基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機電類專業(yè)畢業(yè)設計教學研究*

◆張瑞平 雷美榮 張占東 李潤蓮

0 引言

機電類專業(yè)本科畢業(yè)設計是本科教學課程體系中的最后一個環(huán)節(jié)，是對大學生所學知識技能的綜合考核，也是對一個未來從事機電工程的高級工程技術人才的基本訓練。將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入本科畢業(yè)設計中，在畢業(yè)設計中著重體現(xiàn)其綜合性、創(chuàng)新性、實用性，不僅有助于提升學生畢業(yè)后的技術創(chuàng)新能力，也是高校進行“雙創(chuàng)”教育的有益嘗試[1]。

山西大同大學作為應用型本科院校，機電學院的本科畢業(yè)生應具有解決機電設備設計、制造、使用過程中遇到的復雜問題的能力。畢業(yè)設計是基于這一培養(yǎng)目標，對學生分析或解決某一問題而完成的一種訓練和考核。在畢業(yè)設計的多個環(huán)節(jié)（如選題、開題、設計方案確定、圖紙的繪制、論文撰寫、論文答辯等）引入創(chuàng)新理念，對提高學生創(chuàng)新能力、實踐能力和整體素質(zhì)具有積極意義。

1 應用型本科機電類專業(yè)畢業(yè)設計中存在的問題

1.1 選題方面

畢業(yè)設計選題要求符合培養(yǎng)目標，這一規(guī)定比較空泛，不易操作，選題難易度很難控制；學生選題僅僅是完成一個程序，缺乏對課題的深入了解，指導教師分配課題比較隨意，不能很好地考慮學生的興趣及專業(yè)基礎；畢業(yè)設計題目和內(nèi)容更新慢，缺乏與時俱進；學生之間設計內(nèi)容相似，部分學生依賴其他學生，阻礙對獨立思維的培養(yǎng)[2]。

1.2 畢業(yè)設計過程管理方面

畢業(yè)設計面臨學生招聘、考研面試等不利因素，對學生管理難度增加；有些學生從選題到內(nèi)容無特色、無創(chuàng)新，思考沒有深度；個別學生設計任務不明確，搜集文獻資料不足，更沒有下功夫閱讀文獻、整理文獻，設計過程存在抄襲；畢業(yè)設計環(huán)節(jié)對指導教師缺乏有效監(jiān)督，學生得不到及時指導，答辯環(huán)節(jié)往往教師“放水”希望學生順利畢業(yè)，提的問題簡單；畢業(yè)設計中期檢查流于形式，不能及時發(fā)現(xiàn)設計過程中的問題。

1.3 畢業(yè)設計評價體系方面

目前學生畢業(yè)設計成績的評定由三部分加權構成，分別是指導教師評定（40%）、評閱教師評定（40%）、答辯（20%）。通常給出評定指標，如選題、文獻查閱、繪圖、論文撰寫等項目，采用五級評分，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。這種評價方式看起來合理，其實并不能真實反映學生的創(chuàng)新能力和知識運用能力，與主干課程的相關性也無法體現(xiàn)。

1.4 師生重視度程度方面

畢業(yè)設計成績對學生畢業(yè)、學位及就業(yè)和升學沒有太大影響，學生不愿花費過多精力來完成；對畢業(yè)指導教師的教學效果沒有評價指標，這樣無法形成監(jiān)督，部分指導教師工作敷衍不到位，導致學生畢業(yè)設計水平較低。

以上這些因素導致畢業(yè)設計質(zhì)量下降，影響學生分析能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，無助于學習風氣的改善，也阻礙了高等教育的發(fā)展，因此有必要對畢業(yè)設計教學改革進行探索和研究。

2 創(chuàng)新能力培養(yǎng)與畢業(yè)設計相融合的意義

2.1 有助于促進教學改革，提升教學質(zhì)量

畢業(yè)設計是應用型高校人才培養(yǎng)課程體系的一部分，是對四年所學知識的綜合運用，在畢業(yè)設計中要特別強調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這是衡量、評估高校教學效果、認證學生畢業(yè)資格和學位資格的重要依據(jù)，也是對課程體系建設的促進和補充。

2.2 有助于提升本科生的“雙創(chuàng)”技能

在畢業(yè)設計中體現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，發(fā)揮學生主體作用，激發(fā)其創(chuàng)新欲望、樹立創(chuàng)新理念，引導其實現(xiàn)創(chuàng)新目標，同時對畢業(yè)設計過程進行細致、嚴格的規(guī)范化管理，使學生完成高質(zhì)量的畢業(yè)設計，這樣的訓練有助于提升其創(chuàng)造社會價值的能力和實現(xiàn)個人價值的能力[3]。

2.3 有助于提升師資隊伍的創(chuàng)新能力和教學水平

對于機電工程類專業(yè)而言，創(chuàng)新能力的獲得來自扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗。近幾年加入教師隊伍的年輕教師基本是前腳出校門、后腳進校門，理論知識淵博，信息面寬，但多數(shù)沒有現(xiàn)場工作經(jīng)驗。畢業(yè)設計融入創(chuàng)新能力的培養(yǎng)形成一種制度，可以迫使年輕教師增加現(xiàn)場工作經(jīng)驗，提高自己的實踐能力和創(chuàng)新能力。作為教學部門的主力軍，教師隊伍提高創(chuàng)新能力，可極大提升教學質(zhì)量。

3 改進措施

借鑒國內(nèi)外研究經(jīng)驗并充分考慮學院自身特點，從以下幾個方面進行研究、分析，提出相應的解決措施。

3.1 尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題

通過多種途徑，在畢業(yè)設計各個環(huán)節(jié)探尋存在的問題，并將這些問題一一列出，如圖1所示。

圖1 畢業(yè)設計存在的問題

3.2 研究分析畢業(yè)設計與各門課程之間的關系

畢業(yè)設計是大學專業(yè)教育的最后一個環(huán)節(jié)，是所學各門功課的綜合運用，對機械工程畢業(yè)設計而言，畢業(yè)設計類型多數(shù)為應用研究、產(chǎn)品設計、工程技術開發(fā)或軟件開發(fā)與應用，具體課程知識點與畢業(yè)設計要求可歸納為以下幾點。

3.2.1 文獻檢索、資料使用能力 能夠搜集、查閱相關文獻資料并加以分析、整理和凝練；能夠熟練使用各種手冊，查閱材料、工藝規(guī)范、標準件等。

3.2.2 機械類專業(yè)基礎知識的綜合運用能力 根據(jù)設計要求，如產(chǎn)品的研發(fā)，能夠提出多種方案并確定最佳方案；充分利用所學的機械工程材料、工程力學、機械原理、機械設計等課程，完成畢業(yè)設計相關參數(shù)的設計計算,完成力學分析，完成材料的選擇，完成機構的優(yōu)化設計，完成零部件的結(jié)構設計等。

3.2.3 機械制造工藝能力 對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和主要生產(chǎn)設備，分析其加工能力，并能制訂工藝路線、設計工裝夾具，或者進行工藝方法的改進。

3.2.4 機械制圖能力 能夠規(guī)范繪制零件圖、部件圖和裝配圖。

3.2.5 文字表達及編輯能力 能完成技術文件如設計說明書或論文的撰寫等。

因此，根據(jù)專業(yè)特點，研究分析主要課程與畢業(yè)設計的相關性，加強各主干課程的教學，才能為畢業(yè)設計高質(zhì)量完成打好基礎[4-5]。

3.3 健全和完善畢業(yè)設計全過程的各項機制

畢業(yè)設計從選題開始，包括下達任務書、開題、展開設計、完成圖紙的繪制、撰寫設計說明書或論文、答辯等環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)應建立評定、審核、監(jiān)控機制。如就選題這一環(huán)節(jié)而言，大概步驟包括：初擬→審定→批準→公布→學生選題。每一步驟由誰來執(zhí)行和監(jiān)督、課題擬定的原則、知識點覆蓋范圍及難易程度、工作量等都需要明確?，F(xiàn)階段采用的畢業(yè)設計教學大綱從內(nèi)容和形式上應該進一步完善和補充，通過細化、量化，使其更具有可操作性，滿足當前機械行業(yè)發(fā)展形勢的要求和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。

3.4 建立面向師生的“雙主體”畢業(yè)設計管理系統(tǒng)

從初擬畢業(yè)設計題目到最后學生完成畢業(yè)答辯整個過程，指導教師和學生應積極配合、共同參與，管理系統(tǒng)應當針對性地檢查每一個環(huán)節(jié)，對師生作出評估和警示，保證畢業(yè)設計按計劃進度高標準完成。

4 結(jié)論

面向機電類專業(yè)畢業(yè)生，將創(chuàng)新人才的培養(yǎng)與畢業(yè)設計相融合，在具體實施過程中對畢業(yè)設計進行全程跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題及時警示、監(jiān)督，保證畢業(yè)設計按進度、高質(zhì)量完成，使學生得到創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的訓練。而創(chuàng)新教育與畢業(yè)設計的融合，最后歸結(jié)到學生各項能力的提高。

分析能力：應用科學原理識別、表達、分析復雜問題。

研究能力：應用科學原理和方法研究復雜問題。

設計能力：應用技術原理完成系統(tǒng)設計、結(jié)構設計、工藝設計等，并能夠解決復雜工程問題。

但就解決具體問題而言，主要是針對以下幾個方面。

1）通過建立選題機制，解決畢業(yè)設計課題大而空洞的問題，課題可以來源于多個途徑，鼓勵學生參與教師的研究項目，從事創(chuàng)新項目的研究；選題應注重與工程實際緊密結(jié)合，在解決實際工程問題的過程中發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。

2）構建新的畢業(yè)設計模式，學生變被動為主動，以學生為中心，從選題、開題、展開設計到畢業(yè)答辯，學生可以獨立運用專業(yè)知識發(fā)展自己的創(chuàng)造能力。

3）通過建立畢業(yè)設計監(jiān)控機制，杜絕不良學術風氣造成的粗制濫造現(xiàn)象，控制學生論文抄襲行為。

4）通過健全、完善畢業(yè)設計質(zhì)量評價機制，對指導教師和學生“雙主體”細化評定指標，以此提高畢業(yè)設計質(zhì)量。

表1是畢業(yè)設計成績評定表，對畢業(yè)設計的每一個環(huán)節(jié)精準細化、量化、規(guī)范化，具有可操作性[6]。通過修訂大綱、完善和健全機電工程類專業(yè)畢業(yè)設計選題機制、畢業(yè)設計過程監(jiān)控機制、畢業(yè)設計評價機制，將創(chuàng)新人才的培養(yǎng)融入畢業(yè)設計中，是“雙創(chuàng)”教育改革下課程體系建設的補充，發(fā)揮專業(yè)教育的特點，使學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到進一步的提升，不僅可以保證畢業(yè)設計的教學質(zhì)量，而且能夠促進教師隊伍業(yè)務水平和創(chuàng)新能力的提高。

表1 畢業(yè)設計成績評定表