双创背景下高职机械制造与自动化专业毕业设计的改革探索

王新海　马瑾　张永军

[摘  要]毕业设计是高职院校人才培养体系的重要环节，针对毕业设计课题类型单一、时间冲突和缺乏合作等问题，将创新创业教育融入高职机制专业毕业设计教学过程中，毕业设计题目以生产生活中的实际问题为切入点，通过产品的结构设计、零件制作和装配组合等全生命周期制造活动，重点培养学生解决问题的能力，激发创新设计意识和培养团队合作精神，为后续上岗打下坚实基础。

[关键词]高职  双创教育  毕业设计

基金项目：陕西省职业教育研究课题项目（项目编号：SZJYB19-124）。

引  言

2015年5月，国务院办公厅印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（以下简称《意见》）掀起了“大众创业，万众创新”的热潮， 其中《意见》明确指出要抓好人才培养质量标准，健全创新创业教育课程体系。在当前双创教育时代背景下，高职毕业设计作为人才培养方案中的重要教学环节，如何适应创新创业教育发展的新需要，为社会培养出高质量人才是一个亟需探索和解决的研究课题。

高职机制专业毕业设计存在的主要问题

1.类型单一

在60多年的办学历程中，陕西国防工业职业技术学院机械制造与自动化专业（以下简称“机制专业”）毕业设计始终坚持规范、严谨、合理的教学实施原则，促使学生通过毕业设计有所提高。机制专业的毕业设计按照毕业设计动员、资料准备、手工绘图、工艺设计、工装设计、资料电子化整理和答辩等流程进行，其中手工绘图主要包含审图、绘制零件图等内容，工艺设计主要包含毛坯类型、毛坯余量、毛坯零件合图、基准选择、加工方法、工序简图和工序设计等内容，工装设计主要包含指定工序的刀具设计、夹具设计和量具设计等内容。毕业设计紧密结合岗位工作增强了学生的适应岗位的能力，取得了一定的成绩。然而，现有的毕业设计题目基本上围绕轴类、平面类、套类等零件展开，主要考查了学生审图、查阅资料和掌握绘图软件的知识水平，重点培养了独立制定工艺规程的工艺设计岗位人员的能力。随着制造业智能化的升级改造，需要大量操作、调试、维护和改造方面的专业人才，而不仅仅是工艺设计人员。因此，机制专业学生的毕业设计课题显得类型过于单一，设计过程缺乏创造性，教学效果缺乏时效性，不能满足现有智能生产对复合型人才的需求。

2.时间冲突

机制专业的毕业设计教学环节安排在第5学期的第9周开始进行，在此期间，学生需要在校外进行顶岗。因此，如何处理好工作与学业的时间问题，合理规划好两者之间的关系是学生面临的一个重要问题。在企业单位顶岗期间，学生面临着既是学生又是一名准员工的双重身份。作为一名学生，要按时、按量、按质完成毕业设计课题的相关任务，不弄虚作假、抄袭他人成果，避免出现毕业设计成绩不及格的现象，遵守毕业设计相关要求，确保顺利毕业;作为一名准员工，必须严格遵守企业的各项规章制度和劳动纪律，并且要在实践中努力完成专业技能的学习任务，以便得到企业的认可，从而获得正式聘用。学生一般很难在工作期间腾出充足的时间进行毕业设计课题的研究，多数学生只能利用业余时间通过网络、电话与指导老师进行沟通课题完成过程中所遇到的困难，机制专业的毕业设计不是简单地通过文献查找完成论文综述，而是需要学生综合利用前期制图、材料、工艺等专业课的知识，通过必要的专业软件完成毕业设计课题，学生在顶岗的情况下，缺少充足的教学资源，不可避免地影响了毕业设计课题完成的质量。

3.缺乏合作

按照畢业设计动员、资料准备、手工绘图等流程实施，机制专业毕业设计采用一人一题的原则，每个学生的毕业设计课题题目不同。学生领取到零件图后，通过查阅机械手册等资料完成刀、夹、量和工艺规程的设计，在设计过程中如有问题可与指导教师取得沟通，此种形式锻炼了学生独立设计的能力。按照同一种模式进行的毕业设计，每名学生的专业知识能力的提高固然很重要，但是学生缺少了合理分工和团队合作的机会，缺少了通过团队成员讨论分析、分工交流和思维碰撞等过程。在知识经济和全球化的今天，企业对入职学生不仅要求具备必要的专业知识，而且越来越广泛地注重学生个人是否具备团队合作精神，特别是与人沟通交流的合作能力。同时，毕业设计是学生毕业前进行综合训练和岗前培训的重要实践性教学环节，是学生运用所学专业知识解决工程实际问题能力训练的重要手段。因此，以毕业设计为导向，抓好学生团队合作意识的培养，通过指导老师的正确引导，让学生意识到与成员间的良好协作和联系是加深情感联络的主要手段。

机制专业毕业设计改革的创新举措

机制专业的毕业设计主要围绕开题时间、组队和选题三方面进行了尝试与探索，较好地解决了毕业设计遇到的前述问题，通过实施，增强了学生的团队合作意识，提高了学生的创新能力，培养了学生学习的主动性。毕业设计开题选择在第3学期开始进行。组队方面按照以下方式进行：全年级学生按照前两学期的学业成绩和综合素质测评成绩相结合的方法进行综合排名，并且划分成A、B、C、D四个等级，团队至少由4名学生组成，每个团队必须包含各个等级，尽最大程度保证团队成员之间的互补性和各团队的相对公平性，以此保证后续毕业设计课题的公平开展。选题方面按以下方式进行：毕业设计题目可以由教师根据实际生产生活需要解决的问题或者各种高职职业技能创新大赛指定题目等为载体，也可以学生自拟题目，所有拟定好的毕业设计课题题目须经过答辩委员会的审核通过，通过的题目还需完成毕业设计实施任务书的制定与审核，以此确保选题的科学性、合理性、实用性和可行性。

机制专业毕业设计的实施过程

本文以第八届机械创新设计大赛主题与内容作为毕业论文的选题依据，大赛注重培养学生的创新设计意识、团队协作精神，并且主题内容新颖。该届大赛以“关注民生、美好家园”为主题，其中涉及辅助人工采摘苹果、草莓和菠萝等水果的小型机械装置或工具的设计与制作。下面以题目为《基于互补采摘技术的多刀头菠萝采摘装置》团队的课题阐述毕业设计的具体实施过程。

1.三维建模与图纸绘制

课题团队通过前述方法进行组队，收到辅助菠萝小型机械装置的设计与制作任务后，團队查找菠萝种植及采摘的现有特点和方法，提出了互补采摘技术思路，即菠萝由折断或切断的方式进行采摘，并且折断方式利用多组刀头实现，最终确定方案并且对装置进行三维造型。团队成员利用UG软件进行零部件的绘制。UG软件具有强大的功能，可以轻松实现各种造型和建构，具有优良的建模功能，能够给学生更加真实、直观的感知，已经成为机械设计与制作行业的主流应用软件之一。利用UG软件团队完成了扶正机构、拨叉机构、切断机构、传动机构等部分零件的三维造型并完成了组装。

在完成装置的三维建模后，利用UG软件生成了装置的二维装配图。基于互补采摘技术的多刀头菠萝采摘装置中的直齿轮、伞齿轮、弹簧、传送带刀片和车轮等零件采用标准件，对机架、拨叉轴、主轴等其余零件的三维零件造型进行转化成为二维图纸，并且利用AutoCAD软件对二维图纸转换的零件进行绘制，标注出各个零件的尺寸、公差、表面粗糙度和技术要求等，以便后续指导进行生产加工。

2.零件的选择与制作

在机械零件产品的设计与制作过程中，合理地选择和使用材料是一项十分重要的工作，不仅要考虑零件的工作条件，使用性能，而且要求要有较好的工艺性能和经济性。团队按照机械零件材料及成型方法选用中的选材一般原则，对所有零部件进行了材料的确定。为了降低成本、较少消耗、方便加工，并且考虑到是第一次制作整机，在保证能够实现功能的条件下，团队在制作装置时大量地采用了易加工、成本低的非金属材料，其中机架部分采用广告行业大量使用的PVC板材，齿轮选择塑料材质的成品，各种轴类零件采用铝棒进行加工，轴承、皮带轮、传送带和车轮等采用标准件。团队成员利用机械加工实训中心的设备完成了除标准件外的零部件的加工，并且进行组装、调试，最终实现了毕业设计任务书上预定的功能目标。

结  论

高职毕业设计是巩固、拓展学生所学理论知识和锻炼实际技能的重要教学手段。在双创背景下开展高职机制专业毕业设计的改革，打破传统培养工艺人员的毕业设计题目类型单一等问题的模式，积极引入以创新创业大赛主题为主的解决相关实际问题的课题，组建毕业设计课题研究团队，合理制定团队组合规则，通过设计、制作和装配等环节，激发了学生学习的积极性，培养了学生的团队合作意识，提升了学生创新和实践能力，为转型升级中的制造业培育出了复合型技能人才。

参考文献：

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[3]李壮威.基于UG软件中的中职机械制图教学分析[J].职业教育，2020（6）：137.

[4]马冬雪，王微，崔申君，等.UG软件在机械专业教学中的运用分析[J].内燃机与配件，2019（16）：273-274.

作者单位：陕西国防工业职业技术学院  陕西西安