机械工程类本科生毕业设计(论文)教学探讨-机械工程类本科.pdf

2007年9月 第25卷 第3期 太原理工大学学报(社会科学版) Journal of Taiyuan U niversity of Technology(Social Sciences Edition) Sept. 2007 Vol . 25 No. 3 机械工程类本科生毕业设计(论文)教学探讨 李文斌,董长双,轧 刚 (太原理工大学 机械工程学院,山西 太原030024) 摘要:针对机械工程类本科生毕业设计(论文)教学过程中存在的问题,通过论述毕业设计的内 涵,讨论了毕业实习、 毕业设计督导组的作用和毕业设计选题等问题,介绍了在毕业设计(论文)的 教学改革中的一些思路经验。 关键词:机械工程;本科生;毕业设计(论文 ); 教学改革 中图分类号: G642. 477 文献标识码 :A 文章编号: 100925837(2007) 0320069205 高等理工科院校机械工程类本科生毕业设计 (论文)教学过程是实现其本科培养目标要求的重要 培养阶段。毕业设计(论文)对培养学生综合运用所 学知识解决工程实际问题,培养学生严肃认真的科 学态度和严谨求实的工作作风,培养学生勇于探索 和开拓创新精神有着不可替代的作用;是全面素质 教育和创新教育的重要实践环节;是学生毕业及学 位资格认证的重要依据;是衡量高等学校教学质量 和办学效益的重要评价内容。 毕业设计(论文)的教学过程,必须发挥学生的 主体作用和教师的指导作用,而毕业设计(论文)的 质量监督体系更是必不可少。 近年来,太原理工大学 机械工程类广大教师乘教学改革和本科教学工作水 平评估之劲风,不断提高机械类各专业毕业设计(论 文)的质量,取得了一定的效果。但是,毕业设计(论 文)的教学过程中仍存在着一些不足,影响到毕业设 计(论文)的质量和高等学校机械类人才培养的质 量,具体表现在以下几个方面。 (1)毕业实习经费不足,削弱了毕业实习环节, 不能保证学生实习内容高质量的完成,导致毕业设 计(论文)题目单一、 重复、 陈旧,虚拟课题较多,与实 际生产结合不够,难以调动学生的主动性和创造性, 学生的依赖性较大。 (2)毕业设计(论文)教学过程缺少由专业教师 组成的督导小组专门负责,单纯靠校督导组的指导 是很不够的,同时由于学校大、 学生多,校督导组无 法顾及到每一个专业班级的学生,因此缺少对学生 毕业设计进程和教师指导作用的监督机制。 (3)毕业设计(论文)教学过程与学生联系工作 单位或考研复试在时间上的冲突,致使学生从时间、 精力上投入不够,因而学生的毕业设计(论文)质量 也就难以保证。 (4)机械类专业的学生,不愿意搞机械结构设计 类题目,怕画图已成为一种普遍现象,所画的机械图 纸问题较多,与用人单位的要求还有很大差距。 (5)毕业设计(论文)的教学管理体系、 考核方法 和工作量的计算方法也有待改善。 综上分析,目前,在高等理工科院校机械工程类 本科生培养过程中,毕业设计(论文)环节存在着一 些问题,亟待进一步改革与提高,因此,本文就机械 工程类本科生毕业设计(论文)教学过程的几个问 题,讨论如下。 一、 毕业设计(论文)的基本内涵1 一般来说,毕业设计(论文)的基本概念,作为毕 业设计的指导教师不会专门给学生讲授这些概念, 而是在指导设计(论文)的过程中把概念渗透到其 中,在此有必要回顾一下有关概念。 在设计工作过程中,一些学生误认为:设计就是 查手册,套公式计算,最后画几张图,感觉轻而易举。 收稿日期: 2007205223 基金项目:山西省教育厅教学研究课题资助项目 作者简介:李文斌(19632 ), 男,山西长子人,太原理工大学教授,系主任,主要研究方向: CAD?CAM集成技术,机电一体 化系统研究。 然而,实际上设计作为一种创造性的思维活动,有着 极为深刻的内涵与外延。现代设计已经广泛涉及到 人类生活的各个领域,所以,设计的表现形式类型繁 多,内容也极为丰富。 怎样来揭示设计的内涵呢?这里不妨从动态和 静态综合进行描述,即设计是人们依据需要,经构思 与创造,在一定的约束条件下,以最佳方式将设想向 现实转化的重要过程及取得的成果。 在给出的设计定义中,具有两个鲜明的特征,一 是将设计视为一个构思与创造的活动过程,二是将 设计视为在一定条件下所取得的最佳设计成果。例 如,在自然科学领域中,机械、 电子、 航空、 化工、 冶 金、 建筑等部门的工程设计均属于设计范畴;在社会 科学领域中,规划设计、 决策设计也属于设计范畴。 什么是毕业设计?毕业设计是高等学校技术科 学与工程技术专业的应届毕业生,在毕业前接受课 题任务后,所进行的设计过程及其取得的设计成果。 在毕业设计,一般可分为三个阶段。 第一阶段是调研 阶段。它的任务是对设计目标及实现目标所要解决 的各种问题,进行深入、 全面、 系统的了解,分析需求 的性质与特点,分析各种解决问题的途径及关键要 素,对通过调查获取的信息进行加工、 整理。调研的 方法主要有文献查阅、 现场考察、 主要问题咨询等。 第二阶段是转换阶段。其任务是构思可能达到预期 目标的各种方案,提出对各种问题的解决方法,这是 一个创造性思维过程。第三阶段是收敛阶段。其任 务是将设计者在构思中所提出的多种设计方案,锁 定到给定条件下的最佳解决方案。 科学研究工作的实质是要揭示事物的本质特征 及事物发展的客观规律。科学研究工作是创造知识 和应用知识的探索工作。 在科学研究工作中,用于科 研成果的表现形式是不同的,其表现形式主要有:学 术论文或学术专著、 科学技术报告或专利文件、 调查 报告或研究工作报告等。 那么,学术论文的内涵又是什么呢?学术论文 是在一定的科学研究领域内,人们思维轨迹及综合 研究活动的科学记录和最新科研成果或创新见解的 表述。因此毕业论文属于学术论文范畴。毕业论文 是高等学校学生毕业前所撰写的学术论文或称为学 位论文。毕业论文教学过程是高等学校教学计划的 重要组成部分。毕业论文表明作者在科学研究工作 中取得的新成果或提出的新见解,并表明作者具有 的科研能力与学识水平。毕业论文具有学术论文所 共有的一般属性,它的构成与展开严格按照绪论、 本 论、 结论的逻辑思维方式,以事实为基础,以严谨的 推理过程为依据,最后得出可信的科学结论。 二、 机械工程类毕业设计(论文)的选题 对于机械工程类本科专业,毕业设计(论文)的 选题应选择能综合应用学生四年所学专业知识和基 础知识分析问题解决问题的经典题目;或选用企业 生产实际的课题和教师的科研项目中适合的题目; 或鼓励学生结合自己的兴趣和毕业分配去向自主选 题。总之,毕业设计的选题要贯穿 “三结合”,即理论 与实践相结合,教育与科研生产相结合,教育与国民 经济建设相结合,力求做到题目的新颖性、 真实性、 可完成性。 1.毕业设计选题的原则2 (1)选题要符合机械工程类本科生专业培养人 才目标的要求,具有运用机械、 电子等多领域理论知 识和工程设计、 调试等方面的综合能力。 所选课题应 以机械设计、 制造工艺、 机电结合的题目为主,同时, 注重计算机辅助的应用。 (2)选题应有利于加强或弥补教学中的薄弱环 节,应具有多样性,要贯彻因材施教的原则。使学生 通过毕业设计,深化、 扩大所学知识,建立设计思想, 提高学习能力和综合运用知识能力、 分析能力、 解决 技术问题的能力,充分发挥学生的创造性和主观能 动性。 (3)选题在满足综合训练的前提下,尽可能结合 生产实践、 科学研究、 实验建设等需要,通过毕业设 计(论文)为这些方面作出贡献并获得一定的成果。 (4)所选课题在理论和实践方面,既要有一定的 水平,又要符合学生实际,要保证绝大多数的学生在 规定时间内,经过努力,能按时完成,并获得成果。 题 目选得过难或过易,太大或太小,都是不合适的。 2.毕业设计题目类型 在指导毕业设计(论文)的过程中,我们总结出 机械工程类专业的毕业设计(论文)题目类型,分以 下三类。 (1)虚拟类题目。 这类题目以完成教学训练为目 的,对学生的训练全面、 系统,目标明确。 题目由指导 教师拟定,一般多选择各类组合机床、 专用机床或其 他的设计。 从方案拟定,装配图、 零件图的绘制,工艺 文件的编写,要考虑技术上的先进性,以及实际生产 制造的合理性、 经济性。 (2)科研类题目。 这类题目所涉及的内容目的是 发展、 拓宽学生的知识面,对学生来说有一定难度和 07 太原理工大学学报(社会科学版) 第25卷 深度。 题目一般来自教师的科研项目,学生可以有选 择地完成其中一部分,即子课题。 (3)生产实际题目。 该类题目来源于工厂生产实 际,有新产品研制、 设备改造,也有工艺工装的设计。 这类题目对培养学生确立正确的、 科学的设计思想, 树立严肃认真、 一丝不苟的工作作风是大有裨益的。 近几年来,我校机械工程学院特别注重增加了 “真题真作” 的毕业设计题目,紧紧围绕科研项目和 工厂的技术需要,安排毕业设计。 例如,“组合机床技 术改造” 、 “立体仓库控制管理系统” 、 “电镀CBN珩 磨轮装置设计” 、 “磁性研磨装置设计”,“超声波加 工” 等毕业设计题目都来源于教师承担的横向(企 业)科研课题和纵向(基金)课题。 这些题目都必须在 近三个月 (12 周)的时间内完成,它们既包括总体方 案的设计、 全部图纸(装配图、 零件图、 电气原理图 等)的绘制,也包括说明书编写等。 整个毕业设计(论 文)培养了学生综合运用知识能力,并扩大、 深化了 所学基础理论知识,提高了分析和解决本专业范围 内一般工程技术问题的能力,建立了正确的设计思 想。同时,提高了学生设计、 计算、 制图、 编写技术文 件以及正确使用技术文件、 技术资料和标准、 手册等 工具书的独立工作能力,为实现学生向工程技术人 员过渡起到很好的促进作用。 这类题目,既锻炼了学 生,也使指导教师获得了实际工作的机会;既为工厂 解决了实际问题,也使学校得到经济效益。 3.毕业设计题目的选题方法 机械工程类毕业设计(论文)的题目可以说 “多 如牛毛”,但是,要想垂手而得却并非易事,因为这与 教师对题目的了解程度和能否指导学生完成以及学 生的知识基础和能力等因素有关,从而制约着选题 的可取性。因此,教师和学生需要不断地学习和实 践,需要掌握好的选题方法3。 (1)加强实践,不断充实和改进传统题目。教师 要深入实际,加强实践,对于机械工程类毕业设计 (论文)的一些传统题目,要在分析的基础上进行改 造并赋予其新的内容。例如,传统的机械设计、 制造 工艺、 设备、 刀具等题目,要特别注意与现代机械设 计制造方法(如CAD、CA E、CAM、CA PP等)相结 合,而一些传统的机械制造设备或其他设备,应与先 进的控制技术(如微电子技术、数控技术、PLC技术 等)相结合,对旧设备进行改造,有了这些思路,就能 使传统题目出现更多的新意,这在机械部分和电气 控制部分都得到充分的体现。自2003年以来,我校 机械设计制造及自动化本科专业的各模块,如机设、 机制、 机电等模块在这方面做了探索。例如,有的将 A utoCAD、Pro?E等应用软件结合到毕业设计(论 文)中,也有的应用了数控技术、PLC技术等对普通 机床和其他设备的改造,极大地丰富了毕业设计(论 文)的题目和设计内容,学生的兴趣高、 主动意识强, 通过毕业设计(论文 ), 学生得到机电知识的融会运 用和机械软件应用的锻炼,效果良好。 (2)转变观念,“产、 学、 研” 结合出新题。毕业设 计的社会功能就是将毕业设计成果直接或间接为经 济建设服务,为生产、 科研服务,为社会服务1。因 此,教师必须尽快转变观念,走出校门,深入厂矿企 业,寻找合作机会和课题,同企业中既有理论又有实 践的技术专家、 学者进行广泛交流与探讨,一方面了 解他们需要解决什么技术问题或是攻关项目,另一 方面要重新审视 “我们能为企业工厂做什么” 的问 题,不断地把教学与实际生产或科研结合起来。 对于 青年教师来说还要及早确定自己的研究方向,积极 申报各类课题(如各类基金课题、 合作开发课题等 ), 由此可以获得更多的、 实际的毕业设计课题,从而达 到教学、 生产、 科研的三结合目的,真正实现毕业设 计的教学、 教育功能和社会功能。 近年来,我校机械工程学院在 “产、 学、 研” 结合 出新题方面,已经做了一些尝试。从两个方面出发, 一是学院鼓励教师积极申请课题,二是提供必要的 支持让教师到全省各地的厂矿企业中搜索课题,通 过建立必要的激励机制,已取得了一定的成效。例 如,机械制造学科,从国家自然科学基金的课题 “硬 齿面齿轮超声波平行轴珩磨机理的研究” 、 “面向孔 表面光整加工的液粒两相强制环流理论与技术基础 的研究” 和省自然科学基金的课题 “旋转式超声波加 工机理的研究” 、 “提高大型机械结构振动工作模态 参数识别精度等方法研究” 等项目提取出一些适当 的子题目,作为本科生的毕业设计(论文)题目;同时 把与企业技术合作和开发的项目,如 “立体创库控制 管理系统” 、 “高精度运动控制方法与实验研究” 、 “屯 绛输水及供水工程取水泵站智能控制” 、 “轨道监测 车” 等等,分解为子题目直接作为毕业设计题目,由 此获得了许多新颖的毕业设计(论文)的题目,并取 得了成果。 这种选题方法的意义在于,对那些基础扎 实、 肯钻研、 继续深造上研的学生具有重要的锻炼价 值。进入21世纪以来,我校机械设计制造及自动化 专业的学生在这方面受益匪浅,毕业生深受用人单 位的好评。 17第3期 李文斌等:机械工程类本科生毕业设计(论文)教学探讨 三、 机械工程类专业毕业实习是毕业设 计的必需环节 毕业实习是学生进行工程设计的必经之路,而 毕业设计则是在实践基础上的综合应用知识并实现 其成果的过程。近年来,由于物价上涨,各种实习费 用增加,实习经费不足,削弱了毕业实习环节。实习 时间缩短,学生深入工厂车间实习不够,一些教师毕 业设计(论文)题目单一、 重复、 陈旧,虚拟课题较多, 与实际生产结合不多,难以调动学生的主动性和创 造性,同时学生的依赖性较大,不同程度地影响到毕 业设计的质量。针对上述情况,我校积极采取措施, 从2005年开始,对毕业班每个学生增加了160元实 习费,由此,我校机械工程学院机械2003级学生的 毕业实习的地点、 实习的时间和实习的内容有了较 好的保证。例如,机制、 机电模块的学生到洛拖集团 公司实习,液压模块的学生到上海液压件厂实习等, 取得了较好的效果,与之同时,老师们也有了与工厂 洽谈合作开发课题的机会,逐渐形成了厂校合作科 技交流的氛围。 目前这些方面发展势头良好,必将对 学生毕业设计以及结合实际课题的选择起到积极的 作用。 四、 毕业设计(论文)督导小组(由专业教 师组成)的作用 实践证明,由专业教师组成的毕业设计督导小 组,其成员不仅对本学科专业的毕业设计(论文)选 题、 内容等都很熟悉,而且能对毕业设计(论文)过程 进行全面指导和监督,对保证毕业设计(论文)的质 量起着非常重要的作用。历年来,特别是从2003年 以来,我校机械工程学院按照专业模块的特点组成 了毕业设计(论文)督导小组,主要由专业教师参加, 主管教学副院长牵头,对毕业设计(论文)的各阶段 进行督导。 在拟定毕业设计(论文)题目和学生选题阶段, 各专业教研室在毕业设计(论文)的前一个学期安排 教师拟定题目(主要来源有虚拟课题、 实验改造、 科 研项目、 企业技改等 ), 在教研室会议讨论的基础上, 督导小组对毕业设计题目进行审核,并有针对性地 提出问题。例如,涉及 “噪声控制” 、 “软件设计” 、 “偏 机或偏电的设计” 等题目是否可作为机械类本科生 的毕业设计,大家讨论后,形成了共识,更加理解了 机械类毕业设计(论文)的内涵;此后,按专业模块统 计题目,并在第八学期初公布题目,让学生、 教师进 行双向选择。 毕业设计(论文)中期阶段,可以说是最 重要的阶段,按学校和学院的要求如期进行,督导小 组不仅平时要到设计教室了解学生设计的进程,而 且要对各设计小组报上来的毕业设计(论文)进度较 慢、 完成工作量少的学生把关,深入了解他们在设计 中的思想状况,开动他们的脑筋,鼓励这些同学后起 直追。 督导小组采用此方法帮助或激励了不少学生, 而且有的学生在最后答辩中得到了较满意的成绩。 毕业设计(论文)答辩期间,督导小组的主要任务是 督导教师之间交叉对学生的毕业设计(论文)图纸、 说明书和外文翻译等进行审阅,一方面要求学生认 真修改错误、 准备答辩,另一方面要求教师写出评阅 意见。 通过上述过程,近三年来,我院机械类本科生的 毕业设计(论文)质量呈现出上升趋势。 五、 结论 本文结合太原理工大学机械工程类本科生毕业 设计(论文)的情况,对毕业设计的基本内涵、 毕业实 习、 毕业设计督导组的作用和毕业设计(论文)的选 题等问题进行了讨论。 笔者认为,学生和教师在清楚 了毕业设计(论文)的概念内涵后,通过学生的毕业 设计(论文)选题、 毕业实习和刻苦的努力,教师的精 心指导,以及毕业设计(论文)督导小组的督导,学生 的毕业设计(论文)就一定能够顺利进行和高质量完 成,把好培养学生的最后一关。当然,毕业设计(论 文)还有其他的环节,由于篇幅有限,内容待续。所 以,在全面贯彻党的教育方针,树立正确的高等教育 人才培养质量观的同时, 4也希望广大同仁共同关 注机械工程类本科生毕业设计(论文)中的诸多问题 并进行探讨。 参考文献: 1 国家教委高等教育司,北京市教育委员会.高等学校毕 业设计(论文)指导手册(机械卷) M .北京:高等教育 出版社,经济日报出版社, 2002. 2 曹晓冶.培养机电一体化人才的重要一环机电专 业毕业设计选题小议J .江苏广播电视大学学报, 1995, (3): 78279. 3 杨叔莲,李文斌.机电一体化毕业设计选题原则J .太 原理工大学学报(社会科学版), 2001, 19(4): 69270. 4 高 思.提高高等学校本科教学质量的重大举措J . 中国大学教学, 2007, (2): 5210. 27 太原理工大学学报(社会科学版) 第25卷 Some Problem s of Teaching Process of Graduation Project(Thesis) forM echan ical Engineering Undergraduate L IW en2bin,DON G Chang2shuang, YA Gang (College of M echanical Eng ineering of T YU T,T aiyuan S hanx i030024,China) Abstract: Based on the problem s of teaching process of undergraduate project for mechanical engineering, by discussing the intension of graduation project, some problem s of graduation project work, actions of graduation project supervisors and selected projects are discussed in this paper. A nd some experiences and lessons of teaching improving in the graduation project(thesis) are introduced. Key words:mechanical engineering; undergraduate; graduation project(thesis); teaching (编辑:赵树庆) (上接第65页) 参考文献: 1 申振东.高校和谐校园建设五对关系探析J .贵州社 会科学, 2006, (5): 1012103, 109. 2 姚美红.高校教师中 “弱势群体” 产生的原因及扶助 J .中国科技信息, 2006, (1): 1322133. 3 高瑞平,蔡德军.普通高校科研 “弱势群体” 的成因分析 及解决对策J .安徽农业大学学报(社会科学版 ), 2005, 14(2): 1002103. Helping theW eak Groups and Constructing the Harmon ious Campus L I U Hun2ju (College of M echanical Eng ineering of T YU T,T aiyuan S hanx i030024,China) Abstract: The form ing cause of the w