(shè)計;校企合作;過程管理;項目組

[中圖分類號] ? ?G642 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1005-4634（2014）06-0094-04

0 ? ?引言

本科畢業(yè)設(shè)計作為教學(xué)中的重要實踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)理論知識應(yīng)用于實際的最佳途徑[1]。然而，課題組通過深入調(diào)研，了解到黑龍江科技大學(xué)本科畢業(yè)生雖然具有較扎實的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識，但缺乏某些“能力”，如團(tuán)隊協(xié)作能力、批判性思考能力和綜合思考問題的意識等?？梢?，畢業(yè)設(shè)計的傳統(tǒng)模式已不能滿足企業(yè)對畢業(yè)生工程素質(zhì)的要求。畢業(yè)設(shè)計工程化改革已勢在必行，應(yīng)使其具有綜合性強(qiáng)和接近工程實際的特點。

1 ? ?畢業(yè)設(shè)計工程化模式的內(nèi)涵

畢業(yè)設(shè)計工程化，就是畢業(yè)設(shè)計過程與工程項目的設(shè)計實施過程相同，接近工程實際。即以調(diào)研和可行性論證為特點的畢業(yè)設(shè)計過程為改革關(guān)鍵，以實踐教育基地為平臺和依托，以組建項目組為有效手段，以過程管理為保障，對畢業(yè)設(shè)計模式進(jìn)行改革。畢業(yè)設(shè)計工程化模式如圖1所示。

1.1 ? ?真題真做是畢業(yè)設(shè)計工程化模式的主體

改革原有的“畢業(yè)實習(xí)日記、實習(xí)總結(jié)、設(shè)計圖紙和說明書”的畢業(yè)設(shè)計傳統(tǒng)模式，取消畢業(yè)實習(xí)日記和實習(xí)總結(jié)，要求畢業(yè)設(shè)計真題真做。

首先，學(xué)生需要到企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，撰寫調(diào)研報告。調(diào)研報告中要包括企業(yè)導(dǎo)師的信息，學(xué)生本人與所調(diào)研企業(yè)產(chǎn)品的合影照片，設(shè)計題目涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域，調(diào)研要達(dá)到的目的，查閱相關(guān)資料了解課題所涉及技術(shù)領(lǐng)域的基本情況（包括課題目前的概況、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品性能、是否滿足要求等），所調(diào)研走訪企業(yè)的概況，所設(shè)計的課題目前采用的設(shè)計方法、研發(fā)手段、技術(shù)特點、與課題有關(guān)的裝置或結(jié)構(gòu)相關(guān)的具體情況，現(xiàn)階段存在的技術(shù)問題，對市場進(jìn)行簡單分析和結(jié)論（結(jié)合調(diào)研所獲得信息對設(shè)計題目的必要性加以評價）等內(nèi)容[2]。

其次，學(xué)生需要結(jié)合調(diào)研報告獲得的信息進(jìn)行簡要論述，依據(jù)所應(yīng)用的理論提出三個方案，設(shè)計方案結(jié)構(gòu)簡圖，并從技術(shù)方面、制造方面（制造能力、制造方法、制造手段）、現(xiàn)有的知識儲備方面（現(xiàn)階段的設(shè)計能力、設(shè)計方法、設(shè)計手段等）、經(jīng)濟(jì)性方面（經(jīng)濟(jì)成本、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等）進(jìn)行設(shè)計方案的論證，撰寫可行性論證報告。

再次，將“畢業(yè)設(shè)計說明書”改為“計算書”，學(xué)生只需寫出計算部分內(nèi)容，提倡盡量以圖表等形式體現(xiàn)設(shè)計參數(shù)內(nèi)容?！坝嬎銜敝饕▋刹糠謨?nèi)容：第一部分是主要參數(shù)確定，包括已知參數(shù)（列表）、計算設(shè)計參數(shù)（動力計算、傳動比分配等）、傳動示意圖、傳動參數(shù)列表;第二部分是機(jī)械傳動強(qiáng)度驗算，包括齒輪的計算載荷及其齒輪、軸的材料的選用、齒輪幾何參數(shù)與強(qiáng)度計算、軸、軸承和鍵的計算。

最后，增加本科畢業(yè)設(shè)計特色專題，要求學(xué)生熟練掌握三維設(shè)計軟件，對所設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行三維實體設(shè)計。

1.2 ? ?校企深度合作是畢業(yè)設(shè)計工程化模式的關(guān)鍵

校企的深度合作，不僅在于合作時間長和合作范圍廣，更在于合作期間雙方的頻繁交互，包括人員的相互派駐，特別是雙方思想的交流與碰撞[3，4]。

1）立足“大礦業(yè)”特色，建設(shè)和發(fā)展工程實踐教育基地。黑龍江科技大學(xué)作為黑龍江省唯一一所以礦業(yè)工程為特色的本科院校，突出“大礦業(yè)”特色，根據(jù)專業(yè)特色加強(qiáng)與煤礦企業(yè)的聯(lián)系，與黑龍江省四大礦業(yè)集團(tuán)都建立了多方位的人才培養(yǎng)基地[5]。通過與雞西煤礦機(jī)械有限公司合作，成功申報了國家級工程實踐教育基地。

工程實踐教育基地的建設(shè)和發(fā)展將為畢業(yè)設(shè)計改革提供有力的保障。通過充分發(fā)揮這一實踐基地的作用，從學(xué)校和企業(yè)雙方角度考慮，開展深度的校企合作。根據(jù)企業(yè)與學(xué)校在管理和運(yùn)作機(jī)制上的不同，建立了完整的校企合作準(zhǔn)則和規(guī)范[6，7]。學(xué)生通過進(jìn)入企業(yè)實習(xí)、編入企業(yè)班組，提高畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新性與可操作性。以畢業(yè)設(shè)計為載體，通過與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，建立校企合作辦學(xué)機(jī)制。

2）建立校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)團(tuán)隊。建立以校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師為指導(dǎo)教師的雙導(dǎo)師制度[8]。學(xué)校“指導(dǎo)教師”由學(xué)院委派有現(xiàn)場工程經(jīng)歷的教師，對在企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的學(xué)生進(jìn)行全過程指導(dǎo);“企業(yè)導(dǎo)師”由所在企業(yè)中理論和實踐經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員擔(dān)任。而且，企業(yè)選派工程技術(shù)人員定期到學(xué)校對專業(yè)教師進(jìn)行培訓(xùn)，以加強(qiáng)教師對新的工程知識和新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，提高學(xué)校指導(dǎo)教師的理論和實踐水平。

在制定畢業(yè)設(shè)計規(guī)范和要求時，聘請企業(yè)的專家和技術(shù)人員共同擬定符合社會需求的、體現(xiàn)應(yīng)用性和創(chuàng)新性的畢業(yè)設(shè)計文件規(guī)范。以往的畢業(yè)設(shè)計對學(xué)生設(shè)計圖紙的數(shù)量、說明書的字?jǐn)?shù)、參考文獻(xiàn)的篇數(shù)等有嚴(yán)格的要求，否則認(rèn)為工作量不滿足要求。要改變這種實踐教學(xué)中的應(yīng)試教育，在確保學(xué)生基本知識功底扎實的前提下，可根據(jù)設(shè)計題目的不同和學(xué)生自身特點，允許畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量多元化[9]。

校企合作不僅能為學(xué)生提供真實的實踐環(huán)境，而且能使學(xué)生有機(jī)會了解、熟悉和掌握企業(yè)最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和制造技術(shù)。學(xué)生融入企業(yè)的工作和生活之中，能夠適應(yīng)企業(yè)的各種制度和規(guī)范，學(xué)生有機(jī)會向企業(yè)員工直接學(xué)習(xí)，并可以從工程技術(shù)人員的行為舉止中，潛移默化地培養(yǎng)自己的敬業(yè)精神和職業(yè)道德。

1.3 ? ?組建畢業(yè)設(shè)計項目組是畢業(yè)設(shè)計工程化模式 ? ? ? ? ? 的有效手段

“團(tuán)隊”的概念是1994年由斯蒂芬羅賓斯首次提出的，是為了實現(xiàn)某一目標(biāo)而由相互協(xié)作的個體所組成的群體。充分利用每一位成員的能力，為同一個目標(biāo)而努力，一來可以提高效率，二來團(tuán)隊效果大于單個人的效果之和，團(tuán)隊合作越來越被現(xiàn)代企業(yè)視為工人的必備素質(zhì)。綜合性設(shè)計問題的解決往往需要一個團(tuán)隊，組建畢業(yè)設(shè)計項目組[10]，采取團(tuán)隊組長周輪流制，通過布置調(diào)研任務(wù)和舉辦定期交流討論會來考察學(xué)生能力。

同時，將團(tuán)隊內(nèi)部考核作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計平時成績的一部分，即團(tuán)隊內(nèi)的每名學(xué)生每周為其他隊員打分，這樣既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，又能樹立學(xué)生的團(tuán)隊合作意識，培養(yǎng)學(xué)生與同事交流、探討問題、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。組長根據(jù)組內(nèi)成員一周內(nèi)的表現(xiàn)、對項目的貢獻(xiàn)等給每名成員打分;同時，項目組每個成員為其他成員打分，并將所有打分結(jié)果匯報老師，作為畢業(yè)設(shè)計平時成績考核的一部分。這種形式的學(xué)生互評每周進(jìn)行一次，組長每周更換，既能極大地調(diào)動學(xué)生的積極性，又是對畢業(yè)設(shè)計的有效監(jiān)督。

1.4 ? ?過程管理是畢業(yè)設(shè)計工程化模式的有力保證

質(zhì)量形成于過程，過程管理是畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的有力保證[11]。因此，在畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，如畢業(yè)設(shè)計選題、指導(dǎo)教師配備、畢業(yè)設(shè)計調(diào)研及可行性論證、方案確定、中期檢查、答辯、成績評定等，學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師應(yīng)協(xié)同管理，層層把關(guān)，做到及時引導(dǎo)、及時檢查、及時解決問題，每一環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的導(dǎo)師成績，保證各環(huán)節(jié)質(zhì)量，從而確保畢業(yè)設(shè)計的整體質(zhì)量。

2 ? ?畢業(yè)設(shè)計工程化改革實踐

黑龍江科技大學(xué)對機(jī)械工程學(xué)院2012屆30名學(xué)生進(jìn)行第一批畢業(yè)設(shè)計改革試點，并順利完成。之后對2013屆的機(jī)械設(shè)計09-1班、機(jī)械制造09-1班、模具09-1班近90名學(xué)生進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計改革試點。

2.1 ? ?時間安排

指導(dǎo)教師在第七學(xué)期末布置畢業(yè)設(shè)計題目，學(xué)生利用假期和開學(xué)前三周完成調(diào)研報告和可行性論證報告，于第八學(xué)期的第4周進(jìn)行開題答辯，對學(xué)生的調(diào)研情況和設(shè)計方案進(jìn)行監(jiān)督檢查，在第10周進(jìn)行中期答辯，要求學(xué)生完成計算部分和總裝配圖的繪制，第17周進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計答辯。

2.2 ? ?開題答辯

嚴(yán)格的開題答辯是畢業(yè)設(shè)計順利進(jìn)行的前提和保證，本次答辯的重點是考察學(xué)生對所設(shè)計內(nèi)容的理解程度、對畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的理解程度、畢業(yè)設(shè)計總體方案擬定是否合理、調(diào)研報告和可行性論證報告是否規(guī)范等內(nèi)容。目的是督促學(xué)生盡快深入到畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，盡快使學(xué)生從畢業(yè)實習(xí)進(jìn)入到畢業(yè)設(shè)計的實際計算和設(shè)計階段。

從2013屆學(xué)生開題答辯結(jié)果來看，大部分學(xué)生進(jìn)行了深入的調(diào)研，了解設(shè)計方向的當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀、企業(yè)的生產(chǎn)情況等，收集了大量相關(guān)文獻(xiàn)，對自己的題目比較了解，多數(shù)同學(xué)能夠按照指導(dǎo)教師要求完成調(diào)研報告和可行性論證報告的撰寫工作，對設(shè)計題目有了一定程度的理解，總體設(shè)計方案合理，參考文獻(xiàn)齊全，引用正確，排版和格式正確。多數(shù)同學(xué)能夠把設(shè)計的內(nèi)容介紹清楚，具有一定的獨立工作能力;且答辯過程中，能夠?qū)υO(shè)計方案進(jìn)行較為清晰的闡述，有一定的表達(dá)能力。

通過答辯，反映出學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開始階段存在以下問題：從調(diào)研情況來看，個別同學(xué)對課題研究的目的不夠明確，調(diào)研不夠深入;在設(shè)計方案上，有的方案不夠完善，對方案分析論述不充分，個別學(xué)生方案圖不合理，雖能說明白，但方案圖表達(dá)的不對;從報告的格式規(guī)范性角度，一部分學(xué)生格式不夠規(guī)范，段落、行距、字體、插圖、參考文獻(xiàn)等比較混亂。

之所以存在以上問題，經(jīng)分析，一是一部分學(xué)生還沒有找到工作，心思不在畢業(yè)設(shè)計上，存在敷衍現(xiàn)象;二是個別學(xué)生對待畢業(yè)設(shè)計態(tài)度不認(rèn)真，導(dǎo)致可行性論證報告中出現(xiàn)不該犯的錯誤;三是學(xué)生以前沒有或很少做過排版的訓(xùn)練，導(dǎo)致調(diào)研報告和可行性論證報告格式不規(guī)范。

通過分析原因，采取了相應(yīng)措施來進(jìn)一步加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)和管理。第一，教研室組織開題答辯不合格的學(xué)生開會，使其端正態(tài)度，嚴(yán)格要求;第二，要求指導(dǎo)教師加強(qiáng)指導(dǎo)，尤其關(guān)注基礎(chǔ)差的學(xué)生;第三，通過定期檢查匯報和項目組相互考核來進(jìn)一步加大監(jiān)督管理力度。

2.3 ? ?中期答辯

本次答辯的重點是考察學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展程度，計算內(nèi)容是否正確和完整，總裝配圖繪制是否規(guī)范，結(jié)構(gòu)上是否有原則性錯誤等內(nèi)容。目的是及時監(jiān)督和發(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計中存在的問題，及時修改設(shè)計結(jié)構(gòu)，保證畢業(yè)設(shè)計能順利完成。

由于開題答辯已經(jīng)給那些設(shè)計態(tài)度不認(rèn)真、較為松懈的學(xué)生敲響了警鐘，中期答辯整體較為順利，效果良好。絕大多數(shù)同學(xué)對設(shè)計計算整理的較好，內(nèi)容比較全面，設(shè)計計算相對較準(zhǔn)確，而且個別同學(xué)說明書已經(jīng)趨于完善，對所提出的問題能準(zhǔn)確回答。裝配圖視圖結(jié)構(gòu)表達(dá)準(zhǔn)確，明細(xì)欄與技術(shù)要求撰寫合理，尺寸標(biāo)注規(guī)范。少數(shù)學(xué)生計算內(nèi)容不全，出現(xiàn)有結(jié)構(gòu)而沒有數(shù)據(jù)的問題，還有一小部分學(xué)生繪圖基礎(chǔ)較差，結(jié)構(gòu)原理雖沒問題，但不熟悉繪圖規(guī)范，不知道裝配圖應(yīng)標(biāo)注哪些尺寸。僅有個別學(xué)生由于設(shè)計態(tài)度不端正或找工作等問題，進(jìn)展緩慢，只有計算部分，裝配圖沒有完成，對于這樣的學(xué)生，令其中期答辯不合格，不允許參加畢業(yè)設(shè)計答辯，直接等待補(bǔ)答。

2.4 ? ?最后把關(guān)

在中期答辯順利完成之后，學(xué)生開始繪制零部件圖，整理計算書，進(jìn)行特色專題三維組件圖的繪制。這期間，企業(yè)教師的指導(dǎo)起到了非常關(guān)鍵的作用，他們將設(shè)計經(jīng)驗無私地告訴學(xué)生，使學(xué)生少走了許多彎路。這期間，學(xué)生的積極性、主動性和緊迫性與日劇增，學(xué)校的指導(dǎo)老師更是夜以繼日地反復(fù)檢查指導(dǎo)學(xué)生的設(shè)計，當(dāng)學(xué)生將自己的設(shè)計成果打印出來，學(xué)生臉上露出成就感和自豪感，老師也無比欣慰。

在畢業(yè)答辯前指導(dǎo)教師和審閱教師要對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計文件進(jìn)行審查，只有審查合格后，有指導(dǎo)教師和審閱教師簽字，學(xué)生才可參加畢業(yè)答辯。

3 ? ?畢業(yè)設(shè)計工程化改革實施效果及意義

3.1 ? ?畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量普遍提高

畢業(yè)設(shè)計題目密切聯(lián)系工程實際，使學(xué)生能夠達(dá)到綜合應(yīng)用訓(xùn)練的目的。學(xué)生能結(jié)合生產(chǎn)實際，運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行研究設(shè)計，學(xué)生的實際應(yīng)用能力得到提高。一是提高了收集資料、查閱文獻(xiàn)的能力，每位同學(xué)都能夠充分深入企業(yè)調(diào)研走訪，查閱相關(guān)資料;二是提高了運(yùn)用所學(xué)的基本知識解決實際問題、理論聯(lián)系實際的能力;三是通過撰寫調(diào)研報告、可行性報告、畢業(yè)設(shè)計說明書，學(xué)生語言組織能力得到提高，畢業(yè)設(shè)計說明書條理清晰、邏輯性好、撰寫規(guī)范;四是學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用能力得到了加強(qiáng)，掌握了CAD、PRO-E、UG等軟件的使用。畢業(yè)設(shè)計工作量飽滿，設(shè)計說明書撰寫規(guī)范，說明書內(nèi)容和圖紙的質(zhì)量具備一定的水平。

畢業(yè)設(shè)計真題真做，很大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索精神，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。要求學(xué)生深入企業(yè)調(diào)研，撰寫調(diào)研報告和可行性論證報告，切實提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決生產(chǎn)實際問題的能力。通過組建項目組和學(xué)生自我管理的方式培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識、實踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作、組織協(xié)調(diào)等綜合素質(zhì)。

3.2 ? ?畢業(yè)設(shè)計與區(qū)域經(jīng)濟(jì)緊密聯(lián)系，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合

學(xué)生非常珍惜在企業(yè)實習(xí)和設(shè)計的機(jī)會，能夠嚴(yán)格遵守企業(yè)的規(guī)章制度，吃苦耐勞，勤學(xué)好問，提高了實踐技能和水平，積累了一些生產(chǎn)實際的工作經(jīng)驗。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計過程中切身體會到了工程實際的嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實，積極性非常高，實習(xí)設(shè)計也非常努力，得到了企業(yè)的認(rèn)可和好評，有一部分學(xué)生直接到實習(xí)單位上崗設(shè)計，取得了較好效果。

學(xué)生深入企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計這種工程化改革模式，促進(jìn)了學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系，實現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。（1）學(xué)校根據(jù)企業(yè)需要，幫助企業(yè)解決某些技術(shù)難題，增加科研合作的內(nèi)容，激發(fā)了企業(yè)參加合作教育的積極性，實現(xiàn)了雙贏;（2）學(xué)校根據(jù)學(xué)生在企業(yè)實習(xí)和設(shè)計過程中的表現(xiàn)，向企業(yè)推薦人才，促進(jìn)了就業(yè);（3）企業(yè)將人才需求反饋到學(xué)校，使學(xué)校根據(jù)企業(yè)需求改革人才培養(yǎng)模式、調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置等，真正實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

4 ? ?結(jié)束語

總之，畢業(yè)設(shè)計工程化模式無論從學(xué)生個人意愿角度，還是從工業(yè)界的需求角度，乃至國家發(fā)展戰(zhàn)略[12]角度來說，都是當(dāng)前高等教育改革與發(fā)展的關(guān)鍵。當(dāng)前我國工程教育正處在轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，畢業(yè)設(shè)計改革尚處于起步試點階段，仍存在諸多問題，還需要進(jìn)一步探索實踐，總結(jié)出一條適合我國高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的畢業(yè)設(shè)計改革新路。

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