金屬材料工程專業應用型本科畢業設計教學改革與創新初探

馮曉春 劉芬霞 居春艷 張江娜 余江瑞 黃瑞

[摘要]針對蘭州理工大學技術工程學院（獨立學院）旨在培養“實踐能力強、創新意識強、文化素質高、社會價值高的工程技術應用型人才”的培養目標，結合自身教學實際，對我院金屬材料專業本科生畢業設計教學中存在的問題及其原因進行剖析，以畢業設計選題、畢業設計（論文）質量監控兩方面為著重點，通過合理定位、科學選題、質量控制、平臺保障與激勵機制建設等手段，大膽改革，不斷創新，對金屬材料工程專業畢業設計教學改革進行了有益嘗試，為構建獨具我院特色的實踐教學體系新模式提供了有益參考。

[關鍵詞]金屬材料工程；畢業設計；教學改革與創新

[中圖分類號]G642[文獻標志碼]A[文章編號]1008-2549（2016） 09-0088-03

畢業設計是工科院校理工類專業一個十分重要的實踐性教學環節，其目的在于通過該環節的教學，使學生能牢固掌握與靈活運用所學基本理論和專業知識，培養一定的動手能力、獨立思考與解決問題的能力、創新能力等，是學生走向社會與工作崗位或繼續深造學習與從事科學研究的階梯，對于蘭州理工大學技術工程學院（獨立學院）旨在培養“實踐能力強、創新意識強、文化素質高、社會價值高的工程技術應用型人才”來講更為重要，有著其它教學環節無法替代的作用。金屬材料工程專業作為我院的特色專業和傳統優勢專業，主要學習金屬材料的組織結構、性能特點、成型技術與應用開發等，是材料科學領域極為重要的支撐學科之一，也是我國經濟建設與科技發展的重點學科之一，涉及的知識面廣、信息量大、應用性強，注重學生實際動手能力的提高；注重創新意識及綜合素質的培養；注重工程技術和實踐的訓練，其畢業設計更加注重理論與工程實踐相結合、與企業生產需求相結合。筆者僅就我院金材專業本科生畢業設計教學中存在的問題及原因進行剖析，立足我院人才培養目標和教學實際，以畢業設計選題、畢業設計（論文）質量監控兩方面為著重點[1]，打破傳統，勇于創新，對金材專業畢業設計教學改革進行了一些有益嘗試與探索。

一金材專業畢業設計現狀及原因分析

1畢業設計選題失當

精心選題是保證學生畢業設計質量的龍頭和先決條件。一般來說，工科院校本科畢業設計選題應遵循以下原則[2]：（1）緊扣高校人才培養計劃和教學大綱，兼顧科學性與先進性；（2）緊密結合科學研究或工程實際等。通常情況下，工程類專業結合生產實際的課題應占80%以上；（3）選題難度適中，工作量適宜，體現中、小型為主的原則，使學生既能夠在規定的時間內工作量飽滿，又可經過努力圓滿完成；（4）貫徹因人而異、因材施教的原則，注重能力培養與綜合素質的提高。

我院作為獨立學院，人才培養目標有別于母體院校而介于“學術型、研究型”和“職業技術型”之間。受傳統觀念和教育體制的影響，學院基本沿用了母體高校側重于“科學型、研究型”類畢業設計題目，具體到金材專業來講，基本是依托蘭州理工大學主持的金屬材料相關行業的國家或省部級科研項目、校企聯合攻關計劃項目等，通過現代先進實驗設備與檢測手段，對某種材料的組織、結構、性能進行分析研究，或研究某種材料的制備方法及其性能等，涉及到的題目如“17-4PH不銹鋼激光熔覆技術的研究”、“ZnO高溫電極制備技術的研究”、“滲碳碳勢對20CrMnTi試樣淬火冷卻過程應力場影響的數值模擬”等。但對于學生的實踐技能要求更高的獨立學院來說，這些設計題目學術性偏深、定位偏高、內容偏空、知識性偏專。針對我院自身的辦學模式和辦學理念，人才培養目標的重點應下移，人才培養的方向應面向企業基層、生產一線的需要，畢業設計選題應更貼近于工程實際應用，避免走入“好高騖遠”“閉門造車”或“紙上談兵”等誤區[3]。

2畢業設計（論文）質量監控體系有待完善

畢業設計（論文）質量直接關系到人才培養的質量，其質量的提高有賴于對整個畢業設計過程的質量監控，貫穿于畢業設計的前期準備、組織實施、論文撰寫與提交、論文答辯與驗收等整個環環相扣的漸進過程中，涉及到院系級組織領導機構、指導教師、學生、母體高校、企業等各個群體之間的密切協作，任何一個環節缺乏有效的質量監控，都可能影響最終的畢業設計（論文）效果[4]。我國的獨立學院辦學時間較短，教學管理經驗尚淺，教學經費投入與教學資源不足，畢業設計（論文）質量標準與質量監控體系尚不完備，我院也不例外。另外，因學院金屬材料工程專業自有教師數量不足，指導教師專業水平及實踐經驗參差不齊，一定程度上制約了畢業設計質量的提高。

近年來，畢業設計這一重要教學環節也受到了大學擴招、畢業生謀職應聘、復習考研、出國留學等諸多因素的沖擊，作為畢業設計主體的學生在此環節投入的精力不足，也導致畢業設計水平和畢業設計（論文）質量大打折扣[5]。

二金屬材料專業畢業設計教學改革與創新

以學院工學一部2007級金屬材料工程專業本科生畢業設計為例，對學院在學生畢業設計教學改革與創新中的有益嘗試總結如下。

1準確定位

金屬材料工程專業在校期間主要學習材料科學基礎、鋼的熱處理、熱處理設備、材料分析方法、金屬材料學等專業課程，學生畢業后可從事金屬材料設計制造、材料表面改性以及金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料、功能材料等在機械與化工、能源與環境、電子與信息、冶金與礦山、電力與動力和國防建設等領域中的應用，也可從事材料生產組織、技術管理和材料的檢測、失效分析等技術監督工作[6]。因此，金屬材料工程本科生畢業設計應“基于生產過程”的模式，更應該注重“實踐性、應用性”，從所學知識出發，結合本專業的生產實際與企業需求，進行畢業設計教學，使學生可以將所學知識綜合起來，對生產過程有一個系統的認識，初步樹立工程意識，為畢業后步入工作崗位奠定基礎[7]。

2科學選題

為了保質保量完成2007級金屬材料工程專業畢業設計，學院抽調具有一定工程背景的專業教師組成指導教師小組，并聘請母體高校知名教授擔任導師。2011年1～3月份，工學一部材料教研室教師分別赴學院學生實習基地青海華鼎齒輪箱有限責任公司（原青海齒輪廠）、天水鍛壓機床廠以及天水海林軸承廠進行實地調研，主要參觀考察其廠房設計、主要熱處理設備以及主要產品的熱處理工藝等。經與企業骨干工程技術人員協商，根據市場需求和企業實際，初步擬定了畢業設計選題。

在前期生產實習等工作的基礎上，指導教師小組緊扣工程實際，創新選題思路，經資料查閱、實地調研、分組討論等形式，確定我院2007級金屬材料工程專業畢業設計主題為機床、工磨具等典型行業、典型零件用材、選材分析與熱處理工藝設計，結合甘肅省、青海省某些典型行業（如機床、軸承、齒輪、模具、工具等）的典型零件，畢業設計主要內容如下：零件在整機中的地位、作用；零件的工況（包括受力分析、失效分析以及所要求的性能分析）；該零件用材選材的科學性與合理性分析、評價，以及與進一步的考慮可能分析（如材料代用的可能性等，包括同類型材料的利弊對比分析）；該零件加工工藝流程與分析（包括冷、熱加工總流程以及其中熱處理工序），與其他方面的聯系（最終工藝卡）；該零件熱處理工藝的設計、比較與分析（最終確定熱處理工藝卡）；設備選型與熱處理車間平面布置圖（結合生產綱領）；相關輔助設備，如清洗、噴丸設備等（設備與工藝的關系）；零件熱處理質量的檢驗手段與方法（制定判廢標準等），是否需表面處理等[8，9]。見表1。

3畢業設計（論文）質量控制

為穩步提高畢業設計教學質量，學院成立了院、教學部和教研室三級畢業設計（論文）組織領導機構，形成層次分明、職責清晰的畢業設計（論文）質量監控組織系統。經精心篩選、科學擬定畢業設計題目后，根據2007級金材專業51名學生各自的知識儲備、興趣愛好、擇業方向等，因材施教，合理分配，每名教師以指導5～8名學生為宜，以保證教師有充分的精力對每一名學生進行輔導。選題確定后，經師生充分溝通，針對開題報告、文獻綜述、中期檢查、論文撰寫、末期驗收等環節的工作方式、研究內容、進度安排、質量標準、分工負責等提出明確規定和實施細則，認真填寫畢業設計（論文）任務書，以保證畢業設計按質、按量、按時完成[10]。為減少或避免起始階段的盲目性，指導教師悉心引導每名學生認真撰寫開題報告和文獻綜述，充分消化和理解設計任務，并提出可行的技術路線、研究方法、設計步驟等，做到目的明確、研究方法先進、設計方案可行。在設計過程中，指導教師采取輪流執勤與不定時抽查等方式，耐心指導，查漏補缺，嚴格監督學生保質保量完成每一步設計任務，適時取得階段性設計成果，督促學生養成嚴謹治學、求真務實的工作作風和職業習慣。成果匯總與論文撰寫階段，輔導學生認真歸納集成自己的軟、硬件成果，嚴格按照學院要求及相關行業標準進行論文撰寫、排版、圖表編輯、參考文獻著錄等，保證論文質量過硬、行文規范、語言流暢、邏輯嚴密；同時，應正確引導學生樹立科學嚴謹的工作態度，堅決杜絕“抄”“買”等學術腐敗問題。畢業答辯階段，指導教師督促學生多手準備，沉著應答，做到思路清晰、論點正確、論據充分，答辯委員會按照學院制定的《畢業設計（論文）質量評價體系》，給予每名學生的勞動成果一個科學公正的評價。

2011年6月，學院2007級金屬材料工程專業51名學生的畢業設計圓滿完成，共指導學生撰寫并提交畢業論文51份，均順利通過院級畢業答辯，其中1人獲得院級畢業論文答辯三等獎，1人獲得院級畢業論文答辯優秀獎。其畢業設計（論文）完成情況見表2。

4支撐平臺與保障機制[11，12]

近年來，隨著學院知名度與影響力的不斷擴大，學院更加重視各種基礎設施與保障平臺的建設與完善，逐步建成了專業創新實驗室、工程訓練中心（省級示范中心）、大學生創新競賽實驗計劃、認識及生產實習基地群、國內外高校合作與交流平臺等校內外實踐教學平臺體系，依托母體高校資源優勢，深化校企“產學研用”聯動合作；學院還籌措資金設立專門的教育教學研究項目，不斷加強對自有青年教師的培養力度，規劃出版了一批自有實習訓練教程，制定了一系列物質獎勵與精神獎勵、教師獎勵與學生獎勵相結合的激勵機制。這些都為畢業設計等實踐教學的開展提供了有效載體及軟、硬件支撐。

在畢業設計施治中，針對選題、文獻查閱、畢業設計實施、撰寫畢業論文等，指導教師先后為學生舉辦了多次講座及專題研討會，學生也積極踴躍發言，提出自己的疑問或建設性意見，在師生的良性互動中建立起縱橫交錯的信息跟蹤與溝通網絡，極大調動了學生進行畢業設計的積極性、主動性和創造性。鼓勵學生自主學習，引導鍛煉學生發現問題并解決問題的能力，最終達到大學生自主創新能力的培養。[13]

經過2007級～2012級五級金屬材料專業學生畢業設計教學的不斷改革與實踐積累，逐步建立了一整套日臻完善的行之有效的畢業設計教學體系，著重突出了以“創新”為主線的教改模式，包含教育觀念創新、培養模式創新、課程體系創新、運作方式創新、評價體系創新等，以學生為主體，以教師為主導，通過改革激發學生的學習潛能，最大可能地實現自身價值。該創新體系構建見圖1。

三結論

金屬材料專業本科生畢業設計（論文）教學改革的持續創新為我院其他專業方向畢業設計的改革與實踐積累了寶貴經驗，為探索構建促進學生自主學習、獨立思考、勇于創新的實踐教學新模式提供了有益嘗試?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》明確指出，要大力支持民辦教育，完善獨立學院管理和運行機制，鼓勵民辦教育創新機制和育人模式，提高質量，辦出特色。展望未來，隨著我國教育體制改革的不斷深化，應用型人才教學模式及人才培養模式的改革仍任重道遠。

參考文獻

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