加强工科制造类专业毕业设计创新性和实用性的探讨

2023-10-26刘新廖海洋熊宏朱亨荣张展展李兵华

中国教育技术装备 2023年14期

刘新廖海洋熊宏朱亨荣张展展李兵华

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2023.14.046

摘要智能制造企业对工科制造类专业毕业生提出创新能力、实践能力等要求，而当前高校毕业设计普遍只注重对学生专业能力的考核。为此，以材料成型及控制工程专业为例，提出“专业宏观布局、回归企业，以服务特色产品研发为出发点，依靠项目落实毕业设计课题”的观点，以此提升毕业设计的创新性和实用性，并通过实例给出具体措施，以期为智能制造需求下的智能制造类人才培养提供参考。

关键词智能制造；工科制造类专业；毕业设计；材料成型及控制工程专业

中图分类号：G642.477 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）14-0046-03

Discussion on Strengthening Graduation Projects

Innovativeness and Practicability of Engineering

Manufactring Specialty： Taking Material Forming

and Control Engineering of Hunan University of

Technology as Example//LIU Xin， LIAO Haiyang，

XIONG Hong， ZHU Hengrong， ZHANG Zhanzhan， LI Binghua

0 引言

目前，国内高等院校每年向社会输出数以万计的工科制造类专业毕业生，但大多数毕业生并不能满足用人单位的要求[1-5]。其中，工科制造类专业毕业生专业基础知识匮乏、没有创新意识、动手能力差、不能快速进行实际设计等，是用人单位抱怨最多的问题。这不能不引起教育界对高校工科制造类专业人才培养模式的思考。毕业设计作为综合考查学生对专业知识掌握程度，以及体现学生自我创新和实践能力的最重要环节，备受关注。

近年来，国内一些高校十分重视制造类专业毕业设计的时代性。如上海交通大学工科类毕业设计立足基本理论和技能，重视科技创新能力培养，结合学校独特的校企资源，形成了毕业生参与指导教师科研以及下工厂企业进行具体实践设计的毕业设计模式[6]；华中科技大学毕业设计从选题上做文章：选题应与社会、生产、科研、教学和实验室建设等实际任务相结合，应在实际任务，具有理论探索意义、具有实际应用前景、具有创新构思的课题中选取[7]；中南大学重视毕业生实践能力、综合素质和创新精神的培养，要求毕业设计具有实践性、综合性、探索性、应用性等特点，为启发学生智能、培养学生各方面能力提供了综合训练和实践的机

会[8]。通过这些抓核心，具体形式自由的模式，学生的主观能动性和特长得到充分展示。

由于教师科研项目少、校企深入合作不充分、学生基础较薄弱，地方应用型高校借鉴主流大学成功经验开展毕业设计工作效果不理想，毕业设计既无法发挥学生从高校迈向企业的桥梁作用，更做不到为智能制造企业预演学生的创新和应用技能。

湖南工业大学材料成型及控制工程专业不断“擦亮工业底色”，在助力打造湖南“三高四新”和株洲“制造名城”的过程中，努力对接智能制造企业、针对特色产品整体布局毕业设计选题，指导教师和学生共同驻扎企业开展智能制造需求下的本科毕业设计，学生毕业设计的创新性和实用性得到全面提升，为社会输送了一批优秀人才。

1 宏观布局毕业设计选题

地方应用型高校学生的主观能动性不强，毕业设计的选题普遍为指导教师根据自身的实践经验结合专业要求来拟定，然后让学生选择，因此，存在课题时代性不强、学生对课题的实际意义不了解、学生自主选择面窄等问题。面对智能制造企业对工科制造类专业人才的新需求，湖南工业大学材料成型及控制工程专业首抓毕业设计选题关，以专业每一届毕业生为对象，与企业专家、行业专家、专任教师和学生一起确定毕业设计课题。

1.1 以智能制造企业特色产品作为毕业设计课题主要来源

材料成型及控制工程专业涉及智能制造的各个领域，能作为本专业毕业设计课题的产品非常多，如何选择和寻找最适合作为本专业毕业设计的特色产品，并且又能从企业获得相关产品的一些设计数据，需要“早排查、多渗透和深度合作”。

首先，以长株潭衡智能制造企业为重点对象，深入调研和考察企业的设计和产品制造，根据学校和专业排名及专业培养重心，以及企业对人才档次和技能的具体需求情况，为每个专业的每一届学生至少筛选出2～3家合作交流企业。

其次，選派研究方向相似或相近的专任教师1～2名（以无在研科研项目的教师为主）与对应企业人事和对口产品生产部/车间负责人建立合作交流机制，并引导和带领该届学生多次深入企业开展各种实习和实践活动，让学生在开展毕业设计之前就能对企业产品有逐步深入的了解。鼓励学习能力强的学生主动跟随选派到企业的专任教师多深入企业，并时刻关注对口企业的发展状况和企业智能产品所涉及技术的国内外现状。与此同时，学校也定期迎接企业到学校开展新产品推广、产品设计理念征集和产品制造难点项目攻破等形式的宣讲和学术讨论活动，并保证每次技术性讨论活动学校会安排1～2名高层次专家参与。通过多途径的校企资源渗透，为每届学生“接地气”、自主选择毕业设计课题奠定良好的基础。

最后，在学校开始正式进行毕业设计流程之前，专门组织专任教师、企业人事及技术人员以及部分优秀学生开展“毕业设计选题论证会”，剖析企业特色产品、分解零部件、关联产品上下游零配件并进行产品关键参数的设定等。根据论证会相关内容，专任教师根据专业培养要求及毕业设计课题具体情况，制作毕业设计任务书，并附课题简介和毕业设计基本要求，在学校本科毕业设计/论文管理平台公布，待专业正、副主任审核通过后，向学生开放。由于学生前期已对企业有一定认识，对产品也有过接触，便可根据自身的情况和喜好，选择自己感兴趣和能驾驭的课题。

1.2 从科研项目选择含金量高的毕业设计课题

地方应用型高校研究生数量有限，因此，专业教师的科研课题需要专业基础扎实、肯开动脑筋且执行力强的本科生充当助手，以提升科研效率。湖南工业大学材料成型及控制工程专业一直鼓励“学有余力”的学生从大二暑假便进入自己感兴趣课题的科研项目组，通过“学帮带”快速入门，跟随教师和研究生持续深入，随后在不同竞赛中充分融入自己的创新理念，检验和完善自身的创新和实践能力。通过前期沉淀，当学生进入大四，专任教师便可提前给学生量身指派科研小课题，并融入毕业设计要求，让这些小课题成为专业含金量高的毕业设计成果。通常，这种拥有有限元分析、动力学仿真及实验检验的毕业设计成果可以给学生带去满足感和荣誉，对于他们升学和就业都非常有意义。

1.3 以不同竞赛及企业开放课题作为毕业设计课题的有效补充

随着学科竞赛的普及及企业课题开放力度的不断增强，多渠道收集和整理近几年的相关学科和企业开放课题，经本专业有丰富企业实践和教学经验的教师分类整理后，指定青年教师带领学生按照专业毕业设计要求完成。这既是对学生毕业设计课题的有效补充，也是引导地方应用型高校不同专业将来参与不同学科竞赛和开放课题的前期铺垫，更是教师和学生通过不同竞赛和开放课题提高专业实践水平的重要手段。

在毕业设计选题阶段，专业系部层面的介入，并不是要剥夺指导教师自主确定所指导毕业设计课题的自由，而是希望通过这种宏观布局毕业设计课题的方式，为专业教师搭建一座与企业合作的桥梁，确保学生的毕业设计具有创新性和实用性，为专业向着特色鲜明、凸显自身优势的道路发展做好服务。

2 创新意识贯穿毕业设计全过程

目前，有关工科制造类专业的书籍和网络资源，内容丰富且全面。这无疑给毕业设计提供了丰富的资源。但是，有不少主观能动性不强的学生，面对这些资料，放弃独立思考、自主创新的求知过程，采用机械的“复制—粘贴”方式来完成毕业设计的任务。而企业面对竞争都积极购买能实现智能制造的新设备，不断产生新技术，希望接收懂得新技术、新方法的毕业生。因此，如何提升学生的主观能动性，适应企业新要求，值得思考。

2.1 关注创新意识的引导是关键

学生在进行毕业设计的过程中，要产生创新思维进而实现一些有新意的设计及研究，需要指导教师不定时地引导。比如，某教师根据专业安排和企业沟通后确定了“×××汽车××覆盖件成型工艺研究”选题，在指导毕业设计时，就可以安排学生设计一副简单的汽车覆盖件模具，以达到专业毕业设计培养的基本要求，引导学生利用先进的研究手段。例如，有限元技术及汽车轻量化设计，对该制件可能出现的缺陷进行预测和模拟，或者直接优化产品的结构，达到轻量化的目的。指导教师还可从实验研究或模具材料热处理等角度加以引导。

2.2 鼓励学生循序渐进地开展毕业设计

学生拿到毕业设计课题后，指导教师应不断强调前期知识储备工作的重要性，切不可让学生为了早日完成毕业设计指定任务，一开始就忙着计算和设计。而应鼓励学生首先去熟悉该课题所设计零部件及产品的全面用途、使用方法、使用中存在的缺陷、目前常用的制造工艺及方法以及制造中可能存在的问题等；然后再从中选择感兴趣的方向，进行深入探讨。所有的工作，只要经过大脑特有的加工及处理，就一定会出现独特的见解和设计，也就会在毕业设计中加入自己创新的元素，达到毕业设计创新的目的。比如：学生在查资料时，发现从企业或者竞赛中获得的结构存在缺陷，便可以自己再充分核实和求证，然后对结构进行重新设计或完善，并寻求指导教师帮助联系相关专业人士给予技术指导。完成改进后课题的毕业设计后，指导教师可以主动带领学生到企业与专家探讨该结构改进后的设计成果，让学生更全面地了解自己设计所处的水平和不足，也可以对下一届毕业设计起到借鉴作用。

2.3 毕业设计考核中提升创新占比

在毕业设计考核占比中提升创新份额，是对毕业设计创新思维应用的最好体现。对于融入创新理念后取得成功的设计，其毕业设计考核结果自然会比较出众。同时，有些学生有创新意识，在毕业设计过程中也体现了创新内容，但可能因思路不成熟、方法不当等，致使毕业作品整体水平不够理想。此时，在总体成绩评定时，也应该为这种行为加分，适当提高设计成绩。这既是对学生前期付出的肯定，更是对学生保留创新意识的一种呵护和鼓励。

3 小举措助推毕业设计

在制造类专业毕业设计过程中，方案反复敲定及行业标准的体现等都需要和諧讨论、对比和信息互通的氛围，因此，利用现有资源，借助互联网技术，推出一些小举措，提升毕业设计的效果。

3.1 创造环境集中设计与讨论，培养学生合作和竞争意识

进行毕业设计时，如果每位学生都闭门造车，问题就只能依赖指导教师去发现和改正，但指导教师的精力和时间是有限的，而且不同时期侧重点会有所不同，这就难免会漏掉某些问题。而将学生集中起来（比如一个班在一个固定教室，并制定严格的作息和请假制度），他们就可互相发现问题，利于教师解决问题。同时，进行集中设计，每位学生的情况和进展都公开化，有助于营造竞争氛围。通过这种集中设计，学生之间的合作和竞争意识也会逐步形成，对其未来职业发展非常有益。

3.2 利用翻转课堂，教师随时发现设计亮点

相似或相近专业联合起来，利用翻转课堂定期组织毕业设计成果展示。在这样的课堂中，让对自己毕业设计有信心的学生充当老师，向指导教师和同学介绍自己的毕业设计进展；而指导教师和其他学生此时都是学生，可以在接受不同观点和想法的同时给出自己的意见和看法。通过这种头脑风暴，指导教师可以发现其中的亮点，并重点追踪下去并落实。这种方式不仅可以提升毕业设计的存在感，也对培养学生以后在企业的发展有非常大的促进作用。

3.3 利用互联网分享更多的毕业设计知识

通过毕业设计建立的交流平台，鼓励所有参与者将自己在设计中所获得的有意思、有创意或有难度的内容分享出来，指导教师随时进行点评或解答，并适当组织网络会议展开讨论。这容易减轻学生毕业设计的压力，使其在轻松氛围中学到知识，从而更有效地提升毕业设计的工作效率。

4 结束语

毕业设计是学生由学校走向企业或更高学府的桥梁，是检验自身学习成果、展现个人专长的舞台。高校教育者有责任千方百计挖掘学生的创新细胞，并创造有利条件，为学生创新细胞的“生长、分裂、繁殖”提供平台。

5 参考文献

[1] 郝滨海.材料成型及控制专业课程体系建设与需求[J].

理工高教研究，2005（1）：100-101.

[2] 吴树森，柳玉起，熊建钢，等.《材料成形理论基础》课

程内容及教学方法探讨[J].理工高教研究，2005（5）：

62-63.

[3] 陈之奇，申荣华.双重指导毕业设计的尝试：以贵州大

学机械工程学院毕业设计为例[J].贵州教育学院学报，