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機械類專業五種畢業設計模式探索與實踐
機械類專業五種畢業設計模式探索與實踐
殷昌貴，王蘭美
（山東理工大學農業工程與食品科學學院，山東淄博255049）
摘要：畢業設計是培養機械類工程人才不可或缺的教學環節。根據機械類本科生畢業設計的培養目標要求，設計并實踐了五種畢業設計模式：一人一題、新題新做模式；老題新做、創新提高模式；多人一題、團隊協作樣機模式；參與教師項目、提高科研能力模式；校企聯合指導模式。這五種畢業設計模式為提高機械類本科畢業設計質量提供了思路和參考。
關鍵詞：機械；專業；畢業設計；模式
畢業設計通過深入實踐、了解社會、完成畢業設計任務或撰寫論文等諸環節，著重培養學生綜合分析和解決問題、獨立工作和組織管理等能力。畢業設計是學習深化、拓寬、綜合運用所學知識的重要過程，是實現學生從學校學習到崗位工作的過渡、學生綜合素質與工程實踐能力培養的重要教學環節[1]。畢業設計是衡量高等教育質量和辦學效益的重要評價內容。畢業設計作為學生畢業前最重要的學習過程，把好出口關，對學生一生的專業生涯至關重要。
傳統的畢業設計指導模式是：教師根據自己的知識、工程經驗、對專業發展趨勢的了解，以及對畢業設計目的意義的理解，擬出畢業設計題目，并寫出畢業設計任務書下達給學生；學生根據題目要求，自己找資料，自己摸索著進行畢業設計；教師定期答疑，幫助學生解決各階段的問題。這種傳統的指導方式沿用了好多年，其長處是能在一定程度上鍛煉學生自我學習、獨立解決問題的能力。但在高等教育規模急劇擴張、高等學校從精英教育向大眾教育快速轉變的新形勢下，這種傳統的指導模式的弊端也越來越明顯。首先，傳統的指導模式是一種典型的師傅帶徒弟的方式，具有強制的對應關系。俗話說“名師出高徒”，但是現在高水平的教師太少，多數情況是庸師出低徒。其二，指導方式單一，不適應不同層次學生的需要，沒有做到因材施教。這種學生自己摸索著進行畢業設計，老師定期答疑的指導方式，適合于那些基礎知識扎實、主動性強、獨立解決問題能力強的學生，而對其他層次的學生就不太適用。這種指導方式一上來就要求學生自己面對一個實際工程題目，而老師往往也沒有類似題目的藍本，對不少學生來說題目難度較大，沒有一個模仿變形設計的中間環節，即使做出來，設計水平也比較低。
為了提高學生畢業設計的質量，我們在多年的教學實踐中研究探索了各具特色、行之有效、適應不同類型畢業設計內容的五種畢業設計模式[2]。
一、一人一題、新題新做模式
學生畢業設計的課題有一部分是學生自選的課題，但大部分還是老師提供的課題。老師的水平有強有弱，能夠提供給學生的課題也有大有小，其中有一類課題是工作量的大小只適合一個學生來完成的課題，也是最多的一類課題。這類課題的優點是一人一題，學生必須獨立完成，很能鍛煉學生的獨立研究能力。一些學生因為沒有別人可以依賴，設計的自覺性和主動性比較高，每一個階段的任務都能按進度進行，學生完成的畢業設計最終質量也比較高，考核相對簡單同時也比較公正。這類畢業設計也存在一個問題，就是同學們之間因課題不同，溝通較少。針對這種情況，我們在畢業設計進行的不同階段都舉辦畢業設計的經驗介紹沙龍，由思路好、工作突出的同學為大家做報告，使大家互相啟發、共同受益。
二、老題新做、創新提高模式
年年換新題，就要求老師年年找新題。一個老師每年帶7個本科學生的畢業設計，每年要有新題，這無疑是一個很大的負擔。即使每年能夠找到7個新的課題，也很難保證課題在難度、工作量、可行性和適用性上都適合作為學生的畢業設計課題。實際上，老師將一個畢業設計課題在交給學生前，必須事先做好周密的考慮，而學生所完成的畢業設計課題，即使做的再好，過后考慮也是存在這樣或那樣的問題，有很大的完善和改進空間。這種畢業設計課題，對老師是老課題，但對每一個學生還是新課題，不同的是老師對課題的內容和問題了如指掌，在學生畢業設計的過程中更容易發揮一個指導教師的作用，畢業設計的質量也會因此高出許多。正因為如此，我們提出了“老題新做、創新提高”的畢業設計模式，在實施過程中取得了良好的效果，出現了很多的“精品畢業設計”。
三、多人一題、團隊協作模式
老師提供給學生的課題中，其中有一類是難度和工作量都比較大的課題，這類課題由一個學生來完成顯然是不可行的。針對這類課題，老師們首先對課題的內容和工作量進行評估，將一個大的課題進行拆解（如：機械和控制的不同部分、不同方案等），分成幾個適合單個學生完成的小課題，整個課題由多個學生組成課題組，分工協作、集體攻關、共同完成。我們在這類畢業設計的實施過程中，為了調動每個同學的積極性和創造性，定期組織課題組對每一個同學所做的工作進行討論。
上述這種畢業設計模式，畢業設計最終的成果是圖紙資料。教學團隊中一位從美國留學回來的教師，帶領大家嘗試了一種與上述模式完全不同的“多人一題、團隊協作”畢業設計模式：畢業設計的成果不僅是圖紙資料，同時還有可以運行的實物樣機。這種畢業設計的模式，圖紙設計的工作量不一定大，但對創新的要求很高，不但鍛煉學生的工程設計能力、團隊協作意識，還鍛煉學生的創新意識和實踐動手能力。整個畢業設計囊括了概念設計、方案設計、結構與零部件設計、動力學和靜力學分析、控制電路與程序的設計制作、零部件加工、樣機安裝調試、運行實驗等，對學生各方面的能力可以進行全面的鍛煉。幾年來，這種畢業設計模式取得了很好的效果，企業對參見這種畢業設計的學生尤其歡迎，但這種模式由于需要充足資金的支持，并沒有大規模的開展。
實踐表明，“多人一題、團隊協作”的畢業設計模式，在鍛煉學生的合作意識、協調能力方面確實起到了重要的作用。在實施的過程中，教學團隊還有一個重要的發現：一個大的課題在實施過程中，總會有1～2個學生自然而然成為課題的組織者和帶頭人，成為課題組的核心，這部分學生在獲得畢業設計鍛煉的同時，另一個重要的收獲是組織和協調能力的鍛煉。對這部分同學，教學團隊進行了跟蹤調查，調查的結果是：這部分同學畢業后成長很快，其中的許多學生在畢業后的3～5年內就成為企業的業務骨干或部門的負責人。這種畢業設計模式，要保證質量最關鍵的一點是：每一個學生都必須有確切的工作任務，老師必須加強指導和考核，防止個別同學因偷懶得不到應有的鍛煉。
幾年下來，這種模式的畢業設計取得了很好的效果，形成了一批高水平的畢業設計成果，解決了多項企業的工程技術難題。
四、參與教師項目、提高科研能力模式
教學團隊中，一部分教師具有很強的科研能力，每年都承擔包括國家863、國家自然科學基金、省科技發展計劃等各種縱向的和企業委托技術攻關、新產品開發等各種橫向的在研科研項目，這些科研項目有些內容比較適合本科生的畢業設計，而且很受同學們的歡迎[3]。多年來，教學團隊形成了本科生參與教師科研項目的良好機制，首先由教師填寫與教師科研相關的畢業設計任務書，由教學團隊對課題的難度、內容、工作量等進行審核把關。如果通過審核，由學院網站集中發布科研類畢業設計課題的相關信息，再由教師和學生之間進行雙向選擇（學生考研成績公布后），確保一批優秀的學生參與到教師的科研項目中。學生完成畢業設計任務書的相關內容，老師則按月給予學生一定的科研補貼。參加科研類畢業設計的主要是考取重點高校研究生的學生，這些學生大部分基礎扎實（比我們大部分的在校研究生基礎都要好），智力水平高，工作主動熱情，同時由于沒有畢業找工作的壓力，大都會全身心地投入到畢業設計的科研工作中。通過一個學期參加科研工作的鍛煉，他們科學研究和實踐動手的能力得到了迅速提高，并形成了一批優秀的研究成果，對于其后續的研究生教育奠定了良好的基礎。這種畢業設計模式，學生收獲大，教師收獲也大，教師們一批重要的科研成果都凝聚著參加這類畢業設計同學們的心血。這種畢業設計模式，經過教學團隊多年來的探索實踐，制定了確保學生培養質量的措施，趟出了一條提高學生畢業設計環節培養質量的新路。
五、校企聯合指導新模式
在畢業設計這一學期，不少同學已經簽訂了就業單位，有些單位要求學生提前去單位實習。對這類同學，可以實行校企聯合指導方式。結合畢業生就業工作，鼓勵學生去就業單位進行畢業實習和畢業設計。設計題目從用人單位的實際工作選擇，利用企業的場地和技術力量，完成企業需要的技術課題。但企業必須指定一名工程師與學校指導教師一起全程參與學生的指導，工程師側重技術上的指導，指導教師則側重畢業設計進度、要求、格式等的指導。一方面，這可解決實習與畢業設計的沖突問題；另一方面，題目與學生將來的工作實際相聯系，能激發學生的工作熱情和主動性，增強學生的事業心和責任感，并可較早地使用人單位和學生互相了解，有利于學生就業后盡早地進入工作角色。但是，也要防止聯合指導變成誰也不指導的現象發生。這是一種有前途的指導方式，但是具體怎樣操作，怎樣調動學生、教師、用人單位三方的積極性，有待深入探索。
上述五種畢業設計模式已在我校機械設計制造及自動化、機械電子工程、車輛工程、農業機械設計與制造四個專業實施，六年來累計1400名學生在畢業設計中參加了上述的新模式畢業設計。僅2013年，馬鈴薯收獲機、多功能微型機床、皮帶釘扣機等5項學生畢業設計作品獲山東省機電產品創新大賽一等獎，另有多項作品獲二、三等獎。教學效果得到學校領導、企業用人單位和廣大學生的高度評價，這些畢業設計新模式同時也受到很多高校教師的高度評價，并在一些高校推廣。
參考文獻：
[1]龐興華，姜萌。機械類畢業設計模式的研究與實踐[J].南陽理工學院學報，2010，2（4）：111-114.
[2]李志紅。機械類應用型本科畢業設計問題與對策[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2011，28（4）：122-123.
[3]肖淼鑫，杜鑫。提高地方性機械類本科畢業設計質量的探索與實踐[J].湖南農機，2012，39（5）：160-161.
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