加強工科制造類專業畢業設計創新性和實用性的探討

劉新 廖海洋 熊宏 朱亨榮 張展展 李兵華

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2023.14.046

摘? 要? 智能制造企業對工科制造類專業畢業生提出創新能力、實踐能力等要求，而當前高校畢業設計普遍只注重對學生專業能力的考核。為此，以材料成型及控制工程專業為例，提出“專業宏觀布局、回歸企業，以服務特色產品研發為出發點，依靠項目落實畢業設計課題”的觀點，以此提升畢業設計的創新性和實用性，并通過實例給出具體措施，以期為智能制造需求下的智能制造類人才培養提供參考。

關鍵詞? 智能制造；工科制造類專業；畢業設計；材料成型及控制工程專業

中圖分類號：G642.477? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）14-0046-03

Discussion on Strengthening Graduation Projects

Innovativeness and Practicability of Engineering

Manufactring Specialty： Taking Material Forming

and Control Engineering of Hunan University of

Technology as Example//LIU Xin， LIAO Haiyang，

XIONG Hong， ZHU Hengrong， ZHANG Zhanzhan， LI Binghua

0? 引言

目前，國內高等院校每年向社會輸出數以萬計的工科制造類專業畢業生，但大多數畢業生并不能滿足用人單位的要求[1-5]。其中，工科制造類專業畢業生專業基礎知識匱乏、沒有創新意識、動手能力差、不能快速進行實際設計等，是用人單位抱怨最多的問題。這不能不引起教育界對高校工科制造類專業人才培養模式的思考。畢業設計作為綜合考查學生對專業知識掌握程度，以及體現學生自我創新和實踐能力的最重要環節，備受關注。

近年來，國內一些高校十分重視制造類專業畢業設計的時代性。如上海交通大學工科類畢業設計立足基本理論和技能，重視科技創新能力培養，結合學校獨特的校企資源，形成了畢業生參與指導教師科研以及下工廠企業進行具體實踐設計的畢業設計模式[6]；華中科技大學畢業設計從選題上做文章：選題應與社會、生產、科研、教學和實驗室建設等實際任務相結合，應在實際任務，具有理論探索意義、具有實際應用前景、具有創新構思的課題中選取[7]；中南大學重視畢業生實踐能力、綜合素質和創新精神的培養，要求畢業設計具有實踐性、綜合性、探索性、應用性等特點，為啟發學生智能、培養學生各方面能力提供了綜合訓練和實踐的機

會[8]。通過這些抓核心，具體形式自由的模式，學生的主觀能動性和特長得到充分展示。

由于教師科研項目少、校企深入合作不充分、學生基礎較薄弱，地方應用型高校借鑒主流大學成功經驗開展畢業設計工作效果不理想，畢業設計既無法發揮學生從高校邁向企業的橋梁作用，更做不到為智能制造企業預演學生的創新和應用技能。

湖南工業大學材料成型及控制工程專業不斷“擦亮工業底色”，在助力打造湖南“三高四新”和株洲“制造名城”的過程中，努力對接智能制造企業、針對特色產品整體布局畢業設計選題，指導教師和學生共同駐扎企業開展智能制造需求下的本科畢業設計，學生畢業設計的創新性和實用性得到全面提升，為社會輸送了一批優秀人才。

1? 宏觀布局畢業設計選題

地方應用型高校學生的主觀能動性不強，畢業設計的選題普遍為指導教師根據自身的實踐經驗結合專業要求來擬定，然后讓學生選擇，因此，存在課題時代性不強、學生對課題的實際意義不了解、學生自主選擇面窄等問題。面對智能制造企業對工科制造類專業人才的新需求，湖南工業大學材料成型及控制工程專業首抓畢業設計選題關，以專業每一屆畢業生為對象，與企業專家、行業專家、專任教師和學生一起確定畢業設計課題。

1.1? 以智能制造企業特色產品作為畢業設計課題主要來源

材料成型及控制工程專業涉及智能制造的各個領域，能作為本專業畢業設計課題的產品非常多，如何選擇和尋找最適合作為本專業畢業設計的特色產品，并且又能從企業獲得相關產品的一些設計數據，需要“早排查、多滲透和深度合作”。

首先，以長株潭衡智能制造企業為重點對象，深入調研和考察企業的設計和產品制造，根據學校和專業排名及專業培養重心，以及企業對人才檔次和技能的具體需求情況，為每個專業的每一屆學生至少篩選出2～3家合作交流企業。

其次，選派研究方向相似或相近的專任教師1～2名（以無在研科研項目的教師為主）與對應企業人事和對口產品生產部/車間負責人建立合作交流機制，并引導和帶領該屆學生多次深入企業開展各種實習和實踐活動，讓學生在開展畢業設計之前就能對企業產品有逐步深入的了解。鼓勵學習能力強的學生主動跟隨選派到企業的專任教師多深入企業，并時刻關注對口企業的發展狀況和企業智能產品所涉及技術的國內外現狀。與此同時，學校也定期迎接企業到學校開展新產品推廣、產品設計理念征集和產品制造難點項目攻破等形式的宣講和學術討論活動，并保證每次技術性討論活動學校會安排1～2名高層次專家參與。通過多途徑的校企資源滲透，為每屆學生“接地氣”、自主選擇畢業設計課題奠定良好的基礎。

最后，在學校開始正式進行畢業設計流程之前，專門組織專任教師、企業人事及技術人員以及部分優秀學生開展“畢業設計選題論證會”，剖析企業特色產品、分解零部件、關聯產品上下游零配件并進行產品關鍵參數的設定等。根據論證會相關內容，專任教師根據專業培養要求及畢業設計課題具體情況，制作畢業設計任務書，并附課題簡介和畢業設計基本要求，在學校本科畢業設計/論文管理平臺公布，待專業正、副主任審核通過后，向學生開放。由于學生前期已對企業有一定認識，對產品也有過接觸，便可根據自身的情況和喜好，選擇自己感興趣和能駕馭的課題。

1.2? 從科研項目選擇含金量高的畢業設計課題

地方應用型高校研究生數量有限，因此，專業教師的科研課題需要專業基礎扎實、肯開動腦筋且執行力強的本科生充當助手，以提升科研效率。湖南工業大學材料成型及控制工程專業一直鼓勵“學有余力”的學生從大二暑假便進入自己感興趣課題的科研項目組，通過“學幫帶”快速入門，跟隨教師和研究生持續深入，隨后在不同競賽中充分融入自己的創新理念，檢驗和完善自身的創新和實踐能力。通過前期沉淀，當學生進入大四，專任教師便可提前給學生量身指派科研小課題，并融入畢業設計要求，讓這些小課題成為專業含金量高的畢業設計成果。通常，這種擁有有限元分析、動力學仿真及實驗檢驗的畢業設計成果可以給學生帶去滿足感和榮譽，對于他們升學和就業都非常有意義。

1.3? 以不同競賽及企業開放課題作為畢業設計課題的有效補充

隨著學科競賽的普及及企業課題開放力度的不斷增強，多渠道收集和整理近幾年的相關學科和企業開放課題，經本專業有豐富企業實踐和教學經驗的教師分類整理后，指定青年教師帶領學生按照專業畢業設計要求完成。這既是對學生畢業設計課題的有效補充，也是引導地方應用型高校不同專業將來參與不同學科競賽和開放課題的前期鋪墊，更是教師和學生通過不同競賽和開放課題提高專業實踐水平的重要手段。

在畢業設計選題階段，專業系部層面的介入，并不是要剝奪指導教師自主確定所指導畢業設計課題的自由，而是希望通過這種宏觀布局畢業設計課題的方式，為專業教師搭建一座與企業合作的橋梁，確保學生的畢業設計具有創新性和實用性，為專業向著特色鮮明、凸顯自身優勢的道路發展做好服務。

2? 創新意識貫穿畢業設計全過程

目前，有關工科制造類專業的書籍和網絡資源，內容豐富且全面。這無疑給畢業設計提供了豐富的資源。但是，有不少主觀能動性不強的學生，面對這些資料，放棄獨立思考、自主創新的求知過程，采用機械的“復制—粘貼”方式來完成畢業設計的任務。而企業面對競爭都積極購買能實現智能制造的新設備，不斷產生新技術，希望接收懂得新技術、新方法的畢業生。因此，如何提升學生的主觀能動性，適應企業新要求，值得思考。

2.1? 關注創新意識的引導是關鍵

學生在進行畢業設計的過程中，要產生創新思維進而實現一些有新意的設計及研究，需要指導教師不定時地引導。比如，某教師根據專業安排和企業溝通后確定了“×××汽車××覆蓋件成型工藝研究”選題，在指導畢業設計時，就可以安排學生設計一副簡單的汽車覆蓋件模具，以達到專業畢業設計培養的基本要求，引導學生利用先進的研究手段。例如，有限元技術及汽車輕量化設計，對該制件可能出現的缺陷進行預測和模擬，或者直接優化產品的結構，達到輕量化的目的。指導教師還可從實驗研究或模具材料熱處理等角度加以引導。

2.2? 鼓勵學生循序漸進地開展畢業設計

學生拿到畢業設計課題后，指導教師應不斷強調前期知識儲備工作的重要性，切不可讓學生為了早日完成畢業設計指定任務，一開始就忙著計算和設計。而應鼓勵學生首先去熟悉該課題所設計零部件及產品的全面用途、使用方法、使用中存在的缺陷、目前常用的制造工藝及方法以及制造中可能存在的問題等；然后再從中選擇感興趣的方向，進行深入探討。所有的工作，只要經過大腦特有的加工及處理，就一定會出現獨特的見解和設計，也就會在畢業設計中加入自己創新的元素，達到畢業設計創新的目的。比如：學生在查資料時，發現從企業或者競賽中獲得的結構存在缺陷，便可以自己再充分核實和求證，然后對結構進行重新設計或完善，并尋求指導教師幫助聯系相關專業人士給予技術指導。完成改進后課題的畢業設計后，指導教師可以主動帶領學生到企業與專家探討該結構改進后的設計成果，讓學生更全面地了解自己設計所處的水平和不足，也可以對下一屆畢業設計起到借鑒作用。

2.3? 畢業設計考核中提升創新占比

在畢業設計考核占比中提升創新份額，是對畢業設計創新思維應用的最好體現。對于融入創新理念后取得成功的設計，其畢業設計考核結果自然會比較出眾。同時，有些學生有創新意識，在畢業設計過程中也體現了創新內容，但可能因思路不成熟、方法不當等，致使畢業作品整體水平不夠理想。此時，在總體成績評定時，也應該為這種行為加分，適當提高設計成績。這既是對學生前期付出的肯定，更是對學生保留創新意識的一種呵護和鼓勵。

3? 小舉措助推畢業設計

在制造類專業畢業設計過程中，方案反復敲定及行業標準的體現等都需要和諧討論、對比和信息互通的氛圍，因此，利用現有資源，借助互聯網技術，推出一些小舉措，提升畢業設計的效果。

3.1? 創造環境集中設計與討論，培養學生合作和競爭意識

進行畢業設計時，如果每位學生都閉門造車，問題就只能依賴指導教師去發現和改正，但指導教師的精力和時間是有限的，而且不同時期側重點會有所不同，這就難免會漏掉某些問題。而將學生集中起來（比如一個班在一個固定教室，并制定嚴格的作息和請假制度），他們就可互相發現問題，利于教師解決問題。同時，進行集中設計，每位學生的情況和進展都公開化，有助于營造競爭氛圍。通過這種集中設計，學生之間的合作和競爭意識也會逐步形成，對其未來職業發展非常有益。

3.2? 利用翻轉課堂，教師隨時發現設計亮點

相似或相近專業聯合起來，利用翻轉課堂定期組織畢業設計成果展示。在這樣的課堂中，讓對自己畢業設計有信心的學生充當老師，向指導教師和同學介紹自己的畢業設計進展；而指導教師和其他學生此時都是學生，可以在接受不同觀點和想法的同時給出自己的意見和看法。通過這種頭腦風暴，指導教師可以發現其中的亮點，并重點追蹤下去并落實。這種方式不僅可以提升畢業設計的存在感，也對培養學生以后在企業的發展有非常大的促進作用。

3.3? 利用互聯網分享更多的畢業設計知識

通過畢業設計建立的交流平臺，鼓勵所有參與者將自己在設計中所獲得的有意思、有創意或有難度的內容分享出來，指導教師隨時進行點評或解答，并適當組織網絡會議展開討論。這容易減輕學生畢業設計的壓力，使其在輕松氛圍中學到知識，從而更有效地提升畢業設計的工作效率。

4? 結束語

畢業設計是學生由學校走向企業或更高學府的橋梁，是檢驗自身學習成果、展現個人專長的舞臺。高校教育者有責任千方百計挖掘學生的創新細胞，并創造有利條件，為學生創新細胞的“生長、分裂、繁殖”提供平臺。

5? 參考文獻

[1] 郝濱海.材料成型及控制專業課程體系建設與需求[J].

理工高教研究，2005（1）：100-101.

[2] 吳樹森，柳玉起，熊建鋼，等.《材料成形理論基礎》課

程內容及教學方法探討[J].理工高教研究，2005（5）：

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[3] 陳之奇，申榮華.雙重指導畢業設計的嘗試：以貴州大

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[6] 畢業設計（論文）（材料科學與工程）[EB/OL].（2019-

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[7] 華中科技大學畢業設計（論文）工作條例[EB/OL].（2009-

06-03）[2009-07-11].https：//cpa.hust.edu.cn/info/

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[8] 材料學院畢業設計（論文）工作條例[EB/OL].（2019-01-

15）[2022-03-03].http：//mse.csu.edu.cn/Teach-

Inovate/content.asp？id=648.

項目來源：2021年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“新工科背景下機械類專業事件教學模式改革研究”（HNJG-2021-0713）；湖南工業大學校級課程思政建設研究項目“‘課程思政下機械工程材料課程建設研究”（湖工大教字〔2022〕12號）。

作者簡介：劉新，博士，講師。