机械本科论文范文10篇
时间:2024-05-11 09:55:05
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本科机械毕业论文
1机械专业毕业设计现状及原因分析
1.1机械专业毕业设计现状
桂林电子科技大学机械专业近三年的毕业设计成绩分布情况如表1所示。通过将近三年的成绩对比,发现以下现象。(1)由表1中可看出,最终总评成绩获得优秀的比例均低于5%,与学校要求的优秀率达到15%的目标相差甚远。(2)毕业设计的平均分有下滑趋势。(3)2012年与2013年相比,虽然平均分相同,但2013年的优良率低于2012年。通过参加毕业设计小组答辩,发现还存在三点问题:一是部分同学的工程表达能力较差,无法用图纸完全描述出自己所完成的工作;二是部分同学的图纸没有按照机械制图相关标准进行绘制和标注,图纸不规范;此外,还有小部分同学的文档编辑能力较差,导致论文格式不规范。
1.2原因分析
上述数据表明,机械专业毕业设计质量总体出现下滑现象,结合毕业设计的各个环节,总结起来主要有以下几方面原因。
(1)选题前期准备工作不充分
科研项目对应用型本科毕业设计研究
摘要:在分析了应用型本科毕业设计(论文)现状和困境的基础上,提出一种以科研项目为资源数据库的本科毕业设计(论文)引导模式.对该引导模式的运行流程进行了研究,并以宿州学院机械与电子工程学院本科毕业设计(论文)的选题设计为例,验证了方法的可行性和有效性.
关键词:本科毕业设计;资源数据库;引导模式;人才培养
2014年3月,教育部明确将有600多所高校逐步向应用技术型大学转变,应用型本科院校约占高校总数的50%[1],这对于培养我国高层次应用型人才具有积极的促进作用[2].本科毕业设计(论文)作为应用型本科院校最重要的培养环节之一,是提升学生综合创新能力的关键,能够全方位、综合性地校验学生对知识的掌握程度以及运用所学知识发现问题、分析问题、解决问题的综合能力,也是对本科四年所学专业知识的梳理、消化、巩固和升华的过程.它不仅能促进本科生的专业知识向专业技能转化,而且可以为教师的教学和科研提供有针对性的改进和调整路径,因此对应用型人才培养具有重要意义.高校教师在指导学生本科毕业设计(论文)过程中,如果能够有效引入科研项目并进行有效引导,对于提升应用型本科教学质量和推进科研项目进展都具有重要意义.但是目前的高校教师指导本科毕业设计(论文)通用模式还存在不少问题:①目前的本科毕业设计(论文)普遍采用导师命题和学生自选相结合的方式,这样的选题方式往往存在简单化、流水化和重复性的问题,从而导致毕业设计(论文)深度不够,难以达到预期目的.②一届又一届的本科毕业设计(论文)累积下来,会存在题目、内容重复较多的情况,这一方面浪费了优秀大学生的丰富创造力和创新性;另一方面也生成了一部分学生模仿抄袭的可能空间.学生缺乏对毕业设计的兴趣和创新能力,其实也反映了教师缺乏对学生科研兴趣和设计方向的引导.③学生作为较优质的人力资源,已经具有基本的理论知识和实践技能.教师的科研项目具有一定的创新及先进性,需要人力来推进完成.如何在两者之间搭建一个平台,建立一种模式,以实现互利双赢、相互促进.已经有许多专家学者对科研项目和本科毕业设计(论文)的结合进行了研究.张倩等人[3]认为将科研项目与毕业设计相结合对于建筑学专业学生的综合实践能力和创新能力培养十分有帮助,是促进学生科研能力与创新能力培养的良好途径之一.高晓光等人[4]对国防型科研项目和本科毕业设计(论文)的定义、优势及面对的挑战和应对方法进行了研究.吴功德等人[5]认为本科毕业设计与科研项目相结合,既有利于锻炼学生的创新能力、综合实践能力、应对能力,也有利于培养学生的责任意识、团队协作意识.吴伟辉等[6]通过结合科研项目及创新设计展开毕业设计指导,并且远程交互监督学生毕业设计进展.李会荣等人[7]分析了毕业设计引入科研项目的优势,并在选题流程、实施过程等环节进行改革实践,提出了有益的思考及建议.张朝辉[8]认为结合科研项目能够提高毕业设计选题的实用性,进而提升学生的创新能力和综合素质.这些研究成果促进了科研项目在应用型本科毕业设计(论文)的实践拓展.本文则提出了一种以科研项目为资源数据库的本科毕业设计(论文)引导模式,构建了本科毕业设计(论文)资源数据库的概念模型,并探索应用型机械类本科毕业设计(论文)优化管控机制,为改善我国应用型机械类专业本科生的综合素质提供一种新的方法支持.
1引导模式
科研项目对应用型本科毕业设计(论文)的引导模式是将科研项目的创新性和先进性导入本科毕业设计(论文)管理的全过程中,通过过程管理提升本科毕业生的创新能力和实践能力,实现高校教师和毕业生的合作共赢.
1.1引导模式流程
浅谈大学本科工科专业教育理科化现象
一、调研专业的选择及研究方法
工科专业类别众多,按照一级学科划分就有31个,每个一级学科又包含若干个不同的本科专业。在所有的工科专业中,机械类专业最具有代表性,包括机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、过程装备与控制工程、车辆工程等专业。这类专业的毕业生大多从事机械装备的研究、设计、制造、维护、管理等工作,因此选取该类专业作为调研对象很有代表性。机械大类最具代表性的一级学科为机械工程,机械工程下属第一个专业就是机械设计制造及其自动化。该专业应用面广,招生人数最多。全国工科大学一般都设有该专业,有些综合性大学也设置了该专业。毕业生主要从事机械设备的设计和制造及管理工作。鉴于机械设计制造及其自动化专业是一个十分典型的工科类本科专业,本文以该专业为对象展开分析研究。笔者选取了国内6所大学,涵盖国家“985工程”大学、“211工程”大学和地方高校,具有广泛性。本次调研以这6所大学的机械设计制造及其自动化专业近两年的本科毕业设计选题及论文为基础,分析目前工科教育理科化的程度及导致工科教育理科化的原因,进而提出应对措施。
二、机械设计制造及其自动化专业毕业论文选题分析
对于本科生培养来说,最为重要的环节当数毕业环节非常重要。教师通过指导学生完成一项具体的研究、设计或工程项目,使其对大学四年学习的专业知识进行综合运用,从而强化学生对专业知识的掌握和应用能力,并使其具备初步从事本专业实际工作的能力。毕业环节的选题最能反映学生培养的方向。合理的选题应该关注学生应用能力的培养,通过问题研究,使学生可以综合运用大学四年所学知识,进一步提升自己的工程能力。但目前很多教师在毕业论文环节只能指导学生进行理论研究,而未能指导学生开展工程问题研究,以致学生的工程实践能力无法通过实践得到提升。表1列出了2017年和2018年6所大学机械设计制造及其自动化专业毕业环节选题情况。从表1可以看出,6所高校该专业的毕业设计选题存在较为严重的理科化现象,有的学校理论研究选题占比已经超过40%。理论研究选题侧重培养学生对理论研究方法的掌握及研究能力,无法培养学生的工程能力。由于机械设计制造及其自动化专业的本科毕业生将来要从事机器和装备的设计、制造、维修、管理工作,这样的毕业设计选题显然不能培养学生的实际工程能力。笔者在调研过程中也看到,6所大学机械设计制造及其自动化专业的本科毕业论文题目大部分来自指导教师的科研课题,很少有来自企业的实际问题。以某大学D为例(见表2),该专业2017年和2018年连续两年的毕业选题中,80%以上都是指导教师自己拟定的,不到20%的题目来自企业。这个比例是十分惊人的,说明目前的大学工科专业与生产实际已经出现严重脱节的现象。自拟题目一般来自教师自己的科研项目,没有经过细致思考,缺乏实际的应用背景和对象,这对于学生实际工程能力的培养是十分不利的。很多自拟题目与工程实际严重脱节,且过于理论化,不适合作为毕业环节的题目。这些题目明显属于教师自己的研究方向,偏向于学术型的研究题目。这类题目存在如下问题:一是不对题,大多与学生所学专业相关性不大;二是题目很深奥,本科生进行研究会很困难;三是研究过程中只能用到一小部分所学知识,无法全面培养学生的工程能力;四是学生没有机会对自己大学四年所学的知识进行一次综合应用。这样的题目可以作为研究生的学位论文课题,但不适合作为本科生的毕业学位论文题目。此外,除了毕业环节的选题存在严重的理科化现象,有的题目严重偏离专业性质,有的题目过于简单,明显不符合专业要求(见表3)。这样的毕业选题无法使学生对大学四年所学知识进行综合应用,更无法培养和提升本专业本科生的工程应用能力。大学工科本科生的毕业论文题目存在严重的理科化、学术化、自拟化问题,与目前大学教师队伍的现状有关。在高校教师队伍中,很多老师是从校门到校门的,只有少部分老师曾经在企业工作过。这就导致大多数教师只能做理论研究,无法与企业进行有效的合作。以某大学D为例,表4列出了该校机械设计制造及其自动化专业的教师背景。从中可以看出,目前大学工科教师队伍中有企业工作经历的教师占比很低,而没有企业经历的教师往往很难与企业进行合作,也难以解决企业的技术问题。这也是导致毕业选题过于偏重理论研究的原因之一。
三、大学工科本科生毕业环节选题理科化现象的原因及解决方法
毕业论文选题真实反映出了工科教育理科化的问题,主要表现为大部分学生的论文选题属于理论研究,与工程实际有差距。这样的课题研究虽然可以培养学生的理论研究能力,但无法提升学生对所学知识的综合运用能力,也无法有效培养学生的工程应用能力。另外,很多选题与学生的专业无关或者关联度很低。这样的选题不仅不能培养学生的专业技能,而且严重阻碍了工科专业教学质量的提升。造成工科专业本科生培养过程理科化倾向的原因,大致可以归纳为以下几点。一是高校普遍存在重学术论文、重科研成果而轻教学的现象。在职称晋升、考核等方面,学校过分强调科研的重要性,导致广大教师普遍将精力投入在科学研究与撰写论文上,而轻视了教学,认为从事本科教学只是为了完成任务。二是工科专业的教师队伍存在问题。大多数青年教师从校门到校门,缺乏企业工作经历,无法与企业有效合作,难以解决企业的工程实际问题,在指导学生开展毕业设计时只能纸上谈兵,无法培养学生的工程实践能力。大学工科专业毕业选题的理科化现象反映的正是工科教育的理科化现象。对此,笔者提出以下几方面的改进建议。1.强化毕业环节的培养。指导教师一定要具备企业工作的经历或能力,否则就很难指导学生进行毕业设计。因此,高校应该倡导教师到企业参与实际技术工作,提升他们的工程应用能力。另外,学生的毕业论文选题应尽可能与企业实际问题相结合。即使是源自科研项目的选题,也应有利于学生工程能力的培养。在本科生毕业论文题目选择上,高校要严格把关,剔除与专业完全不相关的题目。2.强化实验、实践、实习教学环节。工科专业要依据企业对人才的实际需求,制定实验、实践、实习教学方案,以确保教学效果。对于校内实践环节,各专业一定要确保所有学生参加,并强调实践内容与实际人才需求的相关性。企业实习不应采用参观式的教学模式,而应采用学生顶岗培训、顶岗操作的模式,通过实际动手提升学生的工程实践能力。3.强化创新实践教学环节。现在的工科专业在创新实践教学方面尚未形成常态化,而且多是象征性地开展创新教育,且不是面向所有学生。然而,创新实践教学是目前新工业革命对工科人才培养的要求。因此,所有大学都要确定创新教学的课时,让所有学生都参加创新实践活动,使创新实践教学成为工科专业的必修课。同时,创新实践教学应该走出校门,与企业和实际应用相结合,从而使学生在创新实践过程中逐渐提升企业所需的工程应用能力。4.改进教师评价模式。大学工科本科专业教育出现的理科化问题,很大程度上又与近年来大学普遍推行的教师评价方法相关。因此,重科研、轻教学的评价模式必须改变。每所大学都要认识到本科教育的重要性,在进行教师评价时要考虑教师教学工作的投入程度、教学效果等。另外,工科专业教师评价体系中应该引入工程实际应用能力的评价,评价内容应从仅仅重视理论研究水平转变为理论研究水平和解决企业实际问题、在工程领域的创新创造能力并重,促进工科专业教师不断提升专业研究能力,成为本专业实际应用的技术专家。
机械类毕业设计问题探讨
一、引言
毕业设计是大学本科教学的最后一个环节,也是最重要的实践环节之一。通过该环节,学生不仅可以进一步培养基础知识和专业知识的综合应用能力,加强创新意识和工程能力的培养,而且也是检验教学质量的重要环节。毕业设计是一个系统工程,涉及选题、实习、文献综述、方案论证、评阅和答辩等环节,各环节均可对毕业设计质量产生重要的影响。李文祥等[1]针对本科毕业设计论文(设计)教学研究改革的主要内容进行了研究;李文斌等[2]对机械工程类本科毕业生毕业设计(论文)教学过程中存在的问题进行了分析,并介绍了毕业设计教学改革的思路经验;龚中良[3]针对机械类毕业生的不同群体,提出了从选题、开题、指导过程及论文答辩等环节实施分类管理与指导的策略;刘天军[4]研究了应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题问题;赵国勇等[5]对新工科背景下机械类本科生毕业设计环节建设问题进行了探索;刘新强等[6]以机械电子工程专业为例研究了毕业设计的教学改革与实践;王芳[7]研究了机械类本科毕业设计工程图样质量的问题;徐颖强等[8]对本科机械类专业毕业设计质量影响因素进行了分析,并提出了相关建议。中原工学院机电学院现有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程三个机械类本科专业和工业工程、工业设计两个近机类本科专业,其中,机械设计制造及其自动化专业为国家级特色专业建设点,并被批准为国家级专业综合改革试点项目专业,工业设计专业为河南省特色专业建设点,工业工程专业为校级特色专业。近年来,机电学院始终将毕业设计工作作为提升人才培养质量的重要抓手,狠抓毕业设计的过程管理,取得了一定的成效,但也存在一些值得思考的问题。
二、毕业设计的选题
毕业设计选题是毕业设计工作的重要一环。毕业设计选题工作的好坏直接影响毕业设计的质量。笔者认为毕业设计选题的依据是能否达到毕业设计的教学要求,体现基础知识和专业知识的综合训练,强化专业知识的掌握和运用,突出新知识新技术的扩展,提高学生解决本专业实际问题的能力。毕业设计的课题分为适于多位学生合作完成的较大课题和适于单一学生完成的课题。对于适于多位学生完成的较大课题,更应该体现课题的综合性和复杂性,在课题分配上,既强调独立完成的内容,更应强调合作的内容,每位学生所承担的设计工作量大体相当,加强协作精神的培养;对于适于单一学生完成的课题,设计任务的难度及工作量要适中。毕业设计课题的选择不应只强调设计工作量,更重要的是强调学生解决问题能力和创新意识的培养。按照我校毕业设计课题的归类,分为研究型、设计型、开发型以及其他,课题来源分为纵向、横向和自选等。指导教师在拟订毕业设计课题时应尽量与其研究课题及方向相一致和相近且符合各专业选题范围要求,研究型和设计型或开发型的课题应根据教师的实际情况分别占一定的比例。对于研究型或具有重大应用价值的设计型或开发型课题,笔者认为前后几届的学生的设计课题应具有的一定的连贯性,更有利于研究的深入。对于自定题目,最好采用新题。在选题过程中,上述应该由指导教师着重考虑和掌握。在指导教师拟定毕业设计课题后,应该将课题进行网上公布,除了公布课题题目外,还应公布设计内容和要求,对学生掌握的知识应特别要求的应一并注明,供学生选题时参考。实行初选课题制,即指导教师所拟订的课题均为初选课题,在大三结束后放暑假之前公布,根据课题情况,学院适当增加一些选修课供学生根据毕业设计课题选修。学生根据自身情况选题后,应深入了解设计要求,并同指导教师对课题题目、内容等进行深入探讨,在充分研究的基础上,可对课题题目和内容进行相应修正,变目前的被动选题为主动选题。在大四第一学期末将最终确定的毕业设计课题报教务处。
三、毕业设计的实习与文献综述
完成毕业设计选题后,在不冲击正常教学情况下,可分为两类情况(弹性制)开展工作。一类是不准备报考研究生的学生(占多数),另一类是准备报考研究生的学生。对于第一类学生,在指导教师的引导下,学生可根据选题情况,开展文献查阅,完成毕业设计的译文工作和文献综述工作以及毕业设计的规划和方案论证工作。在正常毕业设计期间,结合文献综述和毕业设计的规划,有目的地安排毕业实习,并完成实习报告。对于在大四第一学期毕业设计工作开展比较扎实的学生,允许学生有一定的弹性时间安排就业事宜,这样安排,不仅有利于毕业设计质量的提高,而且照顾了学生的就业现实,使毕业设计和就业两不误。对于报考研究生的学生,因为这类学生在大四第一学期将占用大量的时间复习相关课程,即使在暑期已经选好课题,这类学生也没有时间对课题的有关问题进行深入的考虑。因为报考研究生的学生在就业方面有一定的缓冲期,所以指导教师应在考研结束后(包括寒假)抓紧时间引导学生进入文献查阅和综述工作,并在大四第二学期的第三周完成,两类学生的进度应尽量保持一致。目前,文献翻译的资料主要由指导教师提供,应逐渐过渡到文献资料根据课题内容和要求查找资料。文献译成中文后,学生应多次修改,本组学生互改,使翻译准确率达到90%以上。毕业设计应强调文献综述工作,文献查阅与综述应属于毕业实习的重要组成部分,改变重实习轻文献查阅和综述的现状,一些实习中得不到的资料,可通过文献查阅获取,文献综述的过程实际上是对课题再认识的过程。通过文献查阅和综述,了解本课题的现状和未来发展方向,为毕业设计的全面展开打下坚实的基础。
机械类毕业设计改革与实践
摘要:为了提高本科毕业设计质量,笔者结合贵阳学院机械类专业毕业设计现状,指出了传统模式下机械类本科专业毕业设计存在选题不太科学、学生不太重视、教师不太投入、管理不太到位、答辩不太严格、培养不太全面等问题,提出了基于团队指导模式的改革与实践的具体思路和方法:1)以真实课题为主要课题源;2)制定更加完善的毕业论文各环节监督细则;3)建立毕业设计指导教师团队,发挥指导教师专长;4)建立团队指导毕业设计工作机制;5)完善综合评分体系;6)完善质量评估体系。实践证明,以上方法对于提升机械类本科毕业设计质量具有一定的指导意义。
关键词:团队指导;毕业设计;改革与实践;机械类
毕业设计(论文)是本科教学的收官环节,是学生专业知识提炼与技能提升的重要阶段,也是对学生综合实践能力和专业素质进行全面考核的一个必要环节,对学生即将就业或继续读研都具有重要意义[1-2]。随着机械学科的不断发展和高校教育改革方向的变化,传统毕业设计指导模式存在的问题也越来越明显[3-6]。基于贵阳学院机械类专业毕业设计现状,笔者研究了基于团队指导的机械类毕业设计改革与实践,并提出了一些思路和方法,对于提升机械类本科毕业设计质量有一定的指导意义。
1传统模式机械类毕业设计存在的问题
经历过三届的毕业设计组织管理工作以及多年的毕业设计指导工作,通过与毕业设计指导教师、教学督导、历届学生的沟通,发现目前贵阳学院机械类专业毕业设计存在的问题主要有以下几方面。1)选题不太科学。毕业设计题目的拟定和选择将直接影响论文撰写和实验过程,从而影响毕业设计的质量。目前,选题存在着研究对象玄奇、专业相关度小、研究范围过大或内容太少、教师命题随意性大等问题,部分选题不能与学生的实际能力相匹配。2)学生不太重视。毕业设计安排在大四下学期完成,部分学生因专业基础理论知识薄弱,部分学生因参加各种考试、面试、招聘、人才交流会或者应聘用单位要求去实习等,加之学生掌握学校、学院“心理”,不少学生对毕业设计重视程度不够,应付了事。3)教师不太投入。指导教师的态度、专业知识结构、对教学的投入程度和教学研究水平直接影响着毕业设计的质量,部分指导老师对学生要求不严。部分老师还需要完成自身的科研和教学任务考核,因此在学生毕业设计的指导上往往不够仔细。4)管理不太到位。因教学资源紧张,毕业设计均没有固定的教室、机房,学生需要在图书馆、宿舍等场所完成毕业设计。学校、学院虽然制定了相关毕业设计管理规定,但在执行过程中不太严格、不太规范,也缺乏信息评价反馈机制。毕业设计查重只注重形式,而忽视内容,有些学生删掉重复内容或转化成图片格式,随意变动文字顺序导致意思不通。5)答辩不太严格。虽然开题答辩和论文答辩时都实行指导教师回避制度,但由于种种原因,如碍于情面不指出问题或虽给学生指出问题但学生不改、不同答辩组标准不同等,一个或两个答辩环节都流于形式,走走过场。而且普遍注重格式、规范要求,而忽视对开题报告、论文内容的审核,成绩评定也不能真实反映学生的实际水平。6)培养不太全面。绝大多数都是一人一题的“单”课题,即一个学生一个具体任务,与其他同学的课题关联较少,每个学生独立完成自己的课题即可,不利于锻炼学生之间的团队协作、开拓创新和共同解决难题的能力。
2基于团队指导的毕业设计改革与实践
本科生毕业设计质量提升实践思考
摘要:本文以苏州大学机电工程学院本科学生毕业设计依托校级大学生课外科研课题为例,基于指导本科生科研课题融入毕业设计的实践,从引导学生了解项目选题、研究思路出发,通过加强过程管理,促进学习和分析能力培养等方面总结科研课题对本科生毕业设计质量的提升作用。重点分析基于本科生个人特点而调整的参与科研涉及的深度和广度。
关键词:毕业设计;科研课题;教学和科研
工科类专业的毕业设计是本科教育的重要环节,是学生应用专业知识和方法分析解决问题的一次系统化锻炼。学生通过完成毕业设计论文,主动综合运用所学专业知识或者查阅学习相关前沿科技进展,在教师指导下完成结果分析总结与科技论文撰写。因此,毕业设计在本科生教学环节中非常重要,尤其是对于直接从事科研的研究生而言。机械类专业是实验性较强的专业,在毕业设计前期是否能够有相当机会参与到具体实验设计与优化中,将在一定程度上决定本科生最终对于毕业设计的理解与收获。同时,智能制造等前沿机械制造理念的普及应用,需要当前的科研对于机械类专业的引领,以及教师了解工业界对于机械专业人才创新能力的要求,这对于整个专业培养目标提升将至关重要。目前效果较差的毕业设计论文问题主要表现在本科生在较短时间内无法理解相关毕业设计的基本思路与要求,从而无法按照毕业设计的基本要求独立完成最终论文,或者在最后阶段简单堆砌文献及粗糙实验结果。如果缺乏毕业设计前期指导老师与学生的充分沟通交流,并在讨论过程中撰写论文,则双方满意度都未达到期望值。因此如何在毕业设计开始前即实施引导本科生介入到科研课题的一些环节中,在科研进行过程中衍生出毕业设计课题,将毕业设计环节前提,促进本科生的自我学习强化和能动性,是本科毕业设计改革值得探讨的重要问题之一。苏州大学建立了本科生参与校级课外科研课题的制度,并鼓励学院教师与学生积极参与到大学生课外科研课题的申报选题与实施过程,对科研课题给予多渠道的经费支持和指导教师工作量奖励。该制度促进了一部分本科生提前介入每位对本科生科研培养感兴趣的指导教师实践工作,也帮助了教师将平时的科研融入到本科生教学环节,对教学改革起到积极的推动作用。通过此项制度,基于两项苏州大学大学生课外学术科研基金项目,并借此指导八位本科生毕业设计,总结本科生课外科研课题与毕业设计的有机结合经验,讨论科研课题与毕业设计对于教师科研与教学个人发展的重要性,探讨学生对于毕业设计培养环节的认同感,提升学生将来从事本专业相关工作的专业兴趣,为促进教学与科研的融合提供参考。
一鼓励师生双方参与本科生科研课题培养各个环节
机械类专业毕业设计作为一种实验性探索性强的专业培养环节,需要充足的时间进行基本知识学习、问题调研和归纳整理及实验验证。以近期的热点领域增材制造技术方向为例,介入该研究方向需要基本的机械原理、激光制造、物理化学、成形原理等知识储备、熟悉制造设备及原料、目标零件成形难点分析,进而开展工艺改进、测试性能评价及反馈,最终回到原始设计环节的优化,整个周期甚至需要多次循环或补充试验,甚至短期内无法获得较为理想的结果,导致相关设计或试验失效。机电工程学院在2018-2019年学年初即开展新生及本科二年级、三年级全体学生的科研宣讲,各位年轻教师踊跃报名参加宣讲,用深入浅出的方式介绍正在进行或计划开展的研究工作背景及进展,明确对参与研究的本科生的知识储备、个人技能、团队协作、时间投入方面的基本要求,鼓励感兴趣的学生自行选择指导教师及参与课题。以金属激光选区熔化3D打印成型拓扑优化为例,需要一定的有限元法、材料科学等相关知识,学习有限元、绘图等软件。在作出双向选择前,需要学生利用课余时间查阅相关研究热点及难点,对合理安排个人业余时间做出调整,并树立强烈意愿接受系统的项目训练。教师在双向选择过程中也了解到本科生的思想、学习状态,发掘具备一定科研素养的本科生,引发其接受研发思维方式,共同为科研项目进展做出贡献。前期的相互沟通讨论为开展毕业设计营造了良好氛围,参与度高的指导老师和学生在此基础上促进了毕业设计双向选择,为后续毕业设计奠定基础。同时,双方的积极参与也使指导老师教学实践得以发挥。在前期专业基础及专业课的课题教学过程中,利用科研课题对教学内容进行扩展讨论,将新的技术、新的进展或引发的问题点引入到理论教学中,发动本科生讨论、思考本学科涉及的某些关键问题,穿插各类相关的实践任务,如小论文、专题演讲、调研报告等,通过课堂实现了引导研究问题的培养,从而使教师的教学内容和教学方法都得到充实,而学生的专业学习也扩充了专业知识的前沿[1]。最终,教师的科研与教学、学生的专业基本功和实践都获得促进,毕业设计选题和工作开展营造了良好的氛围。
二科研课题作为本科毕业设计选题来源增强本科生毕业设计的重视程度
毕业设计形式多样化与创新能力
一、引言
随着“大众创业、万众创新”等国家政策的逐步推进和落实,高校的“创新”工作正逐渐点燃。毕业设计因其具有较强的设计性、实践性、综合性和创新性,已成为应用型院校工科专业培养应用型、创新型人才的一个重要实践教学环节。若不能进行有效的改革创新,仍采用传统研究型的毕业设计形式进行下去,将有违应用型本科培养的初衷,不仅难以满足市场对人才多元化需求,还不能符合差异化人才培养的趋势,更谈不上适应学生个性化发展的要求。如何对毕业设计形式进行改革,解决当前大学教育与实践相脱节的弊端,是应用型本科院校都在探讨的问题[1]。
二、存在的问题
国内高等教育从精英教育向大众教育转变已近20年,毕业设计却一直沿用传统的形式至今,不同于文科、理科或一般性学科的毕业论文,工科毕业设计一般包括实习报告、任务书、开题报告、设计图纸以及毕业设计说明书,其特点侧重研究、缺乏实践,对应用型本科而言,传统的毕业设计形式难于实现“双创”背景下应用型人才的培养要求,使毕业设计难以达到应有的效果,不仅影响了质量,还制约了学生创新能力和实践能力的提高。过程装备与控制工程专业(简称装备专业,或称装控专业、过装专业、过控专业)作为机械、控制与化工的交叉学科,涉及原先的化工机械、炼油机械、矿业机械、建材机械、轻工机械、自动化等专业。本文以装备专业为例,通过网上77份调查问卷进行分析。发现存在以下问题。(一)选题过度集中,难以满足市场需求。毕业设计应以市场需求为导向,调查显示,装备专业毕业生从事的行业类别主要集中在石油化工、环保、通用机械制造、制药、食品轻工、科研技术、机关单位、IT电子行业和其他行业,分布情况见图1。并且不同高校的装备专业,其就业方向有明显的倾向性,如中国石油大学的装备专业就业明显倾向于石化企业,毕业后从事石化行业的人员约占61.3%。常州大学怀德学院装备专业则主要服务于装备制造业发达的长三角地区,毕业后从事装备设计和制造、检测以及控制方面的人员较多。毕业后从事的工作类型分布情况见图2,其主要集中在设备管理、生产制造、技术研发、技术支持、销售和其他方面。调查结果表明,市场需要装备专业各方面的技术型、应用型人才,这也符合装备专业培养方案制定的准则。根据专业培养方案,可知装备专业主要培养具有实践能力、创新能力,能从事过程装备的研究开发、设计制造、监测检测、过程控制、设备管理、安全保障、运行维护及经营管理等方面的应用型工程技术人才。因此,开设了压力容器、流体机械、机械设计、故障诊断、装备制造、过程控制六个方向的专业课程[2]。不同专业课程题目分布情况如图3所示。毕业设计选题明显偏向压力容器、流体机械和机械设计三门专业课程,而机械故障诊断、装备制造、过程控制方向的题目却为零。对毕业设计选题情况再进行细分,发现压力容器专业课方向选题占总数的63%,其中,换热设备选题占32%,储存设备选题占21%,反应设备选题占10%;流体机械专业课方向选题占总数的10%;其他机械设计类选题占总数的27%,选题类型分布情况见图4。这种选题严重“扎堆”的现象同装备专业“重视实践应用、可选方向较多”的培养计划不相符,不仅影响到部分学生“学无用武之地”,部分教师也会因毕业设计的形式单一而无法利用学生资源来搞科研。并且,选题的过度集中,其题目必然会大同小异,缺乏创新,显然不符合现代市场对应用型、创新型人才的需求,也不利于人才的多元化、个性化发展[3]。(二)题目侧重设计,缺少其他领域选题。市场需要多元化的专业人才,这就决定了人才的培养是多层次的,所以毕业设计不能仅仅停留在“设计”层面上,更要向其他专业领域延伸。比如,在压力容器制造领域、在役设备监测检测领域、现场控制领域、成套设备管理领域、安全保障领域、运行维护领域等,同样需要借助毕业设计环节来对所学知识进行检验。但这些领域往往不能很好地用传统的毕业设计形式来表现,这就需要毕业设计采用其他的形式来补充,因此,要对毕业设计的形式进行创新,进行改革。内容决定形式,形式的单一必然会影响到内容的缺失。要培养出更多适应市场需求的应用型人才,需要更多不同类型的毕业论文题目来充实。虽然常州大学怀德学院装备专业具有良好的专业积累和硬件水平,在师资力量、设计资质、实习基地方面均具有较强实力,毕业设计题目以科研工程项目为背景的占70%,但毕业设计的形式还是比较单一,主要用设计图纸和毕业设计说明书的形式来表现,这不利于学生多元化、个性化的发展。(三)缺乏个性指导,难以激发学生兴趣。教育强调因材施教,研究型高校的毕业设计强调理论性、学术性,题目偏向“重理论,轻实践”;若应用型院校的毕业设计还墨守成规,不进行有效的改革创新,必然会导致部分毕业设计质量难以保证,不仅影响到应用型人才的输出质量,还有违应用型人才培养“重实践,懂理论”的原则。应用型院校的毕业设计形式应侧重实践性、应用性、创新性。如何满足学生个性,激发学生兴趣,培养实践动手能力强的应用型、创新型人才,已成为应用型本科人才培养的共识。单一的毕业设计形式,显然不可能满足所有学生的兴趣爱好,要激发学生的兴趣、能力及特长,毕业设计在内容上要允许多样化,在形式上要体现多样化。
三、多样化与创新
毕业设计是培养学生综合运用所学知识、理论和技能,分析解决实际问题和养成初步科学研究能力的综合性实践教学环节,也是培养学生创新能力的重要途径。传统研究型毕业设计形式单一,内容受限,已不能满足大众教育对人才培养的要求。因此,毕业设计的内容和形式需要多样化、需要创新。(一)内容、形式的多样化。毕业设计的多样化不是降低毕业环节的标准,不是否定毕业环节的作用,而是解决现阶段毕业环节存在的问题,发挥毕业环节在应用型人才培养中的作用[4]。内容决定形式,有什么样的内容就有什么样的形式。目前,工科专业毕业环节的形式除了毕业设计外,还可以通过创新的形式来表达具体内容,如创新比赛获奖、专利发明、考取特种作业人员操作证、发表学术论文、带有学术性的实践专业作品、参与产品开发、参与科研立项或参与项目研究并完成一定工作、成功创业、案例分析、项目管理、方案策划等其他能反映学业水平的毕业实践环节[5]。(二)创新能力的培养。创新能力的培养不仅要在创新竞赛、技能竞赛、创新实验和创新科研中体现,更要在毕业设计实践当中体现。通过对毕业设计内容的革新,将毕业设计同创新与技能竞赛、专业实验创新及科研、校企合作等进行结合,形成了新的毕业设计形式,大大提高了学生的实践能力和创新能力[6]。创新竞赛题目在形式、内容、难易度等方面都与毕业设计选题较为类似,并且大多数学生也非常愿意结合与竞赛相关的课题进行毕业设计。尤其是参加过竞赛的学生,希望把竞赛的题目作为毕业设计的题目。若将做过的创新竞赛题目进行拓宽和延展,并结合学生的专业方向,拟定出毕业设计题目,可最大限度地激发学生兴趣,通过动手做出实际的系统或演示装置,对培养学生的创新思维、创新能力、团队协作精神和提高学生解决实际问题和实践动手能力等方面效果明显。近年来国家级、省级创新竞赛,如数学建模、大学生“挑战杯”、机器人大赛等各种创新竞赛得到了很大的发展和衍生,将他们同毕业设计相结合,使之成为培养学生创新能力和实践动手能力的有效载体,同时,用创新比赛获奖或专利发明的新形式来代替毕业设计,是一种不错的选择。技能竞赛市场普遍反映毕业生工程实践能力较弱、岗位适应性慢、缺乏创新和团队合作精神。若学生在学校实验室提前接触相关操作,提高专业技能,取得相关的操作资格证书,如超声、磁粉、渗透检测证书、焊工证书、绘图员证书等,不仅适应了学生个性化的需求,还培养了学生的实践操作能力,可作为毕业设计形式的备选项[7]。创新实验也可融入到毕业设计过程中,通过让学生参与到开放的实验环境和氛围中进行创新训练,可培养学生的实践能力和创新能力。实践证明,毕业设计借助专业创新实验平台,是培养实践性创新人才,提高毕业设计质量的有效途径。同时,学生自己可用公开发表的学术论文或带有学术性的实践专业作品来代替毕业设计,是一种很好的毕业设计形式。产学研依靠企业、高校、科研院所各自的优势资源,实现各种要素的最佳组合,培养出创新型人才,获取创新型成果,可促进产业发展的社会经济活动。毕业设计同企业、科研院所相结合,通过校企合作的具体项目设计,来培养学生实践能力,解决实际问题的能力,是一种新的毕业设计形式,具体形式可以是参与新产品开发、参与科研立项或参与项目研究并完成一定工作、专利发明或者成功创业。
机械工程毕业设计质量提升研究
【摘要】毕业设计是高等学校人才培养的综合性实践教学环节,如何提升毕业设计质量一直是高校教学改革的难点和痛点问题。通过深入分析机械专业本科毕业设计现状,发掘本科毕业设计质量下降的突出问题,从题目拟定、全过程闭环监管、成果考核、校企协同实施等方面提出提升毕业设计质量的改进措施,多措并举,力争把毕业设计打造成人才培养方案的“金课”。
【关键词】机械工程;毕业设计;质量提升;闭环监管
教育部近日《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》指出[1],严把毕业出口关,科学合理制定本科毕业设计(论文)要求,严格全过程管理,严肃处理各类学术不端行为。毕业设计作为本科培养计划的最后环节,是加强学生专业能力综合训练的重要途径,是课堂教育与具体实践相结合的重要手段。通过毕业设计的系统训练,能培养学生综合运用基础理论、专业知识和专业技能分析解决实际问题的能力,有利于提升学生的就业和创业能力,为学生即将面临的工作、研究生深造或开展科学研究奠定了坚实的基础。然而,近年来由于学生数量大、升学就业压力大、有效毕业设计时间短、评价机制薄弱等原因,本科生毕业设计质量下滑明显。为此,本文分析本科机械专业毕业设计指导的现状及不足,提出相应的改进措施。
1机械专业本科毕业设计现状分析
目前,各高校制定了相应的制度以保证毕业设计环节的开展,但毕业设计论文仍存在严重抄袭、优秀率不高、毕业设计走过场等问题[2-3],毕业设计越来越变成了形式主任,造成这些问题的原因主要有以下几个方面。1.1毕业设计有效实施时间短。机械专业本科毕业设计,一般以机械行业生产实际中典型产品为设计对象,选题应为实际、系统的设计,具有一定应用价值和创新性,毕业设计题目相对课程设计难度较高;既需要完整的理论设计和计算,还需要完成结构设计图纸绘制,毕业设计工作量较大。毕业设计通常安排在第8学期,即毕业前最后一个学期。这一学期,很多学生需要进行毕业实习、研究生复试、公务员或事业单位考试、工作面试和实习等多项工作,大部分学生有效进行毕业设计的时间被压缩至4-6周。学生在如此短时间内,难以进行充分的文献检索与查阅,难以投入足够的精力与指导老师沟通交流、确定合理的设计路线、详细的设计计算、完善图纸绘制等诸多工作,不能对毕业设计课题展开全面、深入的研究,甚至有些毕业设计只能靠网络抄袭来完成。1.2指导教师投入时间和精力不足。济南大学作为地方本科院校,师生比偏低,每个教师指导毕业设计学生数量为6-8人,数量较多,教师需要准备更多的毕业设计课题,花费更多时间于毕业设计指导。但教师同时承担繁重的教学与科研任务,尤其、项目申报、支撑晋升等压力较大,高压力、高负荷的工作也在消磨着他们的工作热情,致使他们对设计计算过程和设计图纸的审核缺失,疲于高质量地完成毕业设计指导任务。有些高校只注重就业率、考研率和毕业率,疏于毕业设计过程的考核和管理,从而降低了毕业设计成绩评定标准,缺乏指导教师指导质量的考核。长此以往,造成了学生、指导教师、管理部门对毕业设计的主观认识不足。1.3毕业设计题目缺乏新意,与实际应用脱节。机械专业毕业设计的成果呈现主要靠二维图纸或三维模型,而现在都是计算机辅助绘图,因此设计成果是可以复制的。有些毕业设计题目年年出现、陈旧、缺乏新意,对学生没有吸引力。学生甚至会找高年级的学生或从网络上找到毕业设计的电子稳定,不作修改或稍作修改即可交差。对于一些纸上谈兵的课题,缺乏具体的应用背景或实用性差,不能达到理论与实际结合,学生收获知识的效果也很差。
2毕业设计质量提升举措
控制工程的专业构建
一、过程装备与控制工程专业的历史背景
过程装备与控制工程专业在国民经济和社会发展中起着极其重要作用。首先,化工、石油化工、能源、动力是国家的支柱产业,这些行业的发展以工艺过程为先导,以先进的装备和控制技术为保障,而过程装备与控制工程正是这些产业的支柱。我国过程装备与控制工程专业的前身是化工机械专业,成立于二十世纪五十年代初期,基本上参照原苏联的模式。1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业,1952年天津大学、浙江大学、华东化工学院等先后成立“化学生产机器与设备”专业,简称为“化机”专业。在此后的几十年里,该专业在国民经济中发挥了无可替代的作用,尤其在化工、石油化工、轻工、制药等行业作用尤为明显。该专业主要特点是“化工”和“机械”的交叉与复合。既可以处理化工类的问题,又可以处理机械类的问题,还可以解决化工和机械的综合问题,而后一类问题在过程工业中非常普遍,实现了化工与机械的复合,曾被誉为“万金油”专业。这正是“化机”专业生存以及“化机”专业人才一直受到社会青睐的根本原因。近几年“化机”专业数量迅速扩大,目前我国已有140余所高校设置了该专业。然而,进入20世纪90年代,社会对“化机”专业人才的要求发生了改变。主要是由于过程装备越来越趋向大型化、精细化和自动化,流程参数(如压力、温度、流量等)与过程的进行必须实施精确的自动控制,将“过程”、“装备”与“控制”三个相关学科紧密有机地结合在一起,实现“化-机-电一体化”,这是“化机”专业改革的必然[1]。根据教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》,辽宁工业大学将“化工设备与机械”本科专业正式更名为“过程装备与控制工程”专业。本专业不是一个独立的学科,实际上是将机械工业和控制工程经发展和改造,使之能服务于过程工业。因此,过程装备与控制工程是一个融“过程”、“机械”和“控制”为一体,将“化工”、“机械”和“信息”学科紧密结合而形成的“化—机—电”一体化的多科型、交叉型专业[2]。
二、专业建设的指导思想
过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体,以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3],培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向:了解工艺过程,熟悉机械基础,突出过程装备及控制。研究内容包括:过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施
(一)专业培养目标的定位
参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架,专业的培养目标重新定位为:培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识;能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论,掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法,具备工程师的基本素质,能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架,实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。
应用技术型大学机械类本科毕业设计改革
[摘要]应用技术型大学的机械类本科毕业设计的改革势在必行。在应用技术型大学建设背景下,对以培养应用型、技能型人才为核心的机械类本科毕业设计改革探索工作进行总结,旨在解决高校普遍存在的毕业设计流于形式、严进宽出的问题。主要就优化毕业设计方案、强化毕业设计题目审核、注重毕业设计题目的应用性、严把毕业设计考核关等四个方面工作展开探讨。
[关键词]应用技术型大学;毕业设计;改革
2014年5月,国务院《关于加快发展现代职业教育的决定》提出,引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型,建立高等学校分类体系,实行分类管理。与此同时,面对社会强大的需求动力和市场竞争压力,高校的错位发展动力已经被激发出来,一些地方院校提出了技术型本科、创业型本科、服务型本科等全新的发展思路。对大多数独立学院而言,本身就是依托母体学校的优势学科或应用技术强势专业,服务地方经济发展而诞生的。顺应社会需求,以“转型”为契机,我们正积极创新应用技术型人才的培养模式,以服务地方经济为中心,以提高应用型人才培养质量为目标,探索应用技术型大学的建设思路。毕业设计既是学生跨出大学前的最后一次综合检验,又是学生迈入企业前最后一次综合训练。毕业设计的质量和水平直接体现学生的综合专业技术能力,并直接影响到学生能否较快的融入企业专业工作环境,继而影响到就业市场对毕业生及其就读学校的认可度,从而影响到独立学院的发展状态。本文探索在应用技术型大学建设背景下,如何实施机械类专业毕业设计的改革,实现应用型、技能型人才的培养目标。近年来,我们在开展机械类专业毕业设计工作时存在以下主要问题,一是毕业设计的核心开展时间与毕业生找工作时间、考研复试时间重叠,而毕业生在当时更关心后两者,因此不愿在毕业设计中花费较多的时间。二是毕业设计题目更新不够,具体体现在年长的指导教师不愿投入较多的精力到更新题目中,而年轻的指导教师自身专业能力尚有待提高,不具备更新能力。三是有越来越多的毕业生希望能将毕业实习或就业单位的工程实践转化为毕业设计题目,而校内的指导教师的对口指导工作不到位。四是一直以来形成的对毕业设计要求较为宽松,学生易于通过。上述问题是导致近年来毕业设计质量呈现逐年下降趋势的主要原因,因此我们对机械类专业进行了一系列有针对性的改革,旨在提高毕业设计质量,进而促进专业整体建设水平,实现应用型、技能型人才的培养目标。
一、优化毕业设计方案
通常本科高校的毕业设计工作在第8学期开展,学期初指导教师完成毕业设计题目的上报、审批等工作。在1-4周进行毕业实习的空隙,学生完成毕业设计的动员、选题等主要工作,在5-16周完成毕业设计的工作。然而目前,多数毕业生在第8学期忙于找工作、面试等;考研的学生忙于复试复习准备、外出复试等;有越来越多的企业希望学生能够延长毕业实习时间,以便他们毕业后能尽快融入工作岗位,因而申请校外毕业实习延期的学生越来越多。这些都导致毕业生指导过程中普遍出现前期抓不到学生,后期挤爆教室的现象。因此我们适时调整毕业设计方案,将毕业设计题目上报、审批,毕业生动员、选题等工作提前至第7学期中后期依次完成,让学生带着毕业设计题目进入寒假。这样做的优点一,将第8学期相当一部分工作提前分散完成,给学生更完整的毕业实习时间,有效减轻该学期前半段的毕业设计强度。优点二,参与校外毕业实习的学生从1月份开始即可进入企业实习,实际延长毕业实习时间,受到学生和企业的欢迎。优点三,学生提前拿到毕业设计题目,在假期即可进行毕业设计基本资料查询、毕业设计整体思路构思等工作,为后面节省时间。优点四,学生带着毕业设计题目去实习,实习期间不断将所学所感融入毕业设计之中,提升毕业设计的实际工程应用水平。
二、强化毕业设计题目审核