面向专业认证的工科毕业设计改革初探

穆为磊， 田晓洁， 刘贵杰， 谭俊哲

(中国海洋大学 工程学院， 山东 青岛266100)

0 引言

毕业设计是高等院校工科专业教学计划的重要组成部分，也是本科教育阶段的最后一个教学环节[1]。通常，毕业设计采用项目式教学方法，学生需要运用专业知识进行方案分析、方案评价和最优设计，从而对复杂工程问题提出完整的解决方案[2～3]。因此，毕业设计的质量是本科教育教学质量的阴晴表，提高毕业设计质量、管理模式和评价方法对提升本科教学质量具有重要的意义[4]。

本科毕业设计具有“过程性”的特点，即毕业设计包括问题分析、方案设计、详细设计、实验验证和总结的整个过程。同时，毕业设计也具有分散性和差异性的特点，其选题和指导主要由不同的指导教师负责，难以进行单一模式的集中考评。毕业设计的质量评价过程中存在着诸多问题。因此，如何建立毕业设计过程的质量保障机制和质量评价体系成为毕业设计管理中的一个重要研究课题[5]。

1 专业认证对工科毕业设计要求

《工程教育认证工作指南(2015版)》中提出毕业生需具有解决复杂工程问题的能力，并描述了复杂工程问题的具体特征。通过分析可以发现毕业设计是树立学生大工程观，培养学生解决复杂工程问题的有效途径。

针对我校机械专业毕业设计的特点，为了实现培养学生解决复杂工程问题的能力，我们认为机械专业毕业设计需要注意以下几点：

(1)功能的完整性。毕业设计的目标必须是设计一个完整的系统或者完整系统中具有独立功能的子系统。这类系统需要学生对成本、人文、技术可行性等因素进行综合权衡，具备足够的冲突因素。

(2)课题的新颖性。与一成不变的传统课程设计不同，新颖的毕业设计课题需要学生深度运用专业知识和工作技能提出创造性的解决方案。新颖性可以体现在设计指标、结构形式、传动方案和执行机构等方面。

(3)方案的最优化。毕业设计课题需要建立数学模型，进行理论求解，对结果进行评价，确定最优方案。

(4)结果的验证性。毕业设计课题需要具有验证部分。无论是部件设计还是系统设计，设计结果均需要进行验证，从而理解模拟仿真的局限性，验证设计方案的正确性。

2 毕业设计存在的问题

有关毕业设计存在的问题已有一些报道[6～7]。

综合前人的经验，在毕业设计存在的问题中，笔者发现毕业设计质量下降的原因可以从学生、教师、教学过程3个因素加以分析。

2.1 学生因素

对毕业设计重视不足[8]。由于缺乏约束制度，学生在选题之后往往不重视毕业设计，导致中期检查和期末考评较差。同时，宽松的考评制度也导致学生认为只要参加毕业设计，无论好坏最终都会通过。此外，部分已找到工作的学生认为，既然工作已落实，毕业设计就无所谓了；还有部分学生为了考研、补考对毕业设计的投入也不足。

2.2 教师因素

(1)缺乏新颖性选题。指导教师对毕业设计拟题质量影响较大，他们往往是根据个人喜好和科研方向确定毕业设计题目，取材范围有限，导致多届毕业设计题目类似、缺乏新颖性。

(2)指导教师投入不足。毕业设计的过程性不仅要求学生全程投入，也需要指导教师深度参与。指导教师受日常教学任务、科研任务和行政职务的影响，对学生指导的时间较少。

(3)教师工程背景少。毕业设计的题目往往是一个完整的系统。以机械专业的毕业设计为例，毕业设计的知识涉及机械设计、机械制造工艺、机械动力学和机电控制等多方面的知识，指导教师很难给予学生全面的专业指导。此外，机械专业毕业设计课题需结合工程实践，因此对指导教师的工程背景提出了一定的要求。

2.3 教学过程

(1)教学过程缺乏相应的培训和指导。毕业设计过程类似于科学研究的过程，需要学生具有一定的科学素养，而且毕业设计需要提交论文形式的设计说明书，因此，有必要对参加毕业设计的学生进行系统的科研过程培训。

(2)评价方法操作性差。毕业设计的评价由指导教师评分、评阅教师评分和答辩评分组成。通常，三部分的评分表格式是相同的，但是指导教师、评阅教师和答辩专家的角度不尽相同，导致学生评价结果的差异较大，影响了毕业设计评价的客观性。

(3)管理规定和实施细则缺失。毕业设计与其他课程(理论课程、课程设计和实习实训)相比，具有离散性大的特点。毕业设计一人一题，题目差异、学生差异和教师差异造成结果的差异性大。

根据毕业设计质量下降的上述分析，我们提出了如下的改革措施。

3 毕业设计改革措施

3.1 加强制度建设，狠抓制度落实

毕业设计工作涉及学生、教师和学校(院系)等多个主体，看似是一个学期或一个学年的工作，实际是与整个大学阶段的学习都密切相关，是一项复杂的系统工程[9]。因此，需要制定合理的管理制度，保障毕业设计各环节的健康开展。

为此我校已经制定了毕业设计管理规定，制定了毕业设计拟题、审题、选题、开题、中期和答辩的流程。在此基础上，笔者制定了机械专业毕业设计工作实施细则，详细规定了拟题规范、周指导记录制度、毕业论文撰写规范、归档规范。毕业设计的过程管理不仅需要教研室参与，更需要指导教师的大力支持。为了加强对毕业设计进度的监管，笔者提出了周考核制度，要求学生每周带着问题、计划及已完成情况向指导教师汇报。如果指导教师认为学生完成了上周的任务并对下周的任务有清晰的思路，即可在周指导记录表中签字；如果指导教师认定学生工作量不足，则拒绝签字。学生在中期检查之前需要拿到至少4次签字，否则不准许参加中期答辩。在期末答辩之前需要拿到至少8次签字，否则不准许参加期末答辩。

同时，建立校企协同育人的机制，将企业导师引入毕业设计指导过程中，要求企业导师每年提供一定数量的毕业设计题目。企业题目多与企业新产品研发或产品升级有关，设计结果的转化率较高，为此增加了毕业设计的新颖性和吸引力。

3.2 加强过程指导，推进质量提升

通常，本科生欠缺科研素养，难以把握毕业设计任务书的课题目标和计划。因此，在选题之后教研室组织毕业设计动员。一方面营造毕业设计的气氛引起学生的重视，介绍毕业设计的关键时间点及各阶段的任务；另一方面介绍如何确定关键词，查找文献，并根据文献资料指导方案设计。动员会让学生熟悉毕业设计的脉络，有利于毕业设计过程的控制。在中期检查前两周，教研室邀请专家进行“毕业设计常见问题”的讲座。讲座主要围绕机械设计的思路、方法和制图规范，展示往届毕业设计中的常见错误。中期检查之后，学生很快进入机械制图和论文写作环节。此时，教研室再组织“毕业设计论文撰写规范”讲座，围绕毕业设计论文模板使用、论文插入制作和公式编辑等内容。在毕业设计答辩后，为了顺利完成毕业设计归档工作，教研室还要组织“毕业设计归档规范”讲座，围绕毕业设计论文打印装订、机械制图打印装订和附录文档规范。

3.3 增大经费投入，保障实物成果

对于机械设计制造及其自动化专业来说，要实现一个完整的系统除了需要经过方案评价、模拟仿真、结构设计、工艺设计等机械设计环节，还有机械制造和机电控制部分。因此，为了验证模拟仿真、理论设计的正确性需要将设计方案制作出原理样机。教研室每年在实习经费中会申请一定的毕业设计经费，学生根据需要提出申请，由指导教师和教研室主任审核，提交财务进行报销。另外，教研室将实验中心的生产车间引入毕业设计中，学生根据需要提交申请，实验室主任和指导教师进行审核，并安排相关教师配合加工、制造零部件。在毕业设计答辩环节中，学生需要展示原理样机，并介绍运行原理与维修维护方式。

3.4 修订评分准则，客观衡量质量

本科毕业设计的质量是指培养结果对毕业能力的达成度。本专业毕业设计的具体评分标准示于表1。表中第一行标出表现毕业生的10项能力：包括基础知识的运用(1)、创新意识(2)、设计合理性(3)、数据分析能力(4)、知识的综合运用能力(5)、模拟仿真能力(6)、论文写作(7)、外语能力(8)、职业道德(9)和终身学习能力(10)。另三行标出教师评分、评阅评分和答辩评分。在教务系统中为指导教师、评阅教师和答辩专家设置各评价指标的权重，评价主体只需要在系统中输入各评价指标的分值，即可完成一项毕业设计的评价。指导教师、评阅教师和答辩专家参与的环节不同，因此，评价的侧重点不同。

4 结语

毕业设计是本科阶段的最后一个培养环节，是学生综合运用专业知识解决复杂工程问题的重要实践课程。本文通过分析专业认证对毕业设计的要求，提出了毕业设计的基本要求，结合当前毕业设计存在的问题，提出了面向专业认证的毕业设计的改革措施。各项措施实施以来，毕业设计管理逐步走向规范化和系统化，有效解决了学生、教师不重视，毕业设计质量不高的问题。实施3年以来，形成了校企协同参与毕业设计的机制，组建了以指导教师和培训教师组成的双重指导团队，搭建了毕业设计制作、组装和测试平台。此外，教研室正努力将相关的培训讲座转变为科研导论课程，从而为毕业设计、课程设计和综合训练等课程服务。

表1 毕业设计评分标准