基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革研究

殷振　王廣勛　汪幫富　任坤

【摘 要】本文針對(duì)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問題，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式進(jìn)行了改革和探討，將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式引入到機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)流程和效果，并對(duì)基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行概括總結(jié)。實(shí)踐結(jié)果證明，該改革模式對(duì)提高本科院校學(xué)生畢業(yè)論文質(zhì)量具有良好的效果。

【關(guān)鍵詞】畢業(yè)設(shè)計(jì)；機(jī)械專業(yè)；教學(xué)改革；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

0 引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在完成全部學(xué)習(xí)課程以后，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和技能解決實(shí)際問題的一次綜合性的設(shè)計(jì)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，強(qiáng)化基本技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已有知識(shí)獨(dú)立分析和解決與專業(yè)相關(guān)的工程技術(shù)問題。不少學(xué)生缺少工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)所要設(shè)計(jì)的題目一知半解，不知如何著手設(shè)計(jì)，以至于對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目失去興趣，且畢業(yè)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)：設(shè)計(jì)出來的零件不一定能加工出來，能加工出來的零件不一定能裝配到一起，裝配到一起了，整機(jī)又不一定能運(yùn)行。因此，這些“紙上談兵”的畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)不到鞏固學(xué)生知識(shí)和專業(yè)技能以及提高學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新思考和實(shí)踐能力的目的，這也不符合社會(huì)的發(fā)展以及對(duì)所需人才的要求。

為進(jìn)一步提高高等院校畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，我們開展了“基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式”的改革研究，經(jīng)過進(jìn)一步的探索與實(shí)踐，總結(jié)出了一套較為完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式。基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式是以問題為先導(dǎo)，將畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目模塊化，讓學(xué)生組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，在接近實(shí)際生產(chǎn)的情況下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。此種畢業(yè)設(shè)計(jì)模式極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性，并取得了顯著的效果。

1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革架構(gòu)

基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，首先在老師的指導(dǎo)下，將機(jī)械專業(yè)的綜合畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目交于學(xué)生，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生自行完成收集信息、設(shè)計(jì)方案一直到實(shí)施項(xiàng)目及最終的評(píng)價(jià)，而老師會(huì)將整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行分解，設(shè)計(jì)出各個(gè)任務(wù)的項(xiàng)目的教學(xué)模式。該教學(xué)方法以項(xiàng)目為主體，教學(xué)和項(xiàng)目的實(shí)施相結(jié)合，以適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)的企業(yè)人才需求為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生統(tǒng)籌規(guī)劃、自我培養(yǎng)、動(dòng)手實(shí)踐、工作應(yīng)用等綜合能力的培養(yǎng)。不同與傳統(tǒng)的教學(xué)方式，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式模式提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生不再是被動(dòng)的學(xué)習(xí)理論知識(shí)，而是在實(shí)踐中完成項(xiàng)目，在完成項(xiàng)目的過程中學(xué)習(xí)。教師只是以組織者和指導(dǎo)者的身份起輔助和促進(jìn)作用，以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的人才培養(yǎng)模式在國(guó)外已有多年歷史，目前，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用多局限于某一門課程。將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式引入到高等院校畢業(yè)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中去，讓學(xué)生在科研項(xiàng)目中開展畢業(yè)設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的儀器設(shè)備，加工制造檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性，并加以修改和完善。通過項(xiàng)目的完成情況來評(píng)定畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)流程

2.1 項(xiàng)目的選擇

教師選題時(shí)，要結(jié)合時(shí)代的變遷更新觀念，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。為了讓學(xué)生的設(shè)計(jì)項(xiàng)目與生活實(shí)際相貼近并將設(shè)計(jì)成果轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的參考依據(jù)，采用了兩種方式提供項(xiàng)目：一種是選擇自己感興趣的作為畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，進(jìn)一步的提高自我創(chuàng)新能力和更好的發(fā)展；另一種是選擇實(shí)際生產(chǎn)為主的畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，為以后的工作需求進(jìn)一步提高自己的工作能力奠定基礎(chǔ)。

2.2 項(xiàng)目分析

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式中，項(xiàng)目分析是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的前提條件。拿到一個(gè)項(xiàng)目，首先要對(duì)其可行性進(jìn)行全面技術(shù)的分析論證，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用的先進(jìn)性和適應(yīng)性以及設(shè)計(jì)條件的可能性和可行性，為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。因此，可行性分析在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前具有決定性的意義。

2.3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)及分解

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式中，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，項(xiàng)目的好壞直接影響最終的結(jié)果，因此，老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生自身的特點(diǎn)，并聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，制定具有實(shí)際意義的可行性綜合項(xiàng)目。根據(jù)不同的知識(shí)點(diǎn)將一個(gè)綜合的項(xiàng)目模塊化，劃分為若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立的子項(xiàng)目，再將子項(xiàng)目分解成多個(gè)任務(wù)，包括所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。要遵循科學(xué)實(shí)用的準(zhǔn)則，以學(xué)生的專業(yè)能力為向?qū)?，來調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性?？紤]到每個(gè)學(xué)生能夠充分的參與到項(xiàng)目的操作與學(xué)習(xí)中去，每個(gè)小組以4～6人為主。因此，每個(gè)班將有6～8個(gè)項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行，盡量做到項(xiàng)目不重復(fù)，以保證每個(gè)學(xué)生不僅通過自己的項(xiàng)目得到鍛煉，同時(shí)在與其他小組交流與展示過程中獲得各個(gè)領(lǐng)域與行業(yè)直射的積累。

2.4 組建學(xué)生項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

將一個(gè)綜合的項(xiàng)目模塊化劃分為若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立的子項(xiàng)目，再將子項(xiàng)目分解成多個(gè)任務(wù)，根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)特長(zhǎng)的不同以及子項(xiàng)目的難易程度來選擇不同的子項(xiàng)目任務(wù)去完成，借此把學(xué)生凝聚成一個(gè)擁有共同個(gè)目標(biāo)的團(tuán)隊(duì)，分工合作，互相配合，培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)能力和精神。打破以往教師為主，學(xué)生為輔的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為中心，教師作輔助的模式，不僅提高了學(xué)生的獨(dú)立思考工作的能力，而且還提高了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，加快了畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度。

2.5 項(xiàng)目評(píng)價(jià)

項(xiàng)目評(píng)價(jià)是為了在評(píng)價(jià)的過程中促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，主要是查看學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握情況。通過階段性的評(píng)價(jià)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并引導(dǎo)學(xué)生順利完成項(xiàng)目任務(wù)。通過一輪一輪的反思和修改，明確自身優(yōu)缺點(diǎn)，從而獲得更全面的進(jìn)步。

2.6 項(xiàng)目的實(shí)施

具體項(xiàng)目的實(shí)施分為CAE仿真分析和實(shí)際制作兩類，CAE包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)與過程優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度與壽命評(píng)估、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)仿真等。通過CAE仿真平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的設(shè)計(jì)與制造，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、優(yōu)化零件尺寸、優(yōu)化性能等，并及時(shí)進(jìn)行綜合探討答疑，從而提高設(shè)計(jì)項(xiàng)目的綜合性能，縮短設(shè)計(jì)周期。實(shí)際制作則是通過具體的實(shí)際零部件加工、并組裝成實(shí)際的裝置，通過同學(xué)們的實(shí)踐動(dòng)手，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的一系列問題，然后再進(jìn)一步的改進(jìn)，并提高同學(xué)們的設(shè)計(jì)、制造、創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

2.7 項(xiàng)目過程管理

整個(gè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理過程，嚴(yán)格做到分工明確，要求具體，規(guī)定每一個(gè)進(jìn)度的完成時(shí)間，集中時(shí)間進(jìn)行探討答疑，不斷改進(jìn)，不斷完善，全方位協(xié)調(diào)進(jìn)行。大多數(shù)的同學(xué)都非常積極主動(dòng)，爭(zhēng)取能夠早日完成任務(wù)，有的設(shè)計(jì)內(nèi)容則需要多次修改，從完成一直到完善。這樣不僅能加強(qiáng)學(xué)生的自我管理能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及個(gè)人服從集體的能力，而且能更好的與客戶、其他項(xiàng)目組及內(nèi)部人員溝通協(xié)調(diào)，為以后的工作打下了一定的基礎(chǔ)。

3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)效果

“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式是在機(jī)械專業(yè)教育與社會(huì)實(shí)際需求之間出現(xiàn)脫軌的情況下而產(chǎn)生的改革研究措施，是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、互動(dòng)性高、適應(yīng)范圍廣、知識(shí)量大的改革研究。經(jīng)過實(shí)踐表明，該模式打破了常規(guī)的單一模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心，教師作輔助”的教學(xué)思想，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)和解決問題的主觀能動(dòng)性，通過小組個(gè)體之間、師生之間的交流討論和答辯評(píng)價(jià)，從根本上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，鍛煉了學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)了學(xué)生的分工合作的團(tuán)隊(duì)精神。很多學(xué)生由此端正了學(xué)習(xí)態(tài)度，明確了職業(yè)目標(biāo)和就業(yè)方向，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

從2007級(jí)到2011級(jí)的畢業(yè)生，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式，總共指導(dǎo)過42名學(xué)生，在最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)定中，其中有54.76%的學(xué)生獲得優(yōu)秀，38.09%的學(xué)生獲得良好，7.14%的學(xué)生獲得中等，及格率100%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)的平均水平。通過該實(shí)踐結(jié)果可知，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下的畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到了顯著的提高。

4 結(jié)語

基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式的成功應(yīng)用，與其自身的特點(diǎn)分不開。該模式不僅明確整體目標(biāo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性；而且結(jié)合學(xué)生自身的特點(diǎn)，注重科學(xué)選題，因材施教，對(duì)于個(gè)別創(chuàng)新型、應(yīng)用型學(xué)生可提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的完美度保證充足的時(shí)間；此外畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，指導(dǎo)老師與學(xué)生要經(jīng)常進(jìn)行交流，能夠及時(shí)答疑。在該模式下，學(xué)生的動(dòng)手能力、思考能力、探究能力及創(chuàng)新能力得到了提高，同時(shí)學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐及綜合職業(yè)能力也得到了進(jìn)一步的培養(yǎng)。

基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，使我們培養(yǎng)出的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生，無論在工作崗位，還是在以后的研究生學(xué)習(xí)中，都能表現(xiàn)出良好的工作能力和科研能力，獲得認(rèn)可，達(dá)到了工科院校的最終教育目標(biāo)。

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[責(zé)任編輯：王楠]