基于项目驱动的机械专业毕业设计教学模式改革研究

殷振　王广勋　汪帮富　任坤

【摘 要】本文针对机械专业毕业设计中存在的问题，对毕业设计教学模式进行了改革和探讨，将项目驱动教学模式引入到机械专业毕业设计课程教学中，介绍项目驱动的机械专业毕业设计流程和效果，并对基于项目驱动的机械专业毕业设计模式进行概括总结。实践结果证明，该改革模式对提高本科院校学生毕业论文质量具有良好的效果。

【关键词】毕业设计；机械专业；教学改革；项目驱动

0 引言

毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，是学生在完成全部学习课程以后，运用所学的理论知识和技能解决实际问题的一次综合性的设计。通过毕业设计可以进一步巩固学生的理论知识，强化基本技能，培养学生综合运用已有知识独立分析和解决与专业相关的工程技术问题。不少学生缺少工程应用经验，对所要设计的题目一知半解，不知如何着手设计，以至于对毕业设计题目失去兴趣，且毕业设计中经常出现：设计出来的零件不一定能加工出来，能加工出来的零件不一定能装配到一起，装配到一起了，整机又不一定能运行。因此，这些“纸上谈兵”的毕业设计达不到巩固学生知识和专业技能以及提高学生独立思考、创新思考和实践能力的目的，这也不符合社会的发展以及对所需人才的要求。

为进一步提高高等院校毕业设计的质量，我们开展了“基于项目驱动的机械专业毕业设计模式”的改革研究，经过进一步的探索与实践，总结出了一套较为完整的毕业设计模式。基于项目驱动的毕业设计模式是以问题为先导，将毕业设计项目模块化，让学生组建项目团队，在接近实际生产的情况下完成毕业设计。此种毕业设计模式极大的激发了学生的学习兴趣和积极主动性，并取得了显著的效果。

1 项目驱动的机械专业毕业设计模式改革架构

基于项目驱动的机械专业毕业设计模式，首先在老师的指导下，将机械专业的综合毕业设计项目交于学生，在指导老师的指导下，学生自行完成收集信息、设计方案一直到实施项目及最终的评价，而老师会将整个学习过程进行分解，设计出各个任务的项目的教学模式。该教学方法以项目为主体，教学和项目的实施相结合，以适应当代社会的企业人才需求为目标，强调对学生统筹规划、自我培养、动手实践、工作应用等综合能力的培养。不同与传统的教学方式，项目驱动的教学模式模式提倡以学生为中心，学生不再是被动的学习理论知识，而是在实践中完成项目，在完成项目的过程中学习。教师只是以组织者和指导者的身份起辅助和促进作用，以充分发挥学生的主观能动性和积极的创新意识和创新能力。

项目驱动的人才培养模式在国外已有多年历史，目前，在国内的应用多局限于某一门课程。将项目驱动教学模式引入到高等院校毕业设计课程教学中去，让学生在科研项目中开展毕业设计，利用先进的仪器设备，加工制造检验设计的可行性，并加以修改和完善。通过项目的完成情况来评定毕业设计的质量。

2 项目驱动的机械专业毕业设计流程

2.1 项目的选择

教师选题时，要结合时代的变迁更新观念，结合学生的专业特点培养学生的综合运用能力。为了让学生的设计项目与生活实际相贴近并将设计成果转化为有价值的参考依据，采用了两种方式提供项目：一种是选择自己感兴趣的作为毕业设计项目，进一步的提高自我创新能力和更好的发展；另一种是选择实际生产为主的毕业设计项目，为以后的工作需求进一步提高自己的工作能力奠定基础。

2.2 项目分析

在项目驱动模式中，项目分析是项目设计的前提条件。拿到一个项目，首先要对其可行性进行全面技术的分析论证，结合实际的生产应用的先进性和适应性以及设计条件的可能性和可行性，为项目的设计提供科学依据。因此，可行性分析在项目设计前具有决定性的意义。

2.3 项目设计及分解

在项目驱动模式中，项目的设计是关键，项目的好坏直接影响最终的结果，因此，老师应根据学生自身的特点，并联系实际应用，制定具有实际意义的可行性综合项目。根据不同的知识点将一个综合的项目模块化，划分为若干个相互关联又相互独立的子项目，再将子项目分解成多个任务，包括所学课程的知识点、重点和难点。要遵循科学实用的准则，以学生的专业能力为向导，来调动学生的积极性和主观能动性。考虑到每个学生能够充分的参与到项目的操作与学习中去，每个小组以4～6人为主。因此，每个班将有6～8个项目同时进行，尽量做到项目不重复，以保证每个学生不仅通过自己的项目得到锻炼，同时在与其他小组交流与展示过程中获得各个领域与行业直射的积累。

2.4 组建学生项目团队

将一个综合的项目模块化划分为若干个相互关联又相互独立的子项目，再将子项目分解成多个任务，根据学生的基础特长的不同以及子项目的难易程度来选择不同的子项目任务去完成，借此把学生凝聚成一个拥有共同个目标的团队，分工合作，互相配合，培养良好的团队能力和精神。打破以往教师为主，学生为辅的毕业设计模式，转换为以学生为中心，教师作辅助的模式，不仅提高了学生的独立思考工作的能力，而且还提高了毕业设计的质量，加快了毕业设计的进度。

2.5 项目评价

项目评价是为了在评价的过程中促进学生的全面发展，主要是查看学生对知识和技能的掌握情况。通过阶段性的评价，了解学生的学习过程，并引导学生顺利完成项目任务。通过一轮一轮的反思和修改，明确自身优缺点，从而获得更全面的进步。

2.6 项目的实施

具体项目的实施分为CAE仿真分析和实际制作两类，CAE包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动、动力学仿真等。通过CAE仿真平台，可实现无差错的设计与制造，发现设计缺陷、优化零件尺寸、优化性能等，并及时进行综合探讨答疑，从而提高设计项目的综合性能，缩短设计周期。实际制作则是通过具体的实际零部件加工、并组装成实际的装置，通过同学们的实践动手，进一步发现设计生产中的一系列问题，然后再进一步的改进，并提高同学们的设计、制造、创新和实践能力。

2.7 项目过程管理

整个项目驱动的毕业设计的管理过程，严格做到分工明确，要求具体，规定每一个进度的完成时间，集中时间进行探讨答疑，不断改进，不断完善，全方位协调进行。大多数的同学都非常积极主动，争取能够早日完成任务，有的设计内容则需要多次修改，从完成一直到完善。这样不仅能加强学生的自我管理能力，团队协作能力及个人服从集体的能力，而且能更好的与客户、其他项目组及内部人员沟通协调，为以后的工作打下了一定的基础。

3 项目驱动的机械专业毕业设计效果

“项目驱动”的毕业设计模式是在机械专业教育与社会实际需求之间出现脱轨的情况下而产生的改革研究措施，是一项综合性强、互动性高、适应范围广、知识量大的改革研究。经过实践表明，该模式打破了常规的单一模式的毕业设计模式，充分体现了“以学生为中心，教师作辅助”的教学思想，充分调动了学生主动学习知识和解决问题的主观能动性，通过小组个体之间、师生之间的交流讨论和答辩评价，从根本上激发了学生的学习热情，提高了学生的动手实践能力，锻炼了学生的组织协调能力，培养了学生的分工合作的团队精神。很多学生由此端正了学习态度，明确了职业目标和就业方向，达到了良好的教学效果。

从2007级到2011级的毕业生，以项目驱动的机械专业毕业设计指导模式，总共指导过42名学生，在最终的毕业设计评定中，其中有54.76%的学生获得优秀，38.09%的学生获得良好，7.14%的学生获得中等，及格率100%，远远高于传统毕业设计的平均水平。通过该实践结果可知，基于项目驱动模式下的毕业设计的质量得到了显著的提高。

4 结语

基于项目驱动的机械专业毕业设计模式的成功应用，与其自身的特点分不开。该模式不仅明确整体目标，提高学生的学习主动性和创造性；而且结合学生自身的特点，注重科学选题，因材施教，对于个别创新型、应用型学生可提前进入毕业设计，为毕业设计的完美度保证充足的时间；此外毕业设计期间，指导老师与学生要经常进行交流，能够及时答疑。在该模式下，学生的动手能力、思考能力、探究能力及创新能力得到了提高，同时学生的社会实践及综合职业能力也得到了进一步的培养。

基于项目驱动的毕业设计模式，使我们培养出的机械专业毕业生，无论在工作岗位，还是在以后的研究生学习中，都能表现出良好的工作能力和科研能力，获得认可，达到了工科院校的最终教育目标。

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[责任编辑：王楠]