基于創新能力培養的機電類專業畢業設計教學研究*

◆張瑞平 雷美榮 張占東 李潤蓮

0 引言

機電類專業本科畢業設計是本科教學課程體系中的最后一個環節，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。將創新能力的培養融入本科畢業設計中，在畢業設計中著重體現其綜合性、創新性、實用性，不僅有助于提升學生畢業后的技術創新能力，也是高校進行“雙創”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。畢業設計是基于這一培養目標，對學生分析或解決某一問題而完成的一種訓練和考核。在畢業設計的多個環節（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）引入創新理念，對提高學生創新能力、實踐能力和整體素質具有積極意義。

1 應用型本科機電類專業畢業設計中存在的問題

1.1 選題方面

畢業設計選題要求符合培養目標，這一規定比較空泛，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基礎；畢業設計題目和內容更新慢，缺乏與時俱進；學生之間設計內容相似，部分學生依賴其他學生，阻礙對獨立思維的培養[2]。

1.2 畢業設計過程管理方面

畢業設計面臨學生招聘、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容無特色、無創新，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；畢業設計環節對指導教師缺乏有效監督，學生得不到及時指導，答辯環節往往教師“放水”希望學生順利畢業，提的問題簡單；畢業設計中期檢查流于形式，不能及時發現設計過程中的問題。

1.3 畢業設計評價體系方面

目前學生畢業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新能力和知識運用能力，與主干課程的相關性也無法體現。

1.4 師生重視度程度方面

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

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

2 創新能力培養與畢業設計相融合的意義

2.1 有助于促進教學改革，提升教學質量

畢業設計是應用型高校人才培養課程體系的一部分，是對四年所學知識的綜合運用，在畢業設計中要特別強調創新能力的培養，這是衡量、評估高校教學效果、認證學生畢業資格和學位資格的重要依據，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”技能

在畢業設計中體現創新能力的培養，發揮學生主體作用，激發其創新欲望、樹立創新理念，引導其實現創新目標，同時對畢業設計過程進行細致、嚴格的規范化管理，使學生完成高質量的畢業設計，這樣的訓練有助于提升其創造社會價值的能力和實現個人價值的能力[3]。

2.3 有助于提升師資隊伍的創新能力和教學水平

對于機電工程類專業而言，創新能力的獲得來自扎實的理論知識和豐富的實踐經驗。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，但多數沒有現場工作經驗。畢業設計融入創新能力的培養形成一種制度，可以迫使年輕教師增加現場工作經驗，提高自己的實踐能力和創新能力。作為教學部門的主力軍，教師隊伍提高創新能力，可極大提升教學質量。

3 改進措施

借鑒國內外研究經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、發現問題

通過多種途徑，在畢業設計各個環節探尋存在的問題，并將這些問題一一列出，如圖1所示。

圖1 畢業設計存在的問題

3.2 研究分析畢業設計與各門課程之間的關系

畢業設計是大學專業教育的最后一個環節，是所學各門功課的綜合運用，對機械工程畢業設計而言，畢業設計類型多數為應用研究、產品設計、工程技術開發或軟件開發與應用，具體課程知識點與畢業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、工藝規范、標準件等。

3.2.2 機械類專業基礎知識的綜合運用能力 根據設計要求，如產品的研發，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，完成畢業設計相關參數的設計計算,完成力學分析，完成材料的選擇，完成機構的優化設計，完成零部件的結構設計等。

3.2.3 機械制造工藝能力 對產品生產工藝和主要生產設備，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，根據專業特點，研究分析主要課程與畢業設計的相關性，加強各主干課程的教學，才能為畢業設計高質量完成打好基礎[4-5]。

3.3 健全和完善畢業設計全過程的各項機制

畢業設計從選題開始，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、答辯等環節，每一環節應建立評定、審核、監控機制。如就選題這一環節而言，大概步驟包括：初擬→審定→批準→公布→學生選題。每一步驟由誰來執行和監督、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。現階段采用的畢業設計教學大綱從內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，滿足當前機械行業發展形勢的要求和創新型人才培養的需求。

3.4 建立面向師生的“雙主體”畢業設計管理系統

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

4 結論

面向機電類專業畢業生，將創新人才的培養與畢業設計相融合，在具體實施過程中對畢業設計進行全程跟蹤，發現問題及時警示、監督，保證畢業設計按進度、高質量完成，使學生得到創新思維和創新能力的訓練。而創新教育與畢業設計的融合，最后歸結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設計、結構設計、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，從事創新項目的研究；選題應注重與工程實際緊密結合，在解決實際工程問題的過程中發揮學生的創造力。

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

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

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

表1是畢業設計成績評定表，對畢業設計的每一個環節精準細化、量化、規范化，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畢業設計選題機制、畢業設計過程監控機制、畢業設計評價機制，將創新人才的培養融入畢業設計中，是“雙創”教育改革下課程體系建設的補充，發揮專業教育的特點，使學生的創新創業能力得到進一步的提升，不僅可以保證畢業設計的教學質量，而且能夠促進教師隊伍業務水平和創新能力的提高。

表1 畢業設計成績評定表