基于创新能力培养的机电类专业毕业设计教学研究*

◆张瑞平 雷美荣 张占东 李润莲

0 引言

机电类专业本科毕业设计是本科教学课程体系中的最后一个环节，是对大学生所学知识技能的综合考核，也是对一个未来从事机电工程的高级工程技术人才的基本训练。将创新能力的培养融入本科毕业设计中，在毕业设计中着重体现其综合性、创新性、实用性，不仅有助于提升学生毕业后的技术创新能力，也是高校进行“双创”教育的有益尝试[1]。

山西大同大学作为应用型本科院校，机电学院的本科毕业生应具有解决机电设备设计、制造、使用过程中遇到的复杂问题的能力。毕业设计是基于这一培养目标，对学生分析或解决某一问题而完成的一种训练和考核。在毕业设计的多个环节（如选题、开题、设计方案确定、图纸的绘制、论文撰写、论文答辩等）引入创新理念，对提高学生创新能力、实践能力和整体素质具有积极意义。

1 应用型本科机电类专业毕业设计中存在的问题

1.1 选题方面

毕业设计选题要求符合培养目标，这一规定比较空泛，不易操作，选题难易度很难控制；学生选题仅仅是完成一个程序，缺乏对课题的深入了解，指导教师分配课题比较随意，不能很好地考虑学生的兴趣及专业基础；毕业设计题目和内容更新慢，缺乏与时俱进；学生之间设计内容相似，部分学生依赖其他学生，阻碍对独立思维的培养[2]。

1.2 毕业设计过程管理方面

毕业设计面临学生招聘、考研面试等不利因素，对学生管理难度增加；有些学生从选题到内容无特色、无创新，思考没有深度；个别学生设计任务不明确，搜集文献资料不足，更没有下功夫阅读文献、整理文献，设计过程存在抄袭；毕业设计环节对指导教师缺乏有效监督，学生得不到及时指导，答辩环节往往教师“放水”希望学生顺利毕业，提的问题简单；毕业设计中期检查流于形式，不能及时发现设计过程中的问题。

1.3 毕业设计评价体系方面

目前学生毕业设计成绩的评定由三部分加权构成，分别是指导教师评定（40%）、评阅教师评定（40%）、答辩（20%）。通常给出评定指标，如选题、文献查阅、绘图、论文撰写等项目，采用五级评分，即优秀、良好、中等、及格和不及格。这种评价方式看起来合理，其实并不能真实反映学生的创新能力和知识运用能力，与主干课程的相关性也无法体现。

1.4 师生重视度程度方面

毕业设计成绩对学生毕业、学位及就业和升学没有太大影响，学生不愿花费过多精力来完成；对毕业指导教师的教学效果没有评价指标，这样无法形成监督，部分指导教师工作敷衍不到位，导致学生毕业设计水平较低。

以上这些因素导致毕业设计质量下降，影响学生分析能力、工程实践能力、创新能力的培养，无助于学习风气的改善，也阻碍了高等教育的发展，因此有必要对毕业设计教学改革进行探索和研究。

2 创新能力培养与毕业设计相融合的意义

2.1 有助于促进教学改革，提升教学质量

毕业设计是应用型高校人才培养课程体系的一部分，是对四年所学知识的综合运用，在毕业设计中要特别强调创新能力的培养，这是衡量、评估高校教学效果、认证学生毕业资格和学位资格的重要依据，也是对课程体系建设的促进和补充。

2.2 有助于提升本科生的“双创”技能

在毕业设计中体现创新能力的培养，发挥学生主体作用，激发其创新欲望、树立创新理念，引导其实现创新目标，同时对毕业设计过程进行细致、严格的规范化管理，使学生完成高质量的毕业设计，这样的训练有助于提升其创造社会价值的能力和实现个人价值的能力[3]。

2.3 有助于提升师资队伍的创新能力和教学水平

对于机电工程类专业而言，创新能力的获得来自扎实的理论知识和丰富的实践经验。近几年加入教师队伍的年轻教师基本是前脚出校门、后脚进校门，理论知识渊博，信息面宽，但多数没有现场工作经验。毕业设计融入创新能力的培养形成一种制度，可以迫使年轻教师增加现场工作经验，提高自己的实践能力和创新能力。作为教学部门的主力军，教师队伍提高创新能力，可极大提升教学质量。

3 改进措施

借鉴国内外研究经验并充分考虑学院自身特点，从以下几个方面进行研究、分析，提出相应的解决措施。

3.1 寻找问题、发现问题

通过多种途径，在毕业设计各个环节探寻存在的问题，并将这些问题一一列出，如图1所示。

图1 毕业设计存在的问题

3.2 研究分析毕业设计与各门课程之间的关系

毕业设计是大学专业教育的最后一个环节，是所学各门功课的综合运用，对机械工程毕业设计而言，毕业设计类型多数为应用研究、产品设计、工程技术开发或软件开发与应用，具体课程知识点与毕业设计要求可归纳为以下几点。

3.2.1 文献检索、资料使用能力 能够搜集、查阅相关文献资料并加以分析、整理和凝练；能够熟练使用各种手册，查阅材料、工艺规范、标准件等。

3.2.2 机械类专业基础知识的综合运用能力 根据设计要求，如产品的研发，能够提出多种方案并确定最佳方案；充分利用所学的机械工程材料、工程力学、机械原理、机械设计等课程，完成毕业设计相关参数的设计计算,完成力学分析，完成材料的选择，完成机构的优化设计，完成零部件的结构设计等。

3.2.3 机械制造工艺能力 对产品生产工艺和主要生产设备，分析其加工能力，并能制订工艺路线、设计工装夹具，或者进行工艺方法的改进。

3.2.4 机械制图能力 能够规范绘制零件图、部件图和装配图。

3.2.5 文字表达及编辑能力 能完成技术文件如设计说明书或论文的撰写等。

因此，根据专业特点，研究分析主要课程与毕业设计的相关性，加强各主干课程的教学，才能为毕业设计高质量完成打好基础[4-5]。

3.3 健全和完善毕业设计全过程的各项机制

毕业设计从选题开始，包括下达任务书、开题、展开设计、完成图纸的绘制、撰写设计说明书或论文、答辩等环节，每一环节应建立评定、审核、监控机制。如就选题这一环节而言，大概步骤包括：初拟→审定→批准→公布→学生选题。每一步骤由谁来执行和监督、课题拟定的原则、知识点覆盖范围及难易程度、工作量等都需要明确。现阶段采用的毕业设计教学大纲从内容和形式上应该进一步完善和补充，通过细化、量化，使其更具有可操作性，满足当前机械行业发展形势的要求和创新型人才培养的需求。

3.4 建立面向师生的“双主体”毕业设计管理系统

从初拟毕业设计题目到最后学生完成毕业答辩整个过程，指导教师和学生应积极配合、共同参与，管理系统应当针对性地检查每一个环节，对师生作出评估和警示，保证毕业设计按计划进度高标准完成。

4 结论

面向机电类专业毕业生，将创新人才的培养与毕业设计相融合，在具体实施过程中对毕业设计进行全程跟踪，发现问题及时警示、监督，保证毕业设计按进度、高质量完成，使学生得到创新思维和创新能力的训练。而创新教育与毕业设计的融合，最后归结到学生各项能力的提高。

分析能力：应用科学原理识别、表达、分析复杂问题。

研究能力：应用科学原理和方法研究复杂问题。

设计能力：应用技术原理完成系统设计、结构设计、工艺设计等，并能够解决复杂工程问题。

但就解决具体问题而言，主要是针对以下几个方面。

1）通过建立选题机制，解决毕业设计课题大而空洞的问题，课题可以来源于多个途径，鼓励学生参与教师的研究项目，从事创新项目的研究；选题应注重与工程实际紧密结合，在解决实际工程问题的过程中发挥学生的创造力。

2）构建新的毕业设计模式，学生变被动为主动，以学生为中心，从选题、开题、展开设计到毕业答辩，学生可以独立运用专业知识发展自己的创造能力。

3）通过建立毕业设计监控机制，杜绝不良学术风气造成的粗制滥造现象，控制学生论文抄袭行为。

4）通过健全、完善毕业设计质量评价机制，对指导教师和学生“双主体”细化评定指标，以此提高毕业设计质量。

表1是毕业设计成绩评定表，对毕业设计的每一个环节精准细化、量化、规范化，具有可操作性[6]。通过修订大纲、完善和健全机电工程类专业毕业设计选题机制、毕业设计过程监控机制、毕业设计评价机制，将创新人才的培养融入毕业设计中，是“双创”教育改革下课程体系建设的补充，发挥专业教育的特点，使学生的创新创业能力得到进一步的提升，不仅可以保证毕业设计的教学质量，而且能够促进教师队伍业务水平和创新能力的提高。

表1 毕业设计成绩评定表