新工科背景下機械類本科生畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)建設(shè)探索

□趙國勇 董愛梅 趙彥峻 王洪泉

自2016年開始，復(fù)旦共識、天大行動和北京指南構(gòu)成了新工科建設(shè)的三部曲。新工科是在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟、新戰(zhàn)略背景下工程教育改革的重大戰(zhàn)略選擇，其典型特征是新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系[1～3]。新工科建設(shè)行動方案提出了三個目標、三個任務(wù)、三個突破，其中三個任務(wù)包括學(xué)與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化三個關(guān)鍵任務(wù)[4]。機械類本科生培養(yǎng)方案中，畢業(yè)設(shè)計一般占17周，17個學(xué)分。畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)目的在于培養(yǎng)學(xué)生具備一定的綜合運用多學(xué)科知識解決復(fù)雜機械工程問題的能力，檢驗學(xué)生是否掌握扎實的機械工程、電氣工程、控制科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)知識[5]。所以畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)對于機械類本科生培養(yǎng)質(zhì)量非常重要。在新工科建設(shè)背景下，對機械類本科生畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)建設(shè)進行了深入研究。

一、加強指導(dǎo)教師水平和資質(zhì)的管理

畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量與指導(dǎo)教師的水平息息相關(guān)。但是本科生指導(dǎo)教師水平參差不齊。指導(dǎo)教師教育經(jīng)歷、工作經(jīng)歷不同，教學(xué)水平有差異，對教學(xué)和科研的興趣和精力投入不同，有些指導(dǎo)老師專業(yè)理論不夠深厚，實踐經(jīng)驗不夠豐富，影響了本科生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的提高。針對這些問題，提出建立本科生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師交流研討平臺。每兩周開展一次系部或?qū)I(yè)內(nèi)教研活動，討論本科生畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)方法以及存在的問題；請指導(dǎo)經(jīng)驗豐富獲得過優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)教師給大家分享經(jīng)驗；對于剛剛來校工作的青年博士教師，為其分配一名青年教師指導(dǎo)老師，協(xié)助完成本科生的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作。

二、加強指導(dǎo)教師的資格審核與評價

本科生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)過程中，有個別教師對畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作不夠認真。因此，對畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師的指導(dǎo)資格不能實行終身制，要加強指導(dǎo)資格審核和評價。本文提出，在畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達之前，依據(jù)上一年該教師指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成績，并適當(dāng)結(jié)合指導(dǎo)教師近年來的教學(xué)科研成果進行教師指導(dǎo)資格審核，由教學(xué)系共同確定教師的指導(dǎo)資格。對于科研能力較強、實踐經(jīng)驗豐富的教師，鼓勵他們指導(dǎo)本科生參與科研課題，將部分科研內(nèi)容運用到畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)中，可以讓其適當(dāng)?shù)囟嘀笇?dǎo)一些學(xué)生。

三、加強畢業(yè)設(shè)計的全程管理

畢業(yè)設(shè)計工作過程中，按照畢業(yè)設(shè)計工作程序，堅持過程管控。在關(guān)鍵時間點進行檢查，對選題、任務(wù)下達、開題、中期檢查和畢業(yè)答辯都制定了詳細的工作規(guī)范，確保畢業(yè)設(shè)計取得預(yù)期效果。

(一)畢業(yè)設(shè)計選題。提倡學(xué)生個性化培養(yǎng)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，采取畢業(yè)設(shè)計雙向選擇制度。在大學(xué)本科第七學(xué)期末進行畢業(yè)設(shè)計雙向選擇，這有利于使畢業(yè)設(shè)計題目和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣相結(jié)合，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性；選題科學(xué)合理(作為機械類專業(yè)學(xué)生，所選題目無論是設(shè)計類、仿真類還是論文類，必須體現(xiàn)是針對某種機械裝備重點進行某一方面的研究)；題目結(jié)合社會經(jīng)濟需求(畢業(yè)設(shè)計大論文必須論述設(shè)計工作所屬的國民經(jīng)濟領(lǐng)域，國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀或發(fā)展趨勢)；必須一人一題。

(二)畢業(yè)設(shè)計要求。畢業(yè)設(shè)計開始前，指導(dǎo)教師要跟學(xué)生強調(diào)好課題要求、紀律要求和提交材料要求及時間節(jié)點。第一，讓學(xué)生明確課題完成的技術(shù)指標和成果提交形式。比如結(jié)構(gòu)設(shè)計類要求有完整的零件圖和裝配圖；仿真類要求有程序代碼以及相應(yīng)的處理結(jié)果；論文類要求所基于的理論合理正確，推導(dǎo)過程清晰；第二，在紀律管理上，學(xué)生外出實習(xí)、考研復(fù)試、工作面試等需要請假，指導(dǎo)老師和輔導(dǎo)員簽字同意后，學(xué)院審批，并明確請假時間，及時銷假；第三，在提交材料上，通知好學(xué)生任務(wù)書、開題報告、中期報告和畢業(yè)設(shè)計說明書、圖紙的規(guī)范、提交時間以及學(xué)校檢測畢業(yè)設(shè)計論文復(fù)制比、集中答辯、二次答辯時間。

(三)過程監(jiān)督。過程監(jiān)督非常重要，要求本科生指導(dǎo)教師每周與學(xué)生至少會面討論一次，時間2個小時以上，組織學(xué)生匯報畢業(yè)設(shè)計進展情況，指導(dǎo)老師檢查上一周的完成情況并給出本周工作安排和指導(dǎo)意見，幫助分析和比較設(shè)計方案，修改圖紙，講解相關(guān)機械設(shè)計和制造原理及實踐經(jīng)驗。

(四)畢業(yè)設(shè)計說明書和圖紙。畢業(yè)設(shè)計說明書和圖紙是畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的直接體現(xiàn)，是畢業(yè)設(shè)計工作最重要的體現(xiàn)。要求學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計說明書寫作前必須先列提綱，確定畢業(yè)設(shè)計說明書結(jié)構(gòu)。寫作前，指導(dǎo)教師必須給學(xué)生講解科技論文寫作技巧、寫作要求以及格式規(guī)范等，要詳細講解零件圖和裝配圖的繪制原則、標注方法、讀圖識圖方法、機械圖紙疊放存檔規(guī)范等。

(五)畢業(yè)答辯。答辯環(huán)節(jié)分為預(yù)答辯、集中答辯和二次答辯三個階段。正式集中答辯前，指導(dǎo)老師先對學(xué)生進行預(yù)答辯，找出學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計過程中的一些問題，幫助學(xué)生分析解決。集中答辯前指導(dǎo)學(xué)生準備答辯提綱，便于幫助學(xué)生在答辯過程中緩解緊張情緒。最終畢業(yè)設(shè)計成績由開題報告、指導(dǎo)老師意見、評閱老師意見、答辯環(huán)節(jié)得分按2∶2:1∶5的比例構(gòu)成。集中答辯分小組進行，各小組指導(dǎo)教師回避，不能答辯自己指導(dǎo)的學(xué)生。集中答辯不及格的學(xué)生，讓其修改1個月后參加二次答辯。

(六)畢業(yè)設(shè)計材料整理及提交。在答辯后，評閱老師和答辯小組老師會對畢業(yè)設(shè)計說明書和圖紙?zhí)岢鲆恍┬薷囊庖?，學(xué)生需要認真修改畢業(yè)設(shè)計說明書和圖紙，再裝訂上交到教學(xué)工作辦公室存檔管理。

工程類大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計對培養(yǎng)大學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論，踐行校園文化和企業(yè)文化，全面、系統(tǒng)地掌握怎么用學(xué)過的知識進行工程設(shè)計、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和團結(jié)協(xié)作能力具有非常重要的作用。每位教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計學(xué)生不超過7人，采取一人一題的原則。所選題目多來自企業(yè)生產(chǎn)一線或與教師科研項目相結(jié)合，符合社會經(jīng)濟需求。

鼓勵教師把自己的研究成果融入畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)中，豐富學(xué)生設(shè)計思路。山東理工大學(xué)在機械類畢業(yè)指導(dǎo)中做了很多科研反哺教學(xué)的探索。結(jié)合承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金項目“霧化快凝磁性磨料制備方法及其磁力研磨加工性能研究”，指導(dǎo)本科生在畢業(yè)設(shè)計過程中進行了霧化快凝磁性磨料裝備的研制；結(jié)合承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金項目“面向質(zhì)量目標的統(tǒng)計公差技術(shù)”，“面向再制造工程的精度設(shè)計及質(zhì)量控制系統(tǒng)方法的研究”指導(dǎo)本科生在畢業(yè)設(shè)計過程中進行了自動化生產(chǎn)線的創(chuàng)新設(shè)計；結(jié)合承擔(dān)的企業(yè)合作課題“玻璃鋼罐打壓設(shè)備開發(fā)”，總結(jié)實踐經(jīng)驗，編寫了教材《機電設(shè)備組裝測試與故障維修》，可供機械類專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)時作為參考書。畢業(yè)設(shè)計真刀實槍的鍛煉過程，使學(xué)生受益匪淺，對學(xué)生綜合運用大學(xué)所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課知識進行實際創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大有好處。

四、結(jié)語

在新工科建設(shè)背景下，對機械類本科生畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)建設(shè)進行了深入研究，主要包括加強指導(dǎo)教師水平和資質(zhì)的管理、加強指導(dǎo)教師的資格審核與評價、加強畢業(yè)設(shè)計的全程管理。近兩年來，山東理工大學(xué)機械工程學(xué)院采取上述畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)規(guī)范，學(xué)生的精力投入明顯增大，畢業(yè)設(shè)計作品質(zhì)量有了較大提高。畢業(yè)設(shè)計真刀實槍的鍛煉過程對學(xué)生進入社會后從事機械類技術(shù)開發(fā)和管理工作大有好處。