本科毕业设计工程化模式改革研究与实践

曹贺+刘春生+孙月华+赵存有+刘训涛

[摘    要]    针对当前本科毕业设计不能满足社会需求的现状，对毕业设计模式进行了研究，突出真题真做、校企深度合作、过程管理和组建项目组的思想，提出了本科毕业设计工程化改革新模式，取得了较好效果。

[关键词]    工程化模式;毕业设计;校企合作;过程管理;项目组

[中图分类号]    G642        [文献标志码]    A        [文章编号]    1005-4634（2014）06-0094-04

0    引言

本科毕业设计作为教学中的重要实践环节，是学生将所学的专业理论知识应用于实际的最佳途径[1]。然而，课题组通过深入调研，了解到黑龙江科技大学本科毕业生虽然具有较扎实的工程技术基础知识，但缺乏某些“能力”，如团队协作能力、批判性思考能力和综合思考问题的意识等。可见，毕业设计的传统模式已不能满足企业对毕业生工程素质的要求。毕业设计工程化改革已势在必行，应使其具有综合性强和接近工程实际的特点。

1    毕业设计工程化模式的内涵

毕业设计工程化，就是毕业设计过程与工程项目的设计实施过程相同，接近工程实际。即以调研和可行性论证为特点的毕业设计过程为改革关键，以实践教育基地为平台和依托，以组建项目组为有效手段，以过程管理为保障，对毕业设计模式进行改革。毕业设计工程化模式如图1所示。

1.1    真题真做是毕业设计工程化模式的主体

改革原有的“毕业实习日记、实习总结、设计图纸和说明书”的毕业设计传统模式，取消毕业实习日记和实习总结，要求毕业设计真题真做。

首先，学生需要到企业进行调研，撰写调研报告。调研报告中要包括企业导师的信息，学生本人与所调研企业产品的合影照片，设计题目涉及的主要技术领域，调研要达到的目的，查阅相关资料了解课题所涉及技术领域的基本情况（包括课题目前的概况、生产能力、产品性能、是否满足要求等），所调研走访企业的概况，所设计的课题目前采用的设计方法、研发手段、技术特点、与课题有关的装置或结构相关的具体情况，现阶段存在的技术问题，对市场进行简单分析和结论（结合调研所获得信息对设计题目的必要性加以评价）等内容[2]。

其次，学生需要结合调研报告获得的信息进行简要论述，依据所应用的理论提出三个方案，设计方案结构简图，并从技术方面、制造方面（制造能力、制造方法、制造手段）、现有的知识储备方面（现阶段的设计能力、设计方法、设计手段等）、经济性方面（经济成本、经济效益、社会效益等）进行设计方案的论证，撰写可行性论证报告。

再次，将“毕业设计说明书”改为“计算书”，学生只需写出计算部分内容，提倡尽量以图表等形式体现设计参数内容。“计算书”主要包括两部分内容：第一部分是主要参数确定，包括已知参数（列表）、计算设计参数（动力计算、传动比分配等）、传动示意图、传动参数列表;第二部分是机械传动强度验算，包括齿轮的计算载荷及其齿轮、轴的材料的选用、齿轮几何参数与强度计算、轴、轴承和键的计算。

最后，增加本科毕业设计特色专题，要求学生熟练掌握三维设计软件，对所设计内容进行三维实体设计。

1.2    校企深度合作是毕业设计工程化模式的关键

校企的深度合作，不仅在于合作时间长和合作范围广，更在于合作期间双方的频繁交互，包括人员的相互派驻，特别是双方思想的交流与碰撞[3，4]。

1）立足“大矿业”特色，建设和发展工程实践教育基地。黑龙江科技大学作为黑龙江省唯一一所以矿业工程为特色的本科院校，突出“大矿业”特色，根据专业特色加强与煤矿企业的联系，与黑龙江省四大矿业集团都建立了多方位的人才培养基地[5]。通过与鸡西煤矿机械有限公司合作，成功申报了国家级工程实践教育基地。

工程实践教育基地的建设和发展将为毕业设计改革提供有力的保障。通过充分发挥这一实践基地的作用，从学校和企业双方角度考虑，开展深度的校企合作。根据企业与学校在管理和运作机制上的不同，建立了完整的校企合作准则和规范[6，7]。学生通过进入企业实习、编入企业班组，提高毕业设计的创新性与可操作性。以毕业设计为载体，通过与企业进行联合培养，建立校企合作办学机制。

2）建立校内导师和企业导师联合指导团队。建立以校内导师和企业导师为指导教师的双导师制度[8]。学校“指导教师”由学院委派有现场工程经历的教师，对在企业进行毕业设计的学生进行全过程指导;“企业导师”由所在企业中理论和实践经验丰富的工程技术人员担任。而且，企业选派工程技术人员定期到学校对专业教师进行培训，以加强教师对新的工程知识和新技术的学习和应用，提高学校指导教师的理论和实践水平。

在制定毕业设计规范和要求时，聘请企业的专家和技术人员共同拟定符合社会需求的、体现应用性和创新性的毕业设计文件规范。以往的毕业设计对学生设计图纸的数量、说明书的字数、参考文献的篇数等有严格的要求，否则认为工作量不满足要求。要改变这种实践教学中的应试教育，在确保学生基本知识功底扎实的前提下，可根据设计题目的不同和学生自身特点，允许毕业设计质量多元化[9]。

校企合作不仅能为学生提供真实的实践环境，而且能使学生有机会了解、熟悉和掌握企业最先进的生产设备和制造技术。学生融入企业的工作和生活之中，能够适应企业的各种制度和规范，学生有机会向企业员工直接学习，并可以从工程技术人员的行为举止中，潜移默化地培养自己的敬业精神和职业道德。

1.3    组建毕业设计项目组是毕业设计工程化模式           的有效手段

“团队”的概念是1994年由斯蒂芬罗宾斯首次提出的，是为了实现某一目标而由相互协作的个体所组成的群体。充分利用每一位成员的能力，为同一个目标而努力，一来可以提高效率，二来团队效果大于单个人的效果之和，团队合作越来越被现代企业视为工人的必备素质。综合性设计问题的解决往往需要一个团队，组建毕业设计项目组[10]，采取团队组长周轮流制，通过布置调研任务和举办定期交流讨论会来考察学生能力。

同时，将团队内部考核作为学生毕业设计平时成绩的一部分，即团队内的每名学生每周为其他队员打分，这样既能提高学生学习的热情，又能树立学生的团队合作意识，培养学生与同事交流、探讨问题、团结协作的能力。组长根据组内成员一周内的表现、对项目的贡献等给每名成员打分;同时，项目组每个成员为其他成员打分，并将所有打分结果汇报老师，作为毕业设计平时成绩考核的一部分。这种形式的学生互评每周进行一次，组长每周更换，既能极大地调动学生的积极性，又是对毕业设计的有效监督。

1.4    过程管理是毕业设计工程化模式的有力保证

质量形成于过程，过程管理是毕业设计质量的有力保证[11]。因此，在毕业设计的各个环节，如毕业设计选题、指导教师配备、毕业设计调研及可行性论证、方案确定、中期检查、答辩、成绩评定等，学校导师和企业导师应协同管理，层层把关，做到及时引导、及时检查、及时解决问题，每一环节都有相应的导师成绩，保证各环节质量，从而确保毕业设计的整体质量。

2    毕业设计工程化改革实践

黑龙江科技大学对机械工程学院2012届30名学生进行第一批毕业设计改革试点，并顺利完成。之后对2013届的机械设计09-1班、机械制造09-1班、模具09-1班近90名学生进行了毕业设计改革试点。

2.1    时间安排

指导教师在第七学期末布置毕业设计题目，学生利用假期和开学前三周完成调研报告和可行性论证报告，于第八学期的第4周进行开题答辩，对学生的调研情况和设计方案进行监督检查，在第10周进行中期答辩，要求学生完成计算部分和总装配图的绘制，第17周进行毕业设计答辩。

2.2    开题答辩

严格的开题答辩是毕业设计顺利进行的前提和保证，本次答辩的重点是考察学生对所设计内容的理解程度、对毕业设计任务的理解程度、毕业设计总体方案拟定是否合理、调研报告和可行性论证报告是否规范等内容。目的是督促学生尽快深入到毕业设计当中，尽快使学生从毕业实习进入到毕业设计的实际计算和设计阶段。

从2013届学生开题答辩结果来看，大部分学生进行了深入的调研，了解设计方向的当前发展现状、企业的生产情况等，收集了大量相关文献，对自己的题目比较了解，多数同学能够按照指导教师要求完成调研报告和可行性论证报告的撰写工作，对设计题目有了一定程度的理解，总体设计方案合理，参考文献齐全，引用正确，排版和格式正确。多数同学能够把设计的内容介绍清楚，具有一定的独立工作能力;且答辩过程中，能够对设计方案进行较为清晰的阐述，有一定的表达能力。

通过答辩，反映出学生毕业设计开始阶段存在以下问题：从调研情况来看，个别同学对课题研究的目的不够明确，调研不够深入;在设计方案上，有的方案不够完善，对方案分析论述不充分，个别学生方案图不合理，虽能说明白，但方案图表达的不对;从报告的格式规范性角度，一部分学生格式不够规范，段落、行距、字体、插图、参考文献等比较混乱。

之所以存在以上问题，经分析，一是一部分学生还没有找到工作，心思不在毕业设计上，存在敷衍现象;二是个别学生对待毕业设计态度不认真，导致可行性论证报告中出现不该犯的错误;三是学生以前没有或很少做过排版的训练，导致调研报告和可行性论证报告格式不规范。

通过分析原因，采取了相应措施来进一步加强毕业设计的指导和管理。第一，教研室组织开题答辩不合格的学生开会，使其端正态度，严格要求;第二，要求指导教师加强指导，尤其关注基础差的学生;第三，通过定期检查汇报和项目组相互考核来进一步加大监督管理力度。

2.3    中期答辩

本次答辩的重点是考察学生毕业设计的进展程度，计算内容是否正确和完整，总装配图绘制是否规范，结构上是否有原则性错误等内容。目的是及时监督和发现学生设计中存在的问题，及时修改设计结构，保证毕业设计能顺利完成。

由于开题答辩已经给那些设计态度不认真、较为松懈的学生敲响了警钟，中期答辩整体较为顺利，效果良好。绝大多数同学对设计计算整理的较好，内容比较全面，设计计算相对较准确，而且个别同学说明书已经趋于完善，对所提出的问题能准确回答。装配图视图结构表达准确，明细栏与技术要求撰写合理，尺寸标注规范。少数学生计算内容不全，出现有结构而没有数据的问题，还有一小部分学生绘图基础较差，结构原理虽没问题，但不熟悉绘图规范，不知道装配图应标注哪些尺寸。仅有个别学生由于设计态度不端正或找工作等问题，进展缓慢，只有计算部分，装配图没有完成，对于这样的学生，令其中期答辩不合格，不允许参加毕业设计答辩，直接等待补答。

2.4    最后把关

在中期答辩顺利完成之后，学生开始绘制零部件图，整理计算书，进行特色专题三维组件图的绘制。这期间，企业教师的指导起到了非常关键的作用，他们将设计经验无私地告诉学生，使学生少走了许多弯路。这期间，学生的积极性、主动性和紧迫性与日剧增，学校的指导老师更是夜以继日地反复检查指导学生的设计，当学生将自己的设计成果打印出来，学生脸上露出成就感和自豪感，老师也无比欣慰。

在毕业答辩前指导教师和审阅教师要对学生的毕业设计文件进行审查，只有审查合格后，有指导教师和审阅教师签字，学生才可参加毕业答辩。

3    毕业设计工程化改革实施效果及意义

3.1    毕业设计质量普遍提高

毕业设计题目密切联系工程实际，使学生能够达到综合应用训练的目的。学生能结合生产实际，运用所学知识进行研究设计，学生的实际应用能力得到提高。一是提高了收集资料、查阅文献的能力，每位同学都能够充分深入企业调研走访，查阅相关资料;二是提高了运用所学的基本知识解决实际问题、理论联系实际的能力;三是通过撰写调研报告、可行性报告、毕业设计说明书，学生语言组织能力得到提高，毕业设计说明书条理清晰、逻辑性好、撰写规范;四是学生计算机应用能力得到了加强，掌握了CAD、PRO-E、UG等软件的使用。毕业设计工作量饱满，设计说明书撰写规范，说明书内容和图纸的质量具备一定的水平。

毕业设计真题真做，很大程度上激发了学生的学习热情和探索精神，增强了学生学习的主体性。要求学生深入企业调研，撰写调研报告和可行性论证报告，切实提高学生运用所学知识解决生产实际问题的能力。通过组建项目组和学生自我管理的方式培养了学生的工程意识、实践创新能力、团队合作、组织协调等综合素质。

3.2    毕业设计与区域经济紧密联系，实现产学结合

学生非常珍惜在企业实习和设计的机会，能够严格遵守企业的规章制度，吃苦耐劳，勤学好问，提高了实践技能和水平，积累了一些生产实际的工作经验。学生在毕业设计过程中切身体会到了工程实际的严谨和务实，积极性非常高，实习设计也非常努力，得到了企业的认可和好评，有一部分学生直接到实习单位上岗设计，取得了较好效果。

学生深入企业进行毕业设计这种工程化改革模式，促进了学校与企业的联系，实现了产学研结合。（1）学校根据企业需要，帮助企业解决某些技术难题，增加科研合作的内容，激发了企业参加合作教育的积极性，实现了双赢;（2）学校根据学生在企业实习和设计过程中的表现，向企业推荐人才，促进了就业;（3）企业将人才需求反馈到学校，使学校根据企业需求改革人才培养模式、调整专业课程设置等，真正实现应用型人才培养模式。

4    结束语

总之，毕业设计工程化模式无论从学生个人意愿角度，还是从工业界的需求角度，乃至国家发展战略[12]角度来说，都是当前高等教育改革与发展的关键。当前我国工程教育正处在转型的关键时期，毕业设计改革尚处于起步试点阶段，仍存在诸多问题，还需要进一步探索实践，总结出一条适合我国高校应用型人才培养的毕业设计改革新路。

参考文献

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[11]吕艳萍，查晓明，丁坚勇，等.本科毕业设计过程管理的改革与实践[J].中国电力教育，2012，（22）：107+144.

[12]教育部.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”——面向工业界、面向世界、面向未来，培养卓越工程师后备人才[J].中国大学教学，2010，（7）：4-5.