基于工程教育專業(yè)認證“核心理念”的本科畢業(yè)設計創(chuàng)新模式研究

摘要：在工程教育專業(yè)認證體系中，畢業(yè)設計是學生應用所學知識解決復雜工程問題的重要環(huán)節(jié)，是畢業(yè)要求強有力的支撐.本文以工程教育“核心理念”為依據，從畢業(yè)設計課程目標確定、加強畢業(yè)設計選題管理、提高學生和教師對畢業(yè)設計的重視程度、提高指導教師的工程實踐能力、完善校企合作及產學研結合育人機制、加強畢業(yè)設計過程管理等方面對畢業(yè)設計模式進行創(chuàng)新，形成科學合理的課程目標評價機制，持續(xù)改進并提高學生解決復雜機械工程問題的能力，達到工程教育的目的.

關鍵詞：工程教育專業(yè)認證；核心理念；畢業(yè)設計；創(chuàng)新模式；機械專業(yè)

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A

Study on Innovative Model of Undergraduate Graduation Design Based

on “Core Idea” of Engineering Education Professional Certification

——Taking Mechanical Design， Manufacturing and Automation as an Example

WANG Jiu-xin， ZHANG Ke-ping

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

Abstract：In the professional certification system of engineering education， graduation design is an important practical link for students to apply the knowledge to solve complex engineering problems， which plays a strong support for graduation requirements. Based on the “core ideal” of engineering education， this paper carries on the reform of graduation project from the aspects of setting the course objectives of graduation project， strengthening the management of graduation project topic selection， improving the degree of emphasis of students and teachers on graduation project， improving the engineering practice ability of instructors， perfecting the school-enterprise cooperation and the education mechanism combining production， education and research， strengthening the management of graduation project process and so on， forming a scientific and reasonable curriculum objective evaluation mechanism， continuously improving and improving students’ ability to solve complex mechanical engineering problems to achieve the purpose of engineering education.

Key words：professional certification of engineering education; core concept; graduation design; innovation mode; mechanical specialty

工程教育的內涵是培養(yǎng)工科畢業(yè)生能夠適應、支撐、引領新經濟、新技術、新產業(yè)、新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式的發(fā)展，實質是創(chuàng)新能力的培養(yǎng).專業(yè)認證始終堅持“學生中心、成果導向、持續(xù)改進”三大核心理念，三個核心理念是相互融合的整體，是工程專業(yè)畢業(yè)生獲得國際互認的通行證^［1-2］.“學生為中心”理念更加注重學生學什么、怎么學、學得怎么樣，其核心原則是學生發(fā)展為中心、學生學習為中心和學習成果為中心.“成果導向”理念要求培養(yǎng)目標對畢業(yè)要求的引領、畢業(yè)要求落實到課程支撐和教學資源配置，并且必須通過達成評價給與證明.“持續(xù)改進”理念是指建立教學過程質量監(jiān)控機制；建立畢業(yè)生跟蹤反饋機制以及有高等教育系統(tǒng)以外有關各方參與的社會評價機制對培養(yǎng)目標是否達成進行定期評價；能證明評價的結果被用于專業(yè)的持續(xù)改進^［3-4］.

畢業(yè)設計是工科專業(yè)學生畢業(yè)前最后一個綜合實踐環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)體現了知識、技能和素養(yǎng)的集中應用，其質量是該課程目標達成情況分析的重要依據，也是畢業(yè)要求達成情況分析的基礎.近年來，在我國高等教育招生規(guī)模不斷擴張、就業(yè)形勢嚴峻的背景下，畢業(yè)設計質量有下滑趨勢，主要原因是畢業(yè)設計全過程質量管理機制不完善.

1 工程教育專業(yè)認證“核心理念”對畢業(yè)設計的要求分析

甘肅農業(yè)大學機械設計制造及其自動化專業(yè)前身是創(chuàng)建于1958年的農業(yè)機械化專業(yè)，1990年設立機械設計制造及其自動化專業(yè)，2018年本專業(yè)被評為省級特色專業(yè)，2022年本專業(yè)被評為省級一流建設專業(yè).多年來，基于工程教育專業(yè)認證“核心理念”并結合甘肅省及西部地區(qū)制造業(yè)對機械專業(yè)人才的需求出發(fā)，設定本專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有良好思想道德素養(yǎng)和社會責任感，適應社會需要，具有較扎實的基礎知識和專業(yè)理論知識及技能，具備較強的工程實踐應用能力及良好的溝通與團隊合作素養(yǎng)，能在機械行業(yè)生產一線開展研發(fā)設計、加工制造、項目管理和設備運維等方面工作的工程應用型人才.

機制專業(yè)畢業(yè)設計的課程目標是要求學生在指導教師的指導下，能夠將工程知識用于解決復雜機械工程問題^［5］，在全周期、全流程中培養(yǎng)學生認真分析、系統(tǒng)設計、精心研究和應用現代工具的能力，同時訓練學生溝通交流、團隊合作和再學習的素質.“學生為中心”理念要求畢業(yè)設計實踐環(huán)節(jié)必須落實到每位學生，必須關心畢業(yè)設計過程中每位學生的成長，必須跟蹤每位學生畢業(yè)設計的全過程.“成果導向”理念要求在畢業(yè)設計過程中，根據課程目標制定學生能力獲取的評價機制并良好運行，及時調整課程教學設計和軟硬件支持條件.“持續(xù)改進”理念要求能根據畢業(yè)設計的課程目標達成情況來調整課程目標、設計任務、實施流程及評價方案，形成穩(wěn)定的持續(xù)改進機制.

2 基于工程教育專業(yè)認證“核心理念”的畢業(yè)設計模式創(chuàng)新

在工程教育專業(yè)認證實施過程中，發(fā)現本專業(yè)學生的畢業(yè)設計未能涉及全周期、全流程的產品開發(fā)，畢業(yè)設計選題欠科學，缺乏創(chuàng)新性和實踐性，偏離工程實際；任務書中沒有體現工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范等非技術性指標；設計過程中沒有成本核算、方案論證、技術路線比較；畢業(yè)設計質量保證與評價體系不完善.因此，本文基于工程教育三大“核心理念”，對本專業(yè)畢業(yè)設計模式進行創(chuàng)新.

2.1 合理規(guī)劃，確定畢業(yè)設計的課程目標

課程目標是教師實施教學計劃和學生學習的指南，因此確定科學合理、可量化的課程目標是實施成果導向教學模式的關鍵.通過應屆畢業(yè)生、往屆畢業(yè)生、企業(yè)問卷調查及行業(yè)專家反饋，結合國家需求、行業(yè)產業(yè)發(fā)展需求、學校定位及專業(yè)定位等因素，確定我校本專業(yè)的培養(yǎng)目標，反向設計和確立畢業(yè)要求和畢業(yè)設計課程目標^［6-7］，兩者之間的支撐關系如表1所列.

2.2 以學生為中心，統(tǒng)籌安排，實施畢業(yè)設計教學活動

為完成畢業(yè)設計課程目標、達到課程目標所支撐的畢業(yè)要求指標點，學院始終堅持立德樹人的根本任務，確定課程目標、課程評價和課程實施的合理性鏈條，通過加強畢業(yè)設計選題管理、提高學生和教師對畢業(yè)設計重視程度、提高指導教師的工程實踐能力、完善校企合作及產學研結合育人機制、加強畢業(yè)設計過程管理等有效措施，使畢業(yè)設計質量逐年上升.

2.2.1 加強畢業(yè)設計選題管理

選題關系著畢業(yè)設計質量的好壞，主要表現在：①畢業(yè)設計要貫徹以學生為中心的理念，摒棄“老師出題、學生答題”的思維定式，在擬題、選題階段應與學生充分溝通，做到設計的內容、難度、工作量等符合每位同學的實際情況，兼顧每位學生的專業(yè)興趣，最大化挖掘學生的潛能，鍛煉學生的能力和素質^［8-9］;②擬題要充分體現專業(yè)的新技術、新方向，體現高階性，鍛煉學生的再學習能力，也要體現多學科交叉與融合的特點;③擬題環(huán)節(jié)要充分發(fā)揮指導教師科研能力和水平優(yōu)勢，依托指導教師的科研項目，以解決復雜工程問題為研發(fā)目標，體現創(chuàng)新性.學院在第七學期召開畢業(yè)設計題目論證會，邀請行業(yè)、企業(yè)專家參與，經系主任和主管教學副院長審批簽字后，隱去指導教師姓名發(fā)放到畢業(yè)設計管理系統(tǒng)中讓學生自由選題，并保證每年學生的設計內容不重復，三年內題目不重復.畢業(yè)設計題目類型分為3類，即工程設計、虛擬仿真和基礎研究.近幾年本專業(yè)畢業(yè)設計題目類型比例如圖1所示.

由圖1可知本專業(yè)畢業(yè)設計大部分題目是工程類題目，該類型題目的畢業(yè)設計過程有利于學生分析問題、設計等技術能力和溝通交流、創(chuàng)新、團隊協(xié)作等非技術能力的培養(yǎng).

2.2.2 提高學生和教師對畢業(yè)設計的重視程度

畢業(yè)設計的第一完成人是學生，大四第二學期，學生忙于找工作和考研復試，對畢業(yè)設計重視程度不夠.學院通過開展畢業(yè)設計動員大會、歷屆畢業(yè)設計優(yōu)秀指導教師經驗分享交流會等措施，對部分學生通過網絡買賣或代做畢業(yè)設計的想法進行扼殺，認為畢業(yè)設計只是走過程，隨便糊弄就能通過的錯誤想法堅決予以駁回，要求學生提高對畢業(yè)設計的重視程度，認真完成畢業(yè)設計的各項任務.學院要求指導教師根據學生的周進展報告做出指正和安排，督促學生按時有序完成畢業(yè)設計任務，防止“前松后緊”現象的發(fā)生.

指導教師的責任和義務是在教學管理部門的統(tǒng)一安排下，按畢業(yè)設計流程對學生進行學業(yè)指導，監(jiān)督學生完成畢業(yè)設計各項任務和評估學生的知識、能力、素質水平.學院要求將科研組會融入畢業(yè)設計的管理模式中，要求指導教師每周召開一次科研組會來解決學生遇到的共性難題，并有針對性地進行指導.通過師生之間的交流討論，解決學生遇到的問題，且對學生產生一定的敦促和示范作用，也能讓教師在該過程中對學生的非技術能力進行定性評價.學院也制定相關激勵政策，對獲得畢業(yè)設計優(yōu)秀指導教師榮譽稱號的教師在職稱晉升和科研項目申報中優(yōu)先推薦，激發(fā)教師對畢業(yè)設計的工作熱情.

2.2.3 提高指導教師的工程實踐能力

在工程教育和多學科交叉背景下，實踐證明指導教師必須具有豐富的工程實踐經驗.近年來，學院依托北方馬鈴薯全程機械化科研基礎（西北地區(qū)）、西北中藥材全程機械化科研基地，鼓勵工程實踐經驗欠缺的青年教師參與到基地建設的全過程中，安排青年教師和工程實踐經驗豐富的教師一起完成金工實習和生產實習等實踐教學任務，從而豐富青年教師的工程實踐經驗.學院積極拓寬學生校外實習基地，充分利用企業(yè)的軟硬件資源，著力培養(yǎng)學生專業(yè)技能與職業(yè)素質.另外，畢業(yè)設計采用校內導師和企業(yè)導師聯(lián)合指導方式，解決我院青年教師工程實踐經驗不足和畢業(yè)設計師生比不足的矛盾.對行業(yè)骨干企業(yè)和科研院所，開放我校甘肅省農業(yè)裝備協(xié)同創(chuàng)新研發(fā)中心、甘肅省旱作農業(yè)裝備工程實驗室和甘肅省旱作農業(yè)裝備產業(yè)研究院，推動校企合作育人模式走向正規(guī)化.校企聯(lián)合不僅解決了企業(yè)亟需解決的實際工程問題，又讓學生全周期、全過程參與到企業(yè)實際工程，培養(yǎng)學生與企業(yè)技術骨干的溝通能力和團隊合作意識，實現學校、企業(yè)和學生三方共贏.近年來，學院聘請酒泉奧凱種子機械股份有限公司、定西三牛農機制造有限公司等行業(yè)骨干企業(yè)和科研院所等10余位技術人員作為本專業(yè)畢業(yè)設計的企業(yè)導師，從實施過程來看效果較好.機制專業(yè)的校外實習基地如圖2所示.

2.2.4 完善校企合作及產學研結合育人機制

近年來，隨著疫情對市場經濟的影響、高校人才培養(yǎng)方案與企業(yè)人才實際需求不符、高校和企業(yè)的利益追求不同，使得校企合作越來越流于形式.我校不斷探索新型校企合作及產學研結合育人機制，甘肅省省政府以問題導向原則逐步完善校企合作保障制度和政策支持，以甘肅省農業(yè)裝備協(xié)同創(chuàng)新研發(fā)中心為紐帶，將省內行業(yè)各部門聯(lián)系在一起，聚焦我省丘陵山地旱作農業(yè)裝備短板弱項，匯集省內外農業(yè)裝備協(xié)同要素，著力打造我省農機裝備研發(fā)“一中心五基地”平臺，進一步建立和完善產、學、研、企深度融合的工作機制^［10］，確保校企合作和產學研結合育人機制落到實處，有利于提高我國工程教育在國際上的水平，實現彎道超車.

我校周期性舉辦以企業(yè)冠名的專業(yè)技能大賽，例如“奧凱杯”全國大學生智能農業(yè)裝備創(chuàng)新大賽甘肅賽區(qū)省級選拔賽，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、團隊合作意識，選拔優(yōu)秀技能的實用人才.企業(yè)與高校聯(lián)合申報國家或省級政策支持性課題，借助高校先進的儀器設備和充足的科研人才，解決企業(yè)生產中的難題.學生將課題中的工程問題進行適當簡化和調整作為畢業(yè)設計題目，學生在企業(yè)技術骨干的指導下完成畢業(yè)設計，參與到項目的管理過程中，鍛煉學生的非技術性能力.學校借助企業(yè)的生產加工能力和豐富的工程實踐素材，構建產學研一體化實訓課程體系.校企合作與產學研結合育人機制如圖3所示.

2.2.5 加強畢業(yè)設計過程管理

傳統(tǒng)畢業(yè)設計流程由選題、開題、設計實施、中期檢查、評審、答辯環(huán)節(jié)組成.本文從以學生為中心的理念出發(fā)，對傳統(tǒng)的畢設流程進行改進.選題階段嚴格落實選題政策，體現高階性、創(chuàng)新性和實踐性.開題和中期檢查階段，依據畢業(yè)設計支撐畢業(yè)要求的指標點，以學生能力獲得為出發(fā)點，通過專家和教師的檢查和干預，明確學生研究內容和技術路線的可行性，著重對學生創(chuàng)新能力和非技術性能力培養(yǎng)進行歸納總結.實施階段，系（部）和學院二級監(jiān)控與管理機構細化周管理制度，以企業(yè)產品質量全過程監(jiān)管方法為基礎制定相應的評價指標和評價方法，管理畢業(yè)設計全過程.對畢業(yè)生開放我校國家重點實驗室、機械工程實訓中心和專業(yè)實驗室等資源，將畢業(yè)設計過程與各級學科競賽和大學生科研訓練深度結合，鼓勵學生走進企業(yè)、走向工程、走向實踐，將畢業(yè)設計從學校搬到企業(yè)工廠.鼓勵學生走進指導教師的科研實驗室，融入指導教師的科研項目中，在指導教師和碩博生的幫助下，盡快深入畢業(yè)設計任務中，形成良好的傳幫帶氛圍，激發(fā)學生的潛能.評審階段，制定指導教師評分（30%）、評閱教師評分（10%）、答辯評分（60%）的指標體系和評分標準.明確要求畢業(yè)設計在中國知網數據庫的重復率小于30%.答辯環(huán)節(jié)，邀請企業(yè)、行業(yè)專家和質量監(jiān)控處教師參與答辯，實施指導教師回避制度，答辯成績由報告內容（40%）、報告過程（10%）、答辯過程（40%）、創(chuàng)新（10%）4種考核方式組成.排名后10%的同學必須認真修改論文并參加二次答辯.經過幾年實踐后，本專業(yè)畢業(yè)設計質量逐年提升.

2.3 構建科學合理的課程評價體系，持續(xù)改進

我校更新了畢業(yè)設計實踐環(huán)節(jié)的評價理念，注重學生非技術性能力和素質的培養(yǎng)，將設計題目從作業(yè)型向解決復雜問題型改革，從關注設計能力向設計能力和現代能力雙關注改革.各二級學院成立教學副院長任組長，系（部）主任任副組長，指導教師任委員的畢業(yè)設計質量監(jiān)督保障工作組，遵循多元綜合、過程管理的評價原則.

首先對課程大綱認真審核，實施課程目標學生自我評價，指導教師、系（部）主任、主管教學副院長內部評價及企業(yè)導師的外部評價機制，尤其對課程目標的考核設計和評分標準是否可行進行評價.其次，更加注重質量管理，讓企業(yè)專家全方位參與畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)，并對學生的非技術性能力進行評價考核，建立畢業(yè)設計過程質量監(jiān)控制度，定期開展課程質量評價，建立課程目標達成機制.最后在畢業(yè)設計完成時，全體專業(yè)教師參與，分析課程目標達成情況，找出不足并形成持續(xù)改進的思路和方法，特別注重評價結果被用于課程的持續(xù)改進.機制專業(yè)畢業(yè)設計課程目標近兩年的達成情況如表2所列.分析表2可知，畢業(yè)設計課程目標評價機制運行穩(wěn)定，持續(xù)改進有成效，目標達成度有所提升.

3 結語

工程教育專業(yè)認證標準的“核心理念”對畢業(yè)設計提出了更高的要求，對畢業(yè)設計模式創(chuàng)新是大勢所趨.本文介紹了我校機制專業(yè)的發(fā)展歷史及工程認證的核心理念的要求，

從確定畢業(yè)設計課程目標、完善畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)、修訂畢業(yè)設計課程目標評價體系等方面進行創(chuàng)新，從近年成效來看，畢業(yè)設計的能力目標達成，知識目標和素質目標基本達成，創(chuàng)新模式有效，較好地解決了畢業(yè)設計偏離工程實際的矛盾，鍛煉了學生的溝通交流、創(chuàng)新、團隊協(xié)作等非技術性能力.學生能夠在核心期刊上發(fā)表論文、申請實用新型專利和加工出實物樣機，達到了畢業(yè)設計的課程目標，較好地支撐了本專業(yè)的畢業(yè)要求.

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［責任編輯：李 嵐］