提升機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計質量淺探

王若瀾 王良文 謝貴重

摘 要：畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生具備獨立思考問題、分析并解決問題能力的重要手段。本研究以鄭州輕工業(yè)大學為例，分析了機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計存在的問題，并從設置基于特色人才培養(yǎng)需求的先進制造技術課程、結合輕工裝備的特點設置選題、強化畢業(yè)設計指導教師工程素養(yǎng)、關注學生畢業(yè)設計內容的起點選擇與銜接、設置畢業(yè)設計過程控制節(jié)點等方面做出有益探索。

關鍵詞：特色專業(yè)建設;輕工機械;畢業(yè)設計;持續(xù)改進

畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生具備獨立思考問題、分析并解決問題能力的重要手段，畢業(yè)設計階段是高校培養(yǎng)學生和完成本科教學計劃的最后階段。較多學者對畢業(yè)設計指導做出了有益探索。比如，王良文等提出根據輕工行業(yè)轉型背景要求，使課程設置與畢業(yè)設計的要求相融合;李宏娟等針對機械類專業(yè)學生的畢業(yè)設計，提出制度保障、過程指導、教學投入、評價機制等方面的改革建議;趙通林等以礦物加工工程專業(yè)為例，從制度建設、設計選題、導師遴選、學生學習態(tài)度等方面分析畢業(yè)設計中存在的主要問題;薛麗等將PDCA循環(huán)理念應用于本科畢業(yè)設計（論文）的整個過程;路增祥等提出構建“專業(yè)教師—設計師—現場工程師”的本科畢業(yè)設計聯合指導模式;等等。

課題組所在的鄭州輕工業(yè)大學以輕工機械人才培養(yǎng)為目標，研究行業(yè)的發(fā)展特點，針對機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計存在的問題，進行了有益探索。

一、機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計存在的問題

傳統(tǒng)機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計在選題上較少關注輕工裝備行業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)需求，學生多依據自己的感覺與對相關知識熟悉的程度，簡單設置畢業(yè)設計題目。這些選題與培養(yǎng)工程技術人才、服務中國輕工裝備行業(yè)開展數字化設計制造、由生產型制造向服務型制造轉變的專業(yè)設置目標，有著較大差距。

（一）畢業(yè)設計選題大多停留在使用CAD設計繪圖層面，很少做到與CAE工程結合。而現代企業(yè)要求的是能夠將關鍵核心部件的振動分析、優(yōu)化設計、可靠性工程相融合進行設計。

（二）畢業(yè)設計選題對虛擬制造技術重視不夠。現代企業(yè)要求在產品的制造實驗過程中，能以虛擬現實和仿真技術為基礎，對產品的設計、生產過程統(tǒng)一建模，在計算機上模擬產品從設計、加工到裝配、檢驗、使用等整個生命周期，實現產品在設計階段就模擬出成品的制造過程及其性能展示，以達到優(yōu)化生產管理和資源規(guī)劃的目標，實現產品開發(fā)周期最短、成本最小、產品設計質量最優(yōu)和生產效率最高。

（三）畢業(yè)設計選題對工業(yè)機器人的關注度不夠。目前，工業(yè)機器人開始在我國輕工行業(yè)廣泛應用，具有輕工行業(yè)特點的機器人市場潛力十分巨大。然而，當前機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計在選題時卻很少關注工業(yè)機器人的應用。

二、提升機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計質量的有益探索

高質量的畢業(yè)設計，涉及制度保障、選題設計、導師指導能力、學生投入精力等多方面。在教學實踐中，課題組針對畢業(yè)設計存在的問題，采取相應措施對課程內容進行整合與重構，突出對學生現代知識應用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（一）設置基于特色人才培養(yǎng)需求的先進制造技術課程，強化畢業(yè)設計知識基礎課程

課題組在機械設計制造專業(yè)的教學方案優(yōu)化中，結合現代輕工機械行業(yè)發(fā)展趨勢開設融合先進技術的課程。在畢業(yè)設計中，學生通過運用所學內容，實現了由學生向工程技術人員身份轉變的模擬演練。

1.輕工機械CAE工程技術課程。該課程強調CAD、CAM、CAE在產品開發(fā)中的應用，注重計算機輔助設計、計算機輔助制造等現代設計制造技術與輕工裝備設計開發(fā)的融合，突出虛擬制造技術在輕工裝備設計研發(fā)的作用。

2.輕工機械發(fā)展前沿課程。該課程緊跟輕工機械發(fā)展趨勢，強化輕工裝備設計、開發(fā)、應用制造、維護管理等行業(yè)特點，有助于加強學生對輕工裝備行業(yè)整體的認識和把握。

3.信號檢測與故障診斷課程。該課程面向輕工裝備“兩化”深度融合，推進智能制造、綠色制造理念，關注輕工裝備全生命周期數據庫數據模型構建、基于大數據的知識挖掘技術、設備運行狀態(tài)監(jiān)控方法、產品加工性能控制和預測方法等。

4.輕工機器人技術課程。該課程突出輕工機械工作對象和工作特點以及其在機器人研究、開發(fā)、分析中的反饋，幫助學生掌握現代工業(yè)的典型自動化裝備——工業(yè)機器人在輕工裝備行業(yè)中的設計基礎與應用技術。

（二）結合輕工裝備的特點，安排具有工程實際意義的畢業(yè)設計選題

學生在掌握基本的專業(yè)知識后，還要進一步了解在輕工行業(yè)生產管理過程中科學技術與經濟、社會之間的關系，掌握輕工裝備具體生產環(huán)節(jié)的實際特點。畢業(yè)設計要突出選題的導向作用，鍛煉學生發(fā)現和解決實際問題的能力，提高學生完成畢業(yè)設計的積極性。教師可以引導學生參與自己的科研工作，同時要避免選題的重復以及隨意為學生畢業(yè)設計設置題目。比如，鄭州輕工業(yè)大學機電工程學院設置的選題涉及“CAE工程應用”“虛擬制造”“輕工行業(yè)機器人”“輕工與包裝機械”等，盡量避免選題的重復。

（三）強化畢業(yè)設計指導教師的工程素養(yǎng)

機械設計制造專業(yè)是實用性很強的專業(yè)，需要大量的工程實踐知識，這對教師自身工程素養(yǎng)提出了較高要求。然而，由于現在的年輕教師普遍沒有在企業(yè)一線工作的經歷，掌握的知識偏理論化，因此，提升教師自身工程素養(yǎng)非常必要。比如，鄭州輕工業(yè)大學從制度設置上，鼓勵教師進入企業(yè)或加強與企業(yè)的合作。具體而言，青年教師在晉升高級職稱前，要求其至少有半年全職在企業(yè)從事科研工作的經歷。在安排機械設計制造專業(yè)的畢業(yè)設計導師時，聘請企業(yè)工程技術人員進行畢業(yè)設計指導。此外，在畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)，均聘請企業(yè)技術專家參與。

（四）關注各屆學生畢業(yè)設計內容的起點選擇與銜接

課題組在畢業(yè)設計實踐中，努力使多屆學生的畢業(yè)設計形成接力，讓往屆學生的畢業(yè)設計成果成為后續(xù)學生畢業(yè)設計的起點。與傳統(tǒng)的畢業(yè)設計導師害怕學生抄襲往屆畢業(yè)設計，而不讓學生參考已有畢業(yè)論文的思路不同，課題組在畢業(yè)設計的初始階段就將往屆相關的畢業(yè)設計資料全部發(fā)給學生，并要求學生學習已有的畢業(yè)設計成果，從而確保學生完成的畢業(yè)設計是對往屆畢業(yè)設計成果的進一步深化。這樣可以促使學生畢業(yè)設計的水平呈現螺旋式提升，而不是從頭開始的低水平重復。目前實施的畢業(yè)設計論文的查重機制，在很大程度上能夠避免學生照抄往屆的畢業(yè)設計。因此，通過這種模式，既可以避免學生簡單抄襲，又可以使學生在現有成果的基礎上融入新知識去探討、掌握解決問題的能力。

（五）設置畢業(yè)設計過程控制節(jié)點，進行多環(huán)節(jié)答辯

將培養(yǎng)研究生的開題答辯、中期答辯、畢業(yè)設計預答辯等環(huán)節(jié)與方法應用到該專業(yè)的本科畢業(yè)設計中。比如，開題答辯環(huán)節(jié)安排在本科畢業(yè)設計開始后的第3周，中期答辯環(huán)節(jié)安排在本科畢業(yè)設計開始后的第7周，預答辯環(huán)節(jié)安排在畢業(yè)設計結束前的1～2周。只有完成前一環(huán)節(jié)的學生才能進入下一環(huán)節(jié)的設計。同時，只有通過預答辯才能進入最后的畢業(yè)答辯。設置畢業(yè)設計過程控制節(jié)點，可以確保學生合理安排時間，有序推進畢業(yè)設計。

三、結語

針對機械設計制造專業(yè)畢業(yè)設計存在的問題，設置基于特色人才培養(yǎng)需求的先進技術課程，能夠有效鞏固學生的知識基礎，提高學生的就業(yè)競爭力;結合輕工裝備的特點設置選題，突出選題的導向作用，引導學生深入了解選題中的行業(yè)需求，有利于激發(fā)其創(chuàng)新潛力。在學生的畢業(yè)設計過程中，強化畢業(yè)設計指導教師的工程素養(yǎng)，關注學生畢業(yè)設計內容的起點與銜接，設置畢業(yè)設計過程控制節(jié)點，能使學生深化已有畢業(yè)成果、有序推進畢業(yè)設計。實踐證明，通過以上探索與優(yōu)化，該專業(yè)學生的畢業(yè)設計質量得到有效提升，該專業(yè)也成為國家一流建設專業(yè)。

參考文獻：

[1]王良文，王若瀾，何文斌.基于輕工行業(yè)轉型背景下的機械設計特色專業(yè)方向建設實踐：以鄭州輕工業(yè)大學機械設計專業(yè)方向建設為例[J].河南教育（高等教育），2021（2）.

[2]李宏娟，楊恒，高有山，等.基于能力導向的本科機械專業(yè)畢業(yè)設計實踐教學改革探索[J].教育教學論壇，2020（16）.

[3]趙通林，路增祥，郭小飛，等.工科專業(yè)畢業(yè)設計過程管理與質量評價[J].中國冶金教育，2021（6）.

[4]薛麗，李聰凱，王國東.基于PDCA循環(huán)的本科畢業(yè)設計（論文）質量改進研究[J].科教文匯（中旬刊），2021（11）.

[5]路增祥，趙通林，徐振洋.提高工科專業(yè)本科畢業(yè)設計質量的思考[J].中國冶金教育，2021（6）.

責編：初 心

基金項目：2018年度河南省高等學校優(yōu)秀基層教學組織建設項目;2021年度鄭州輕工業(yè)大學教育教學改革與實踐研究項目

作者簡介：王若瀾（1992— ），女，鄭州輕工業(yè)大學國際教育學院助教，研究方向為國際合作教育;王良文（1963— ），男，鄭州輕工業(yè)大學機電工程學院教授，博士生導師，研究方向為機械工程;謝貴重（1983— ），男，鄭州輕工業(yè)大學機電工程學院副教授，研究方向為機械工程。