前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇机械毕业设计课题范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、毕业设计图纸存在的主要问题
其一,是图纸的标准化问题。学生的标准化意识淡薄,作图随心所欲,标准件不按照标准画,如螺纹、滚动轴承、齿轮、皮带轮、链轮等的表示。另外,表现在图幅大小以及比例的不按标准选择。譬如,所有的零件图,无论尺寸大小均采用相同的图幅,造成大图纸画小零件,图面留出大片的空白,而一些较大尺寸的机架零件、箱体零件,画在较小的图幅上,除了顶天立地外,用于反映结构的局部视图或剖切图便无空间表达;对于标题栏、明细栏的填写也非常随意,或直接简单套用国外三维软件中的格式,不符合我国的技术制图规范;在图线应用上也是粗细不分、虚实不分,标注所有的字体大小不规范等现象也时常发生。
其二,是零部件的表达方法问题。目前,学生在做设计时,一般先应用电脑软件完成三维建模,再将三维模型在电脑中转化成二维工程图。一些学生不具体分析零件的结构,在转化成二维工程图时一概用三视图表达。实际上一些简单的轴、盖、轮、环等,一个或两个视图就能表达清楚;而复杂的箱体零件可能需要三个以上视图表达。另外不会选择合适的剖视图也是一个突出的问题,一些学生对需要剖切的部分不作剖切,既使剖切也只采用单一的剖切平面画全剖视图,不会使用多个剖切面或其它剖视图。
其三,是尺寸标注问题。学生对于装配图的尺寸并不清楚应标注哪几类,通常只标注总体尺寸,装配尺寸、安装尺寸遗漏较多;而对于零件图的尺寸很少考虑设计与工艺基准问题;常见结构的尺寸标注不采用标准符号,如沉孔、倒角等的尺寸;另外,亦存在装配图上的配合尺寸与零件图上的公差数值不对应,在装配图上漏注配合尺寸和在零件图上漏注公差等更是常见病。
以上诸多问题的存在,反映学生在多门基础课程和专业课程学习中的不足,当然机械制图及计算机绘图课程首当其冲。机械制图是机械专业唯一一门学习投影制图的基础课程,对学生基本投影方法的建立、制图国家标准的掌握以及零部件表达方法有着非常重要的作用。学生对课程内容掌握的程度将直接反映在毕业设计图纸上。如何针对学生在毕业设计图纸上所反映出的不足,对《机械制图》课程进行相应调整与优化,笔者从《机械制图》课程教师的角度,结合在教学实践中的体会提出一些建议。
二、《机械制图》课程体系的优化
虽然机械制图课程指导委员会对课程的学时数有指导意见,但目前大多数学校对课时都会压缩,以缓解其它新设课程所带来的课时紧张。学生应对就业的压力的提前实习,更加重了教学时数的紧张。在这种情况下,课程体系的优化尤为重要,包括内容的增减,练习的方式,教学手段的配合等,以保证学生在有限的学时内学得更实用、更扎实。
1.《机械制图》课程内容的优化
(1)强化学生的标准意识
工程图纸称为“工程界的语言”,是科学技术交流、生产管理中不可或缺的部分。因此,图样的绘制必须建立在统一的标准基础上,如在国家《技术标准》《机械制图》标准中,针对图纸幅面、标题栏、明细栏,绘图的比例、图线以及图中所注的尺寸、书写的字体等都有明确规定。而在平时的教学过程中,仅用几节课的时间介绍标准,难以培养学生自觉贯彻执行标准的意识,应在整个课程的学习过程中反复训练、逐步培养,如在画三视图、剖视图的练习时加入标题栏的填写、尺寸标注训练,并强调各种图线的正确应用。此外,在计算机绘图的教学中,强调标准的执行尤为重要,因为大多数绘图软件是国外引进的,所采用的标准与我国的标准有所差异,必须强调这种差异,并使学生学会对不符合我国标准的部分加以修改,日常的每次出图都应符合规范。只有通过反复的训练,才能使学生牢固建立标准意识,在毕业设计时对标准的应用自然会驾轻就熟。
(2)加强零部件表达训练
毕业设计课题中,涉及到许多非标准零件的设计,必须通过画零件图反映出设计思想。零件图应包括视图、完整的尺寸、技术要求和标题栏。其中视图既要求将零件全部结构形状表达清楚,又需力求简洁明了,要达到这一要求并非易事,需在平时加强练习,而实物测绘练习是一个非常有效的的方式。
实物测绘从教学角度看是从形体表达到机械设计的一个台阶,对机械专业的学生来说,如果将来从事制造业,他们也将经常接触实物测绘,消化吸收先进机械的仿制,首先需要测绘;而当破损的零件缺少备件又无图样和资料可查时也需要测绘;对原有设备零件更新改造时,也是在测绘的基础上进行新产品的设计。因此,实物测绘是机械专业学生必须掌握的基本功。
实物测绘的内容分为两个部分,单个零件测绘和部件测绘。在教学手段上,让学生自由分组进行测绘、讨论与研究,以增加学生的积极性和主动性,减少因反复练习所带来的枯燥乏味。
在单个零件测绘中,主要开展零件表达方案讨论。例如,主视图的方向、视图的数量;用哪一种剖视图表达中空结构最合适;带倾斜结构的零件如何用斜视图和局部视图结合起来表达。鼓励小组成员各抒己见,在讨论中互相学习,掌握零件表达方法的综合应用。
在部件测绘中,学生通过拆装装配体,了解零件各个结构的功能,明白结构的设计主要由功能所决定。同时,也了解了设计的整体性问题,如结合的可靠性、拆装的方便性、外形与内形的一致性等,为之后的毕业设计作知识上的铺垫。忽略零件的工艺结构亦是毕业设计中容易犯的错误,对于这方面的错误,可通过零部件的拆装、绘制草图等练习,加强意识、提高常见工艺结构设计能力。
另外,毕业设计课题中有不少会要求对机器的机身、大型底座进行设计,这部分通常是焊接结合件,需要焊接图方面的知识作支撑。因此焊接图不能因为课时原因不纳入教学内容的范畴,相反应该加强焊接图表达的学习,同时掌握标注标准焊接符号。
(3)注重简化画法的应用
传统制图教学中截交线和相贯线的绘制,向来是《机械制图》课程的重点和难点,讲解这些内容耗费了较多的课时。随着计算机设计与绘图技术的普遍应用,学生的三维造型能力普遍提高,截交线和相贯线的的投影通过实体造型可方便获得,学生只需掌握相交实体的形状,截切平面的位置,掌握交线的走向,其结果只需以简单的线条表示。在国家标准GB/T16675.1中,对表面交线的简化画法都有说明,在工程实际应用中也是简化处理的。对于简化截交线和相贯线知识的讲解,既可以精简学时,又可以解决教学难点。除此之外,常用的螺纹紧固件(GB/T4459.1)、滚动轴承(GB/T4459.7)等在制图国家标准中都有简化表示,教学中加以强调,练习、考试也以简化画法为主,提高学生制图的简便性。
2.《机械制图》课程与其它课程衔接的优化
《机械制图》一般在大一第一学期开设,学生从学校到学校,许多学生都没有看到过机床等加工设备,更不可能了解一个零件是怎样加工出来的,所以在讲解“尺寸标注”“公差与配合”等内容时,学生对设计基准和工艺基准难以理解,对配合方式的选择和公差的标注感到困惑也是可以理解的;对这部分内容在本课程中可以加以淡化,把本课程结束时的制图大作业延迟到《金工实习》《互换性与公差配合》《机械设计》等课程上完以后进行,再来结合大作业加强“尺寸标注”“公差与配合”等教学内容,学生会容易理解和掌握。一些专业基础课、专业课之后都会有课程设计,其中的制图部分一点也不能放松要求,要完全按规范进行。只有将机械制图贯穿机械专业学生四年学习的全过程,才能让学生循序渐进,不断深入地掌握好这门工程界的“语言”。
三、结束语
毕业设计,是学生对大学期间所学知识的综合应用,也是进入职场前的模拟考,通过《机械制图》课程体系现的优化,对提高学生的图纸质量会有一定积极的作用。而要全面提高毕业设计的质量,需要学生、教师、学校有关部门等多方共同的努力,如优化基础课程、专业基础课程、专业课程及相关实践性课程的衔接,优化各课程的教学内容及课时安排;毕业设计的选题最好来自厂矿企业实际课题,与学生今后从事的工作相关,吸引学生投入更多精力;做好毕业设计过程的管理,使学生有充裕的时间对课题进行论证,对图纸进行修改,保证毕业设计质量。
参考文献:
[1]万宏强.机械专业毕业设计中的设计与绘图问题.科技创新导报,2010,(12).
关键词:TRIZ理论;毕业设计;最终理想解;技术矛盾;物理矛盾
作者简介:刘训涛(1975-),男,山东鄄城人,黑龙江科技学院机械学院,副教授;吴卫东(1967-),男,江苏沛县人,黑龙江科技学院机械学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150027)
基金项目:本文系黑龙江省高教学会“十二五”规划课题“TRIZ理论在本科教学中的应用与大学生创新能力培养的研究”(项目编号:HGJXHC110906)、黑龙江省新世纪教改项目“TRIZ理论在机械工程专业毕业设计中的应用与实践”(项目编号:6621)、黑龙江科技学院青年才俊资助项目的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0170-02
随着高校扩招,大学招生人数逐年增加,但是教师的人数却变化不大,指导毕业设计的师生比逐年降低,教师一般一年要指导6~8个本科生,高职称的教师甚至要指导13~14人的毕业设计。由于机械设计的自身特点,指导教师很难每年均给出全新的课题,导致很多毕业设计题目、设计内容雷同甚至与前两年完全一样。同时由于传统的毕业设计过程管理松散,学生毕业设计又与找工作时间重叠,还有些学生利用最后一学期上驾校、考驾照,学生实际投入到毕业设计的时间有限,所以学生毕业设计存在一定的突击、抄袭、拷贝,甚至花钱请人完成的现象。虽然各高校先后开展了论文工作,但是仍然无法保证学生毕业设计的创新性、独立性。学生毕业设计质量逐年下降,甚至有些人认为应该取消本科生毕业论文答辩。针对本科毕业设计存在的问题,尝试将TRIZ理论引入到毕业设计中,在师资队伍、毕业设计选题、开题答辩、结构设计与过程管理中采用TRIZ理论融入模式开展教学,经过三年多的教学试验,取得了一些成绩。
一、TRIZ理论师资队伍建设
教师在毕业设计中与学生接触最多,既是学生毕业设计质量的监督者,又是设计方法、绘图技巧的直接传授者,所以教师在本科生毕业设计中起着至关重要的作用,教师的业务能力和专业水平在很大程度上决定了学生毕业设计的质量与成败。学校鼓励教师逐步提高自身学术修养,在职完成博士研究生学习,积极参加省内重点高校精品课程的盯课任务,积极到工厂、实验室挂职锻炼,积极开展各种教研与科研活动。利用黑龙江省优越的TRIZ理论学习与推广环境,有计划的开展教师TRIZ理论培训,聘请亿维讯的TRIZ理论讲师为教师进行软件及理论培训。选派多名教师参加国家科技部、黑龙江省科技厅组织的由俄罗斯、德国以及国内TRIZ理论专家讲授的师资培训班,并利用教研室活动时间,不定期的开展TRIZ理论学习与实践情况交流,共同探讨学生创新能力形成发展的规律,为创新教育提供最直接、最深刻的体验。[1]组建起一支业务素质高、爱生、敬业,同时又了解TRIZ、喜爱TRIZ、研究TRIZ的教学团队,为TRIZ理论在本科毕业设计中的应用奠定师资基础。
二、TRIZ理论在毕业设计中的应用
毕业设计过程是实现本科培养目标的重要阶段,是学生毕业前的最后学习阶段,是对学生大学四年学习的总体检验与综合运用,是学生综合素质与工程实践能力培养的最后一里路程,也是本科生毕业及学位资格认证的重要依据,更是衡量高等学校教育质量与办学效益的重要评价内容。[2]毕业设计过程一般包括课题选择、任务书下达、毕业实习、开题答辩、中期答辩、图纸绘制与说明书撰写、毕业答辩几个过程。通过TRIZ理论融入式教学法的实施,将TRIZ理论融入到毕业设计的各个环节,提高了学生毕业设计的质量。
1.TRIZ理论在选题中的应用
选题是做好本科毕业设计的第一步,选题是否正确得当,将直接关系到学生毕业设计知识的学习量、实践与创新能力的培养水平,是关系到学生毕业设计成绩的重要步骤。由于教师指导的学生多,同时参与指导毕业设计的青年教师比重大,实践经验较欠缺,导致许多教师无奈之下选用陈旧的课题或者兄弟院校的毕业设计题目,毕业设计选题缺乏创新,有的甚至不科学,更无法发挥学生的潜能,无法开展学生实践与创新能力的培养。为了克服以上困难,在选题时力争密切联系科研、生产、实验室建设实际,力争产、学、研结合,努力增加课题的实用性。尽量选择教师自身熟悉的科研、学术研究课题,力求将教师承担的国家、省(部)、厅(局)级科研课题,以及企事业单位委托课题、校内基金课题和自拟课题与学生的毕业设计挂钩,让学生参与到教师的科学研究中,早一步体验科研实际。[5]在课题选择时,应用TRIZ理论进行产品S进化曲线分析,研究机械产品的发展阶段,寻找机械产品现阶段存在的矛盾,从而确立待选课题,并尽量使课题处于TRIZ理论1到4级发明阶段,力争做到选题科学、合理、新颖、先进。另外,要激发学生开展毕业设计的兴趣,培养学生独立自主创新的能力。通过三年的实践,本科毕业设计题目更新率、题目可操作性、对学生自主创新能力培养均有显著提高,如图1所示。
黑龙江科技学院机械设计专业有学生152人,有专任教师16人。通过TRIZ理论在选题阶段的应用,毕业设计题目更新率由原来的53.6%增加到了93.5%,课题和教师的科研与研究课题相衔接率逐年增加,由2009年的35.6%增加到63.4%。毕业设计知识点逐年增加,涵盖了机械设计中的理论知识与实践知识,设计包括机械结构设计、方案选择、结构力学分析。使学生通过毕业设计学会了方案制定、材料选择、结构设计、零部件强度校核、电机选择、手册查找、工艺及热处理方案制定等多方面知识。毕业设计的可操作性明显提高,教师指导难度降低,毕业设计中创新设计题目由4.35%提高到36.7%。通过科学选题增加了学生毕业设计的信心和动力,让学生在综合知识运用上更加自如,更能够激发学生潜在的创造能力。
2. TRIZ理论在开题中的应用
开题报告的撰写是学生在毕业实习后,依据教师给定的设计题目和实习阶段收集的资料,对毕业设计课题国内外发展现状的综述、机械产品结构设计方案选择、课题开展计划制定、设计目标及参考文献的撰写。[4]鼓励和引导学生在开题阶段使用TRIZ理论。应用TRIZ理论进行九屏法分析,研究课题的系统、子系统、超系统,以及系统、子系统和超系统的过去、现在与未来系统,查找整个系统以及操作区中可利用的资源,找出要解决的问题,通过对问题的抽象,运用TRIZ理论建立矛盾。如果是技术矛盾(即一个参数改变引起另一个参数的“恶化”),依据矛盾矩阵表和40个创新原理查找解决方案;如果是物理矛盾(对一个参数提出两种不同的要求),采用时间分离、条件分离、空间分离、整体与部分分离原理进行解决,或者通过对结构进行物-场分析,应用标准解查找解决方案,并利用PRO/Innovator的专家评价系统或者机械系统设计中学到的方案选择原则对各个方案进行打分,选择最优的设计方案。各年开题报告撰写中技术创新方法的应用情况如图2所示。随着黑龙江科技学院TRIZ理论选修课程的开设,学生对TRIZ理论的了解逐渐增加,在开题报告中应用TRIZ理论的数量逐年增加,开题报告的质量也有明显的提高。[2]
3.TRIZ理论在结构设计中的应用
TRIZ理论的核心思想是通过重新定义问题,建立最终理想解;通过系统思考来充分利用系统内部和外部的资源,不折中、不妥协,创造性地解决问题;通过工具和方法来寻找创新规律。[3]在结构设计阶段,学生首先对设计中遇到的问题形式进行描述,并将其转换为技术形式与发明形式;然后应用功能分析对关键部件结构进行分析,通过鱼骨图查找当前结构的问题节点,应用小人法、金鱼法对结构进行分析,通过S进化曲线的分析,确定产品所处的技术进化阶段,选择相应的TRIZ理论工具,确定结构的最终理想解(ideal final result,IFR),明确努力方向,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免传统创新设计方法中缺乏目标的弊端,提升创新设计效率。应用ARIZ(Algorithm for Inventive Problem Solving)算法、进化法则、知识库、效应库、结构库、专利地图(国内专利库、欧美专利库),从专利规避角度出发,开展机械运动、机械动力、机械结构及机电结合等详细设计,[1]具体应用过程如图3所示。
通过TRIZ理论的应用激发学生的联想思维、想象思维、灵感思维,进而提升了本科毕业设计的质量。学生毕业设计图纸、说明书中重复率明显下降,创新点逐年增加,部分学生还将毕业设计成果申请了实用新型专利,通过毕业设计不仅锻炼了学生的工程实践能力,激发了学生的创新热情,同时还发掘了学生自主创新的潜能。
三、TRIZ理论在毕业设计管理中的应用
传统的毕业设计均是在设计初规定好最后答辩时间,学生只要在答辩日期前提交毕业论文和图纸就可以,但由于现代科技的发展,以及往届生的口口相传,很多学生在网上购买毕业设计、或者直接拷贝工厂图纸和往届毕业设计。而在整个毕业设计期间,很少有学生进行认真的设计、甚至很少有人思考与毕业设计有关的内容。有的指导教师甚至在整个毕业设计周期都见不到学生,学生也都是在毕业设计的最后几天连夜突击,毕业设计质量可想而知。学生在毕业设计中知识的学习,创新思维能力的培养更是无从谈起,毕业设计甚至成为教师和学生的共同心病。
课题组应用TRIZ理论动态化、周期化和分割原理,将毕业设计的考核分割量化,将毕业设计考核由一点单一考核变成多点分段动态考核。教研室教师集体制定各考核点,学生最后的毕业设计成绩由各个考核点成绩组成,改变了过去一次答辩定成绩的做法,加强了过程管理。用分割法将毕业设计成绩分割成毕业实习、开题答辩、中期答辩、教师定期指导、最后答辩几部分(见表1)。在毕业设计之初就列出每一部分考核的具体时间,让学生根据阶段考核时间表自动校正自己的毕业设计进程,同时每个阶段考核都由教研室组织教师进行成绩评定,并将成绩立即公布,任何一部分成绩不合格均不允许参加毕业答辩。通过两年的实践,学生技术文件质量普遍提高,学生毕业设计进程普遍加快,学生参与毕业设计的热情普遍增强,学生应用到毕业设计中的精力和时间增加,创新的结构增多,抄袭现象减少,学生集中突击情况不复存在,学生毕业设计质量明显提高。
四、结论
毕业设计既是对学生大学四年学习知识、实践动手能力的检验,又是学生自主创新能力、工程素质的集中综合培养。毕业设计囊括了实习、开题、产品结构设计计算、图纸绘制、论文撰写、论文答辩等过程。通过在本科毕业设计中引入TRIZ理论强调了学生的主体地位,激发了学生的创新热情,培养了学生的创新能力,避免了学生毕业论文的抄袭现象,克服了毕业设计题目雷同问题,提高了学生毕业设计的效率和质量。部分学生还将毕业设计内容申请了国家实用新型专利,也提高了学生的就业率。通过毕业设计实践,机械设计专业连续三年在学校毕业设计专项评估中名列第一,就业率连续三年名列学校前茅,2012年黑龙江科技学院亦荣膺“全国高校就业50强”,毕业生受到了用人单位的一致好评。
参考文献:
[1]马苏常,王健民,王宪成.应用TRIZ理论提升职技高师学生毕业设计创新能力的探索[J].职业技术教育,2009,(32):79-81.
[2]刘训涛,赵存友,徐鹏.TRIZ理论与大学生创新能力的培养[J].高教论坛,2011,(3):29-30.
[3]刘训涛,曹贺,陈国晶.TRIZ理论及应用[M].北京:北京大学出版社,2011.
【关键词】合作;机械专业;毕业设计
毕业设计是机械类专业教学中的一个必不可少的教学环节,是对学校应届毕业生在毕业前接受的一次综合性实践训练,是对学生所学知识进行整理和系统的必要环节。它是学生接受设计任务,在教师指导下独立进行工程实践,获得基本训练并取得成果的过程,它是评估毕业生学业成绩的一个重要方式,也是提高学生综合素质与创新能力的关键一环,也是结合贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》“卓越工程师教育培养计划”的需要。
一、机械专业毕业设计中存在问题
目前大部分学校学生毕业设计通常在学校进行,由专业教师提供毕业设计课题。
1、毕业设计环节中有毕业实习和毕业设计,由专业教师指导的毕业设计实践环节,除部分老师带学生到工厂进行毕业实习外,大部分学生没有进行毕业实习环节,导致学生对于很多设计的内容理解不够深入。
2、由于毕业设计指导教师有教学和科研任务,甚至是非常繁重的任务,导致到教室指导学生毕业设计的时间没有保证,部分学生反映指导老师很少进行指导,沟通交流的时间较少。
3、部分指导老师反映学生在毕业设计的过程中不够积极主动,有些学生对毕业设计不够重视,再加上就业面试等,用于毕业设计的时间很少。
二、企业中进行毕业设计的优点
1、学生方面
由专业教师指导的毕业设计实践环节,学生没有进行毕业实习环节,直接进入毕业设计环节,在毕业设计过程中由于学生没有感性认识,以及设计出来的产品没有通过实际生产检验,学生不清楚绘制的图纸是不是规范,结构合不合理,工艺可不可行等,答辩老师在毕业设计答辩过程中的提问学生不知道怎么回答,学生对知识把握效果不好。
毕业设计在企业中进行,毕业设计课题联系生产实际和工程应用,这样有利于调动学生的积极性,由于是真做实干,他们就会主动去了解、熟悉有关企业生产的实际情况,积极主动的去分析实际问题,找到解决问题的方法和途径,使学生的综合能力得到提高。
2、企业方面
学生在学校专业课学习过程中学习机械设计软件诸如PROE、UG、Cimatron等,到企业后可以与企业技术人员交流,提高企业的自动设计能力,同时学生在实践过程中可以联系自己所学专业知识根据企业生产情况提出一些合理化建议。
三、合作毕业设计操作措施
以模具专业毕业设计为例。
1、毕业实习内容及时间安排(一个月)
(1)钳工操作:每个学生发一份图纸,按图纸尺寸要求划线根据实际工件选择基准,学生正确使用量具实际测量工件,并进行攻螺纹、套扣、钻孔等工序。
(2)模具铣操作:学生熟悉机床的操作与保养,故障分析与排除,铣平面、铣直角、开推、铣台阶、铣斜面、铣T型槽。
(3)数控车铣操作:学生熟悉设备面板功能及手动操作与自动运行。进行成形面加工、内外螺纹,锥形螺纹的加工。
(4)数控系统、加工中心、线切割、电火花操作:熟悉机床面板及工件装夹、校正与分中。熟悉三菱,法拉克等数控系统,熟练使用加工中心、线切割、电火花等设备编制典型的型腔、型芯的加工程序,并联机加工。
2、毕业设计内容及时间安排
(1)模具工艺结构及拆装操作(1周):分析模具工艺、结构的合理性、拆装模具,掌握拆装的方法和技巧,进行模具组装。
(2)模具设计及制造(11周):学生分组在企业技术人员指导下学生自己进行特定零件的模具综合设计,在企业师傅指导下学生动手操作设备进行模具综合加工。
四、合作中注意的问题
加强与企业技术人员的交流,刚开始由于企业技术人员对毕业设计要求不是很了解,对课题的难易程度把握不是很清楚,学校指定专业老师作为第二指导老师,相互配合。
结 论
制造类企业与学校机械类专业合作进行毕业设计,公司委派技术人员负责指导学生的毕业实习及毕业设计,从设计到加工的全过程。学生可以把自己设计的产品,亲自操作机器加工出来,大大提高了学生的设计能力及实践动手能力。在毕业实习及毕业课题选择、指导方面真题真做,效果显著。
参考文献
[1] 刘秀玲.强化毕业论文的教学与指导[J].中国高等教育,2006,(9).
摘 要:近年来随着机电类本科毕业设计质量不断下降,如何有效地提高本科毕业设计的质量是高校面临的重要课题。在分析了传统毕业设计模式存在的问题后,就当前新形势下就如何有效提高本科毕业设计质量进行了一些摸索和探讨,以便更好地完成毕业设计教学工作。
关键词:机电专业;毕业设计;教学
一、引言
近年来,随着普通高校扩大本科招生,本科毕业设计指导教师指导的学生数量增多、学生就业压力增加等因素,高校机电类本科专业的毕业设计质量出现了质量下降的趋势,由于毕业设计是学生在大学学习期间的最后学习阶段,是学生在校期间第一次独立解决工程实际问题的实践性教学环节,它既涉及前期课程如机械制图、机械设计、电工与电子技术、机械控制基础等基本理论和基本技能的综合应用,又有对工程实践领域知识的学习和探索。鉴于机电类专业的毕业设计涉及的题材范围较宽,因此需要结合学生具体学习状况,进行因材施教,确保毕业设计质量.经济研究导刊,2011(18):319-320
关键词: 毕业设计 过程控制 创新思维
毕业设计是高校实现教学目标、造就合格人才、培养学生综合运用所学知识进行科学研究的重要环节,也是培养创新思维与工程实践能力的重要环节;是本科生在校期间的最后一个综合性的实践教学环节,也是人才培养过程中的一个重要阶段;是对学生四年所学知识和专业素质的全面检验,也是对高等学校的培养目标和教学质量的综合评估。
对于机械工程类学生来说,毕业设计是巩固、联系、充实、深化、扩大所学基础理论及专业知识的重要过程,也是提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力的关键环节,更是培养学生综合运用所学专业知识、解决机械工程领域实际问题的能力的重要手段。因此,加强毕业设计环节的管理,保证毕业设计的质量,对培养学生的基本素质、独立工作能力与创新能力非常重要。笔者作为大学里教学和科研的一线教师,通过多年的毕业设计指导,总结出一些心得。
一、创新思维培养第一关:选题
选题作为毕业设计的龙头,是毕业设计的战略起点,也是确保毕业设计具有创新性的开始。但是目前选题存在一些普遍性问题:
一是毕业设计选题大多单调地重复前几届学生做过的设计课题,选题缺乏新颖与创新,学生对毕业设计缺乏足够的兴趣与责任心。
二是由于教师本身的原因,毕业设计课题脱离真实环境与实际需求,模拟课题居多,基本不考虑所设计的设备能否装卸、能否运行、寿命如何、工况如何,等等,导致设计脱离生产实际,一定程度上限制了学生的创新性。
三是课题难度过大,一些针对博士生和硕士生的课题,研究性较多、工作量过大,对本科学生显得不合适,由于太难而难以深入其中,以至于无法激发学生兴趣,更不可能发挥其创新性。
因此,毕业设计题目选择应贯穿创新性原则:
1.题目要具有一定的先进性、新颖性,并且难易适度。课题应该结合指导教师的研究领域,只有在指导教师自己研究的领域内,才具有一定的创新性和新颖性,才能引发学生的兴趣和成就感,指导教师也有能力在后期课题指导上更好地辅导学生,使学生在规定期限内经过努力实现课题目标,同时更好地发挥学生的创新能力。
2.老题可以新做,但一定要差异化,在某些环节上突出变化。原则上这样的题目适合成绩相对差的学生,因为他们的智力和思维水平相对弱,对他们更多是尝试性的,也有新的创新点,这样有利于提高这类群体学生的创新意识和思维能力。
3.原则上一人一题,这对于挖掘学生的创新潜力是有好处的。但对有实际意义且工作量较大的题目,可数人共同完成,每个人要分配不同的侧重方向;相互之间,互相借鉴的比重不能太大,尽量使每个学生的毕业设计相对独立,有助于每个学生自身的创新潜能得到最大限度的发挥。
二、创新思维培养第二关:毕业设计任务书
毕业设计是对学生综合技能进行训练和检验的过程,可以锻炼学生综合运用分析理解能力、文献资料查阅能力、工程技术规范资料(手册、图表等)使用能力、计算和设计数据处理能力、计算机绘图能力、设计说明书撰写能力等。要把培养学生综合运用所学专业知识和包括创新能力在内的综合技能作为毕业设计任务书的出发点。
毕业设计任务书帮助学生对选题有更深入的理解与认识,是学生完成开题报告的第一手资料,也是课题设计能够达到的深度和广度的风向标,更是毕业设计是否具有创新基因的引领核心要素。
通过向学生下达毕业设计任务书,告诉学生毕业设计课题要干什么?创新点的技术与质量要求是什么?要解决什么实际问题?并且对课题的进程也要有明确要求。
通过对毕业设计任务书的认真阅读,学生才可以提出课题设计的初步设想,搜集、整理与毕业设计有关的、充分的、准确的信息资料,扩充查阅范围,分析、筛选已有信息,提出设计构想与设计计划,拟订基于现状并超越现状的有创新性的解决方案,为撰写开题报告、拟订总体方案、合理安排设计时间做好充分准备。因此这是一个非常重要的环节,也是指引课题走向具有创新性的基础。
三、创新思维培养第三关:开题报告
开题报告是学生毕业设计中非常重要的起步环节,学生通过撰写开题报告,借助调研所获得的资料,可以了解课题的来源及现状,可以明确课题的设计要求、研究内容,通过对毕业设计课题进行综合性分析,提出自己的研究方法及拟采用的研究思路,制订毕业设计的具体方案和技术路线,并在开题报告的具体方案和技术路线上体现创新性思维,合理安排与掌控设计时间进度,最终实现毕业设计课题的预期目标。
通过课题开题,指导教师可以了解学生对于毕业设计课题的理解深度和准度,了解学生能否把握住毕业设计过程中的重点、难点,了解学生是否在课题设计中具有创新性思维和创新性设计,修正学生在课题研究和设计中可能出现的偏差,指导学生提高分析问题和解决问题的能力。
四、创新思维培养第四关:计划管理
对机械类的毕业设计,课题大都来源于工厂实际,毕业设计的进度及每阶段的设计内容和成果,均应有详细的安排和严格的规定,必须构建有效的时间管理模式和监控制度,通过清晰的毕业设计工作流程和时间节点控制,确保毕业设计有序完成,也符合未来生产实践需要。
要做好计划进度管理。毕业设计是一个复杂的系统工程,时间跨度达到4个月,需要合理的时间分配和时间投入。学生必须每周填写毕业设计计划进度表,内容包括每周所需完成的设计内容、发现的问题及解决措施,并提交指导教师审阅、评价。同时要建立监控制度。教师要每天考勤,确保学生的时间投入。
学生要通过毕业设计学会如何系统性、完整性地思维,学会将书本知识与工程设计实际有机结合,要进行现场调研、资料查阅、结构构思、校核计算、总结说明等,也会反复探索、优化课题设计总体思路,比较国内外设计方案的优劣,提出最优组合的解决方案,都需要投入大量精力,以及相对充裕、合理的时间,把创新意识及创新能力充分挖掘出来,才能高质量地完成毕业设计。
五、创新思维培养第五关:设计计算
课题设计阶段是毕业设计过程中的核心部分,是对学生综合能力系统考查的重要阶段。通过毕业设计,不仅能巩固学生所学的专业知识,而且能提高学生综合运用所学知识的能力,更能培养学生创新性解决问题的能力。在这个过程中,学生通过调研借鉴、改进设计,想象力及创新力得到充分发挥。
学生在调查研究阶段,要根据课题的技术要求进行方向性调查,对比与之相近的产品设计,发现现有产品设计的不足,设想新的产品和技术,改进已有产品,自然地就产生了创新的意识。指导教师要鼓励学生的创新意识,哪怕是一个技术环节或者是技术参数的小改进,都是一种创新思维的体现。
怎么改进?怎么实现?学生要依据自己的知识进行构思,有了创新意识的萌芽,再加上指导教师给予的鼓励和指导,这种创新意识就会通过不断的、反复的构思,形成可行性设计方案,并最终得以确定。
方案确定之后,进入技术设计阶段,学生采用工程语言将创新思维表达出来,绘制图表,通过不断校核验算,不断优化技术设计,将创新思维落实在设计工程中,最终得到最优化的产品设计。
六、创新思维培养第六关:设计指导
合理指导毕业设计,可以有效提高毕业设计质量,引导创新思维的落实,指导教师在这个环节的角色很重要,既要严格把控,又要留有空间。
首先,要求指导教师与学生一起研究课题设计的主攻方向,引导学生了解相关课题的前沿领域与创新成果,并按学生的知识水平和创新能力,提出不同难度的毕业设计要求,有利于学生较快地进入角色,找到毕业设计的恰当切入点,使得各类学生都有可能发挥其特点和创新思维,发挥自己的能动作用。
在指导过程中,要有针对性和差别化。指导过细,学生自身专业基础知识的运用能力、解决问题能力及其创造性能力都有可能受到局限,不利于学生创新。指导过粗,学生在知识结构、认知深度方面存在一定欠缺,因而提出的方案可能不合理,这反过来又会约束学生的创新思维,限制学生的发挥空间,不利于有效培养学生的创新思维能力。指导教师要合适地进行指导,应该以创新性思维为指导原则,根据每个学生题目和进度的不同,以及学生知识结构水平与接收能力的不同,进行启发式答疑,引导学生发现并解决问题,让其在理解的基础上进行探索和创新,并通过指导过程,优化自己的思维和能力,引导学生将创新精神融合到毕业设计内容中。
七、创新思维培养第七关:设计说明书(论文)
设计说明书是毕业设计的纲领性文件,是毕业设计的课题分析、理论论证、模型建立、计算校核、设计说明、系统总结的全过程,也是提高学生写作表达能力的重要途径。
在设计说明书的撰写过程中,学生同样需要应用专业知识,对课题进行系统化的分析和梳理,可以再一次起到学生对专业知识“查漏补缺”的功效。学生通过文字描述,把创新思想、方案结果、应用价值总结表述出来,从而真正感受到自己在毕业设计中的创新价值和成就感。
八、结语
创新不仅体现在学术前沿的科学成果上,在思维上的创新意识、技术上的革新改进、参数上的优化设计、计算中的模型调整等也都是可以体现创新的。
按照创新性设计的要求,在毕业设计中,首先需要老师打破常规教学模式,探索创新教育管理、创新教学的新模式。同时,要培养学生开展创新设计的兴趣,能够以积极的心态投入创新实践的过程中。
毕业设计从“选题”、“开题”到“技术设计”、“设计说明书”的整个过程,都可以渗透创新思维的培养。在这些环节中,应引导并鼓励学生积极进行创新思维,在设计中体现创新思维,检验学生的创新能力。
创新是一种精神,是一种毅力,是一种拼搏。毕业设计阶段,在开发与培养学生的创新能力的同时,培养学生在未来工作中刻苦、坚韧、务实、不怕困难的奋斗品质。教师具有创新的思想,学生为实现创新而努力,这样的毕业设计会使学生更有自信与实力迎接未来新技术的挑战。
参考文献:
[1]马才,李把超,陈立.工程类学生毕业设计模式的改革与实践[J].东北农业大学学报(社会科学版),2007.6.
[2]刘大,周福君.机械类本科生毕业设计创新性探讨[J].东北农业大学学报(社会科学版),2008.2.