基于項目驅動的機械專業畢業設計教學模式改革研究

殷振　王廣勛　汪幫富　任坤

【摘 要】本文針對機械專業畢業設計中存在的問題，對畢業設計教學模式進行了改革和探討，將項目驅動教學模式引入到機械專業畢業設計課程教學中，介紹項目驅動的機械專業畢業設計流程和效果，并對基于項目驅動的機械專業畢業設計模式進行概括總結。實踐結果證明，該改革模式對提高本科院校學生畢業論文質量具有良好的效果。

【關鍵詞】畢業設計；機械專業；教學改革；項目驅動

0 引言

畢業設計是教學過程的最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節，是學生在完成全部學習課程以后，運用所學的理論知識和技能解決實際問題的一次綜合性的設計。通過畢業設計可以進一步鞏固學生的理論知識，強化基本技能，培養學生綜合運用已有知識獨立分析和解決與專業相關的工程技術問題。不少學生缺少工程應用經驗，對所要設計的題目一知半解，不知如何著手設計，以至于對畢業設計題目失去興趣，且畢業設計中經常出現：設計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，整機又不一定能運行。因此，這些“紙上談兵”的畢業設計達不到鞏固學生知識和專業技能以及提高學生獨立思考、創新思考和實踐能力的目的，這也不符合社會的發展以及對所需人才的要求。

為進一步提高高等院校畢業設計的質量，我們開展了“基于項目驅動的機械專業畢業設計模式”的改革研究，經過進一步的探索與實踐，總結出了一套較為完整的畢業設計模式?；陧椖框寗拥漠厴I設計模式是以問題為先導，將畢業設計項目模塊化，讓學生組建項目團隊，在接近實際生產的情況下完成畢業設計。此種畢業設計模式極大的激發了學生的學習興趣和積極主動性，并取得了顯著的效果。

1 項目驅動的機械專業畢業設計模式改革架構

基于項目驅動的機械專業畢業設計模式，首先在老師的指導下，將機械專業的綜合畢業設計項目交于學生，在指導老師的指導下，學生自行完成收集信息、設計方案一直到實施項目及最終的評價，而老師會將整個學習過程進行分解，設計出各個任務的項目的教學模式。該教學方法以項目為主體，教學和項目的實施相結合，以適應當代社會的企業人才需求為目標，強調對學生統籌規劃、自我培養、動手實踐、工作應用等綜合能力的培養。不同與傳統的教學方式，項目驅動的教學模式模式提倡以學生為中心，學生不再是被動的學習理論知識，而是在實踐中完成項目，在完成項目的過程中學習。教師只是以組織者和指導者的身份起輔助和促進作用，以充分發揮學生的主觀能動性和積極的創新意識和創新能力。

項目驅動的人才培養模式在國外已有多年歷史，目前，在國內的應用多局限于某一門課程。將項目驅動教學模式引入到高等院校畢業設計課程教學中去，讓學生在科研項目中開展畢業設計，利用先進的儀器設備，加工制造檢驗設計的可行性，并加以修改和完善。通過項目的完成情況來評定畢業設計的質量。

2 項目驅動的機械專業畢業設計流程

2.1 項目的選擇

教師選題時，要結合時代的變遷更新觀念，結合學生的專業特點培養學生的綜合運用能力。為了讓學生的設計項目與生活實際相貼近并將設計成果轉化為有價值的參考依據，采用了兩種方式提供項目：一種是選擇自己感興趣的作為畢業設計項目，進一步的提高自我創新能力和更好的發展；另一種是選擇實際生產為主的畢業設計項目，為以后的工作需求進一步提高自己的工作能力奠定基礎。

2.2 項目分析

在項目驅動模式中，項目分析是項目設計的前提條件。拿到一個項目，首先要對其可行性進行全面技術的分析論證，結合實際的生產應用的先進性和適應性以及設計條件的可能性和可行性，為項目的設計提供科學依據。因此，可行性分析在項目設計前具有決定性的意義。

2.3 項目設計及分解

在項目驅動模式中，項目的設計是關鍵，項目的好壞直接影響最終的結果，因此，老師應根據學生自身的特點，并聯系實際應用，制定具有實際意義的可行性綜合項目。根據不同的知識點將一個綜合的項目模塊化，劃分為若干個相互關聯又相互獨立的子項目，再將子項目分解成多個任務，包括所學課程的知識點、重點和難點。要遵循科學實用的準則，以學生的專業能力為向導，來調動學生的積極性和主觀能動性。考慮到每個學生能夠充分的參與到項目的操作與學習中去，每個小組以4～6人為主。因此，每個班將有6～8個項目同時進行，盡量做到項目不重復，以保證每個學生不僅通過自己的項目得到鍛煉，同時在與其他小組交流與展示過程中獲得各個領域與行業直射的積累。

2.4 組建學生項目團隊

將一個綜合的項目模塊化劃分為若干個相互關聯又相互獨立的子項目，再將子項目分解成多個任務，根據學生的基礎特長的不同以及子項目的難易程度來選擇不同的子項目任務去完成，借此把學生凝聚成一個擁有共同個目標的團隊，分工合作，互相配合，培養良好的團隊能力和精神。打破以往教師為主，學生為輔的畢業設計模式，轉換為以學生為中心，教師作輔助的模式，不僅提高了學生的獨立思考工作的能力，而且還提高了畢業設計的質量，加快了畢業設計的進度。

2.5 項目評價

項目評價是為了在評價的過程中促進學生的全面發展，主要是查看學生對知識和技能的掌握情況。通過階段性的評價，了解學生的學習過程，并引導學生順利完成項目任務。通過一輪一輪的反思和修改，明確自身優缺點，從而獲得更全面的進步。

2.6 項目的實施

具體項目的實施分為CAE仿真分析和實際制作兩類，CAE包括工程數值分析、結構與過程優化設計、強度與壽命評估、運動、動力學仿真等。通過CAE仿真平臺，可實現無差錯的設計與制造，發現設計缺陷、優化零件尺寸、優化性能等，并及時進行綜合探討答疑，從而提高設計項目的綜合性能，縮短設計周期。實際制作則是通過具體的實際零部件加工、并組裝成實際的裝置，通過同學們的實踐動手，進一步發現設計生產中的一系列問題，然后再進一步的改進，并提高同學們的設計、制造、創新和實踐能力。

2.7 項目過程管理

整個項目驅動的畢業設計的管理過程，嚴格做到分工明確，要求具體，規定每一個進度的完成時間，集中時間進行探討答疑，不斷改進，不斷完善，全方位協調進行。大多數的同學都非常積極主動，爭取能夠早日完成任務，有的設計內容則需要多次修改，從完成一直到完善。這樣不僅能加強學生的自我管理能力，團隊協作能力及個人服從集體的能力，而且能更好的與客戶、其他項目組及內部人員溝通協調，為以后的工作打下了一定的基礎。

3 項目驅動的機械專業畢業設計效果

“項目驅動”的畢業設計模式是在機械專業教育與社會實際需求之間出現脫軌的情況下而產生的改革研究措施，是一項綜合性強、互動性高、適應范圍廣、知識量大的改革研究。經過實踐表明，該模式打破了常規的單一模式的畢業設計模式，充分體現了“以學生為中心，教師作輔助”的教學思想，充分調動了學生主動學習知識和解決問題的主觀能動性，通過小組個體之間、師生之間的交流討論和答辯評價，從根本上激發了學生的學習熱情，提高了學生的動手實踐能力，鍛煉了學生的組織協調能力，培養了學生的分工合作的團隊精神。很多學生由此端正了學習態度，明確了職業目標和就業方向，達到了良好的教學效果。

從2007級到2011級的畢業生，以項目驅動的機械專業畢業設計指導模式，總共指導過42名學生，在最終的畢業設計評定中，其中有54.76%的學生獲得優秀，38.09%的學生獲得良好，7.14%的學生獲得中等，及格率100%，遠遠高于傳統畢業設計的平均水平。通過該實踐結果可知，基于項目驅動模式下的畢業設計的質量得到了顯著的提高。

4 結語

基于項目驅動的機械專業畢業設計模式的成功應用，與其自身的特點分不開。該模式不僅明確整體目標，提高學生的學習主動性和創造性；而且結合學生自身的特點，注重科學選題，因材施教，對于個別創新型、應用型學生可提前進入畢業設計，為畢業設計的完美度保證充足的時間；此外畢業設計期間，指導老師與學生要經常進行交流，能夠及時答疑。在該模式下，學生的動手能力、思考能力、探究能力及創新能力得到了提高，同時學生的社會實踐及綜合職業能力也得到了進一步的培養。

基于項目驅動的畢業設計模式，使我們培養出的機械專業畢業生，無論在工作崗位，還是在以后的研究生學習中，都能表現出良好的工作能力和科研能力，獲得認可，達到了工科院校的最終教育目標。

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[責任編輯：王楠]