“成果導(dǎo)向教育”下的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題目標(biāo)

李夢奇，鄧霜梅，李冬英

（邵陽學(xué)院 機(jī)械與能源工程系，湖南 邵陽 422004）

成果導(dǎo)向教育（Outcome based education，簡稱OBE）是指教學(xué)的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果。所謂成果，重點(diǎn)并不在于學(xué)生的課業(yè)分?jǐn)?shù)，而在學(xué)習(xí)歷程結(jié)束后學(xué)生真正擁有的能力，又稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。成果導(dǎo)向教育于1981年由Spady等人提出后，很快得到了重視與普遍認(rèn)可，已成為世界工程教育本科專業(yè)學(xué)位互認(rèn)的《華盛頓協(xié)議》簽約國如美國、英國等國家的工程教育改革指導(dǎo)思想，美國工程教育認(rèn)證協(xié)會（ABET）全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終。2013年6月19日，在韓國首爾召開的國際工程聯(lián)盟大會上，《華盛頓協(xié)議》全會一致通過接納我國為該協(xié)議簽約成員。由此，基于成果導(dǎo)向教育理念進(jìn)行工程教育改革，是提高工程教育質(zhì)量的重要手段。

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高等院校畢業(yè)生在老師指導(dǎo)下，綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本知識和技能，針對某一問題或現(xiàn)象，進(jìn)行獨(dú)立分析和研究，完成并提交的一份具有一定的學(xué)術(shù)/工程價值的書面報(bào)告（包括圖紙）。對于工程類專業(yè)而言，多數(shù)高校要求以畢業(yè)設(shè)計(jì)為主，嚴(yán)格限制畢業(yè)論文數(shù)量，因此一般稱為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），本文中畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）簡稱為畢業(yè)設(shè)計(jì)。

目標(biāo)導(dǎo)向下的工程教育在教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施中強(qiáng)調(diào)如下導(dǎo)向（箭頭指向是導(dǎo)向的目標(biāo)）：需求←培養(yǎng)目標(biāo)←畢業(yè)要求←課程體系和課程教學(xué)←資源配置。畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)體系中的最后的課程，因此需要達(dá)到課程體系中對本課程的預(yù)期，同時畢業(yè)設(shè)計(jì)也是課程體系中最綜合的課程，是學(xué)生是否達(dá)到畢業(yè)要求的綜合體現(xiàn)，因此又要體現(xiàn)學(xué)生的畢業(yè)要求，以考核對培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成情況。

1 基于成果導(dǎo)向理念的畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)

中國工程教育認(rèn)證協(xié)會（China Engineering Education Accreditation Association，CEEAA）是經(jīng)教育部授權(quán)的在中國開展教育認(rèn)證工作的唯一合法組織。中國工程教育認(rèn)證的目標(biāo)是：構(gòu)建中國工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系，推進(jìn)工程教育改革，進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量；建立與工程師制度相銜接的工程教育認(rèn)證體系，促進(jìn)工程教育與企業(yè)界的聯(lián)系，增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性；促進(jìn)中國工程教育的國際互認(rèn)，提升競爭力。

認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是判斷專業(yè)是否達(dá)到要求的依據(jù)，同時也是專業(yè)撰寫自評報(bào)告的依據(jù)。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)由通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)兩部分構(gòu)成。通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了專業(yè)在學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍和支持條件7個方面的要求；專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域在上述一個或多個方面的特殊要求和補(bǔ)充。

（1）課程要求。CEEAA工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015）對畢業(yè)設(shè)計(jì)課程的描述為：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題要結(jié)合本專業(yè)的工程實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的指導(dǎo)和考核有企業(yè)或行業(yè)專家參與。

（2）畢業(yè)要求。CEEAA工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015）對畢業(yè)要求包括12個方面的內(nèi)容。選擇滿足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中定義的“復(fù)雜工程問題”作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，畢業(yè)設(shè)計(jì)就是：個人或組成團(tuán)隊(duì)（要求9）在有效溝通（要求10）及遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范及履行責(zé)任的前提下（要求8），使用現(xiàn)代工具（要求5），同時考慮法律、安全、健康、社會、文化（要求6）以及環(huán)境可持續(xù)發(fā)展（要求7）等因素，應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識（要求1）對復(fù)雜工程問題進(jìn)行識別、表達(dá)、分析（要求2）和研究（要求4），提出滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程（要求3），同時具有在多學(xué)科環(huán)境下應(yīng)用工程管理原理和經(jīng)濟(jì)決策方法（要求11），及不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力（要求12）。由此，畢業(yè)設(shè)計(jì)課程中可以全部或者部分覆蓋畢業(yè)要求中的12條。

（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)。根據(jù)上述基于畢業(yè)要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)描述，畢業(yè)設(shè)計(jì)課程的核心是在一定的約束條件下實(shí)現(xiàn)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，由此可見，畢業(yè)設(shè)計(jì)的課程目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以下內(nèi)容：①完成一個系統(tǒng)（或系統(tǒng)化設(shè)計(jì)單元部件或工藝流程或解決一個科學(xué)問題）；②完成文檔（設(shè)計(jì)報(bào)告、使用說明書、畢業(yè)論文等）；③圖紙（系統(tǒng)圖/示意圖/控制圖）。

2 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題類型

機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)可選擇的題目各種各樣，來源非常廣泛，大致可以分為三類：工程設(shè)計(jì)類、工程技術(shù)研究類（應(yīng)用研究和開發(fā)研究）和科學(xué)研究類，軟件開發(fā)類。

（1）工程設(shè)計(jì)類。設(shè)計(jì)人員根據(jù)給定的約束條件，進(jìn)行構(gòu)思、規(guī)劃及表達(dá)，以實(shí)現(xiàn)工程預(yù)定功能。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容、進(jìn)程及結(jié)果形式的不同，又分為：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類（以機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，包括模具設(shè)計(jì)，屬于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)范疇）、系統(tǒng)及子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造工藝及夾具設(shè)計(jì)（包括數(shù)控編程）、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。

根據(jù)設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)和創(chuàng)新程度等技術(shù)特點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)可分為：變參數(shù)設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、開發(fā)性設(shè)計(jì)、反求型設(shè)計(jì)。①變參數(shù)設(shè)計(jì)。在工作原理和功能結(jié)構(gòu)都不變的情況下，只是變更現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)配置和尺寸，使之滿足功率、速比等不同的工作要求。如不同壓力、流量的齒輪泵系列設(shè)計(jì)，排量不同的發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)等。②適應(yīng)性設(shè)計(jì)。在工作原理基本保持不變的情況下，根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和使用部門的要求，對現(xiàn)有產(chǎn)品系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，進(jìn)行更新改造，以提高系統(tǒng)的工作效率、性能和質(zhì)量，使它適應(yīng)某種附加要求。另外這種設(shè)計(jì)還包括對產(chǎn)品做局部變更或增設(shè)部件，使產(chǎn)品能更廣泛地適應(yīng)某種要求。如汽車的電子式汽油噴射裝置代替原來的機(jī)械控制汽油噴射裝置等。③開發(fā)性設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方案全都未知的情況下，根據(jù)產(chǎn)品的總功能和約束條件，應(yīng)用可行的新技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，提出新的功能原理方案，完成產(chǎn)品的全新創(chuàng)造。這是一種完全創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。例如趕超先進(jìn)水平，或適應(yīng)政策要求，或避開市場熱點(diǎn)開發(fā)有新特色的有希望成為新的熱點(diǎn)的“冷門”產(chǎn)品。將開發(fā)研究的成果向現(xiàn)實(shí)的機(jī)械產(chǎn)品轉(zhuǎn)化就是開發(fā)性設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行一定的試驗(yàn)，屬于對裝置、設(shè)備、機(jī)器或部件進(jìn)行的新設(shè)計(jì)。專利產(chǎn)品、發(fā)明性產(chǎn)品就屬于開發(fā)性設(shè)計(jì)。④反求型設(shè)計(jì)。按照國內(nèi)外產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行測繪，變成圖紙文件。用實(shí)測手段獲得所需參數(shù)和性能、材料和尺寸等；用軟件直接分析了解產(chǎn)品和各部件的尺寸、結(jié)構(gòu)和材料；用試制和試驗(yàn)掌握使用性能和工藝。

表1 不同畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題的目標(biāo)

（2）工程技術(shù)研究和科學(xué)研究類。工程技術(shù)研究類題目包括應(yīng)用研究和開發(fā)研究，其中以應(yīng)用研究為主。①應(yīng)用研究是以技術(shù)為目標(biāo)，探討知識應(yīng)用的可能性，并運(yùn)用基礎(chǔ)研究成果探索應(yīng)用的新途徑。著重研究如何將自然科學(xué)的理論與知識轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品、新工藝、新流程，使自然科學(xué)理論和社會生產(chǎn)相銜接。②開發(fā)研究是在運(yùn)用研究及經(jīng)驗(yàn)性知識的基礎(chǔ)上，開發(fā)新材料、新產(chǎn)品、新裝置和新方法，或?qū)ΜF(xiàn)有材料、產(chǎn)品、裝置、流程、方法進(jìn)行重大改進(jìn)而進(jìn)行的一系列創(chuàng)造性活動；是大規(guī)模生產(chǎn)前進(jìn)行新產(chǎn)品、新工藝、新流程的實(shí)用化研制。開發(fā)研究的成果可用于組織大規(guī)模生產(chǎn)。③科學(xué)研究是指對一些現(xiàn)象或問題經(jīng)過調(diào)查、驗(yàn)證、討論及思維，然后進(jìn)行推論、分析和綜合，來獲得客觀事實(shí)的過程或者是對科學(xué)領(lǐng)域中的已有知識的檢索、統(tǒng)計(jì)、整理和應(yīng)用，以及對數(shù)據(jù)的搜集、編輯和分析研究工作。

（3）軟件開發(fā)類。軟件開發(fā)類是將機(jī)械設(shè)計(jì)、過程控制和管理的新方法與軟件過程技術(shù)相結(jié)合，通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)、制造和管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期和提高產(chǎn)品競爭力具有突出的功效。畢業(yè)設(shè)計(jì)中軟件開發(fā)類題目主要以中、小規(guī)模軟件為宜。設(shè)計(jì)類、研究類、軟件開發(fā)類畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題反映目標(biāo)及要求如表1所示。

3 結(jié)語

“成果導(dǎo)向”正逐漸成為世界各國本科工程教育改革的指導(dǎo)思想，畢業(yè)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)需要基于成果導(dǎo)向理念進(jìn)行“培養(yǎng)目標(biāo)←畢業(yè)要求←畢業(yè)設(shè)計(jì)要求”的映射，并根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求和課題的種類確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目標(biāo)。本文總結(jié)了機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)包括工程設(shè)計(jì)類、工程研究和科學(xué)研究類、軟件開發(fā)等類型，分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（含模具）、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)及子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝及夾具設(shè)計(jì)、應(yīng)用研究、開發(fā)研究、科學(xué)研究、計(jì)算機(jī)輔助軟件（課件）等課題屬性，提出不同類型課題目標(biāo)要求、成果形式、工作量體現(xiàn)，明確了畢業(yè)設(shè)計(jì)成果內(nèi)容、文本頁數(shù)及圖紙張數(shù)等數(shù)量要求。明確的完成目標(biāo)為教師和學(xué)生指明了努力的方向和程度，同時為畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)、檢查、考核提供了依據(jù)。

［1］李志義．解析工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向理念［J］.中國高等教育，2014，（17）：7-10.

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［3］中國加入《華盛頓協(xié)議》工程教育質(zhì)量得到國際認(rèn)可.http://news.xinhuanet.com/abroad/2013-08/21/c_125217105.htm.

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［7］中國工程教育認(rèn)證協(xié)會秘書處.中國工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)［EB/OL］.http://ceeaa.heec.edu.cn/column.php cid=17.

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