本科院校工科類專業畢業設計指導探索

摘要：針對工科類專業畢業設計 ，闡述了對畢業設計的基本要求；如何做好畢業設計選題工作；畢業設計的方法及步驟；畢業設計報告編寫要求等問題。

關鍵詞：畢業設計；指導；探索

本科院校工科類專業畢業設計是整個四年教學過程的最后一個重要環節，學生畢業設計整體水平不僅體現了一個學校的教學水平，也反映出學生綜合運用所學知識和技能，理論聯系實際，獨立分析、解決實際問題的能力。作為指導畢業設計教師，應從以下幾個方面做好工作。

1明確本院校對畢業設計的基本要求

不同院校對學生畢業設計要求會稍有差異，總體包含以下幾點。

（1） 能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決復雜工程問題。

（2）能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論。

（3）能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識。

（4）能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。

（5）能夠針對復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬。

（6）能夠基于工程相關背景知識進行合理分析，評價專業工程實踐和復雜工程問題解決方案。

（7）能夠理解和評價針對復雜工程問題的專業工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。

（8）具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，履行責任。

（9） 能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。

（10）能夠就復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言等。

以上基本要求，針對學生不同畢業設計選題可有所側重。

2做好畢業設計選題工作

選題是畢業設計的第一步，也是學生畢業設計是否圓滿完成的關鍵。選題要堅持以促進科學事業發展和解決現實存在問題為出發點，選擇有科學價值和現實意義的、切實可行的課題，符合科學研究的正確方向，有新穎性、有創新性，有理論價值和現實的指導意義或推動作用。

目前，高校畢業設計采用雙向選題方法，可由指導教師提供課題，也可以由學生根據就業崗位專業方向提出課題。一個好的畢業設計課題可從以下幾個方面考慮選題。

（1）從工程實際存在的問題中選題

這類課題可由指導教師帶領學生在生產實習環節從生產企業尋找工作實踐中亟待解決的問題。理論聯系實際強，選題范圍寬，是畢業設計最佳選題。

（2）從尋找科學研究的空白處和邊緣領域中選題

科學研究還有許多需要完善和填補的內容，要用獨特的眼光和超前的意識去思考、發現和研究。這類課題可結合指導教師從事的科研課題提出選題，完成這類選題的學生要求基礎知識扎實，綜合能力強，學習刻苦。

（3）從尋找前人研究的不足之處選題

隨著科學技術的不斷發展，前人研究的成果有待完善和發展，這種補充性課題，也具有科學價值和現實指導意義。完成這類選題的學生要求進行大量的調查研究，收集資料，充分研究前人的成果及不足之處，才能較好完成這類選題。

（4）從較成熟的系列產品設計中選題

根據生產工況條件，從較成熟的系列產品選型擬定選題。這類選題適合學習成績一般的學生去做，為了加大難度，可在設計中增加有限元分析等內容。

3指導學生掌握畢業設計方法及步驟

畢業設計過程是培養學生工程技術研究的基本訓練過程，因此，指導學生掌握工程技術研究的基本方法及步驟，是進行畢業設計的初衷。

一般工程技術研究至少包含以下步驟。

（1）需求識別

需求識別就是根據課題提出的“我們需求什么……”所要做的第一步工作。指導教師需要明確告知學生所做課題的目的及目標。

（2）背景調查

背景調查是畢業設計過程的重要階段，通過調查研究現存的、有關的相似工藝和產品的技術，可以得到很多與求解問題有關的信息。有關信息可以從相應的專利或技術文獻以及通過全球網查詢中得到。因此，在尚未做好充分準備之前，不要著手去解決問題。

（3）目標陳述及性能技術條件

學生一旦完全明了設計問題的背景，就應該把設計問題改寫為更明晰的目標陳述，并建立一組性能技術條件。應該指出的是，性能技術條件不是設計技術條件，區別在于，性能技術條件定義系統必須做到什么。

以上工作，學生可編寫開題報告及文獻綜述，向指導教師匯報及答辯，由指導教師確認該學生是否可以開始進行畢業設計工作。

（4）總體方案設計

設計的目的是將預期的目標，經過一系列規劃與分析決策，產生一定的信息（文字、數據、圖形），形成設計，并通過制造，使設計成為產品。根據設計情況不同，可分為三種設計類型。

開發性設計是在工作原理、結構等完全未知的情況下，應用成熟的科學技術或經過試驗證明是可行的新技術，設計出過去沒有過的新型機器。這是一種完全創新的設計。

適應性設計是在原理方案基本保持不變的前提下，對產品作局部的變更或設計一個新部件，使產品在質量方面能進一步滿足使用要求。

變型設計是在工作原理和功能結構都不變的情況下，變更現有產品的結構配置和尺寸，使之適應用更多的容量（如功率、轉矩、加工尺寸、速比范圍等）的要求。

（5）分析與選擇

進入設計過程的分析階段，至少有了選定的設計方案，應立刻采用最現代的分析方法（如有限元分析法、優選法、可靠性分析法等），以考查該方案的技術特性。通過技術分析有幾個可選用的設計方案時，一種最通用的辦法是通過詳細設計、樣機和試驗作出選擇。選擇過程是對幾個可選用設計方案的分析與結果的比較。當考慮多因素進行選擇時，用分類方法中的決策矩陣可以選出最好方案。

例如，一個有5種設計方案的決策矩陣構建如圖1所示.

每個設計方案在矩陣中占一行，各列為待選設計方案的各項指標，如成本、使用簡易性、效率、性能、可靠性和其它適當指標。每一項規定一個權因子，以衡量它的相對重要程度。再用一個能反映每項指標好壞級別的數（1～10）填在矩陣表內。每項指標所定的級乘以權因子（權因子的選擇通常是使其和為一個方便的數，如等于1）的總和即為該設計的得分。

（5）詳細設計

在完成總體方案設計后，需要對總體方案的結構進行詳細設計。最終完成裝配圖和整套零件圖的設計，在每張圖紙上標出全部尺寸、所用材料等。根據圖樣，便可制作出試驗用的樣機或試驗模型。

（6）樣機和試驗

任何一項設計直到把它制造出來，在試驗之前都不能保證設計的正確性或可行性。基于這個原因，通常要求制作樣機的實物模型并進行試驗。樣機可以有多種形式，從按比例尺寸的模型到原尺寸的模型，經過簡化，樣機只是原理的一種代表。

將樣機開動起來，觀察其功能，并與測試設備連接可以精確地測量出位移、速度、加速度、力、溫度及其它參數，驗證設計是否達到技術目標要求。

4畢業設計報告編寫要求

畢業設計報告是學生對畢業設計課題的研究方法、過程及成果、論據及論證的詳細描述，也是評判學生畢業設計質量的依據。一個完整的畢業設計報告應包含以下內容。

（1）題目

應簡潔、明確，高度概括全文內容，字數不宜過多。如果對總標題加以補充或說明，也可增加副標題。

（2）摘要

摘要是對畢業設計報告全文的高度概括，語言要精練，內容緊扣課題研究方法、研究成果及應用前景。中文摘要約300字左右。

（3）關鍵詞

從題目或正文中挑選3～5個最能表達主要研究內容的詞作為關鍵詞。

（4）目錄

目錄的目的是讓讀者閱讀全文之前對全文的內容、結構有一個大致的了解，也為讀者選讀文章中的某個分論點提供方便。目錄一般放在正文的前面，內容包括緒論、正文、結論、致謝、參考文獻、附錄等，按章、節、條三級標題編寫，內容及頁碼與正文相一致。

（5）正文

正文包括前言、本論、結論三部分。

前言（引言）主要說明研究的目的、現實意義、對研究問題的認識及思路等，簡明扼要，篇幅不宜過長。

本論是報告的主體，包括研究方法、分析論證、數據及依據、實驗材料、實驗結果等內容。要做到思路清晰，技術用語規范，數據及依據可信。寫作方法可參考國家出版文獻格式。

結論是圍繞本論所作的結束語，內容包括研究結果及創新性，對以往成果的補充、發展、證實或否定，本研究成果未解決的問題及今后努力方向，該成果應用前景及展望等。

（6）致謝

簡述自己通過畢業設計的體會，并對指導老師及協助完成設計工作的有關人員表示謝意。

（7）參考文獻

所列參考文獻按文中參考引證先后順序排列。

（8）注釋

有些問題需要在正文之外加以闡述和說明的，可增加注釋內容。

（9）附錄

對一些不宜放在正文中的研究內容，可編入附錄。

5結語

高尚的師德，無限的耐心，嚴肅的工作態度，扎實的專業水平，是一個優秀畢業設計指導教師具備的基本素質。多年的畢業設計指導工作雖然比常規教學需要付出更多的辛苦，但當看到同學們畢業答辯時的自信，圓滿完成畢業設計的欣喜，以及同學們在科學研究道路上的一步步成長，頓時感到教師職業的偉大和崇高。希望本文對畢業設計的同學們能有所幫助和啟發。

作者簡介：杜可可，女，漢，出生年月：1961年4月，工作單位：河南工程學院 機械工程學院 機械制造教研室，專業技術職務：教授，專業方向：機械設計、制造，多年擔任畢業設計指導工作，被河南工程學院授予畢業設計優秀指導教師。