工程教育机械类毕业设计新模式探究

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摘要：产业全球化的趋势对我国高校的人才培养提出了更高的要求。毕业设计是机械类本科专业的必修实践环节，也是对学生工程能力培养的重要途径之一。针对当前毕业设计教学环节中存在的不足，以工程教育专业认证为抓手，围绕学生未来发展和企业工程技术需要，采用校企融合双导师制的培养模式，通过构建项目式驱动、探究式学习、多元化评价与全过程管理的教学机制，达到工程教育专业认证所要求的以能力培养为导向的培养目的。同时，基于技改项目可构建企业和高校利益共同体，有力地促进产教融合。

关键词：专业认证；毕业设计；协同育人；机械专业

随着“中国制造5”强国战略的推进实施，我国正从传统的制造业大国向制造业强国迈进。在“创新驱动、强化基础”的指导方针下，我国的装备制造行业由“引进、消化、逆向”逐渐转型至“以创新为驱动”的全球化发展模式[1]。高等院校作为培育创新型工程科技人才的摇篮，也对当前新形势背景下我国高等教育人才的培养质量提出了更高的要求。工程教育认证也称专业认证，指的是专业性认证机构针对高等教育机构开设的职业性专业教育实施的专门性认证[2]。工程教育专业认证的实施可以促进工程教育与企业的联系，增强工程教育人才培养对产业发展适应和对接。通过促进中国工程教育的国际互认，提升我国工程技术人才的国际竞争力[3]。6年6月，我国正式加入《华盛顿协议》国际工程教育组织，标志着我国工程教育质量标准实现了国际实质等效，为我国工程人才走向世界提供了“通行证”[4]。截至9年底，全国已有所高校个专业通过认证。教育部副部长郑富芝强调“国际国内形势正发生深刻复杂变化，要进一步深刻认识加强认证工作的重要性。通过认证树立质量标准，引导高校坚持正确办学理念，把握培养要求，不断提升教育质量”[5]。因此，面向行业需求培养专业的工程人才，提升教育理念并改革现有的教育教学模式成为了时代的迫切需要[6]。毕业设计是综合运用专业知识解决复杂工程问题的过程，作为机械类本科教学的最后环节，也是连接理论教学与实践应用的重要桥梁。《工程教育专业认证通用标准》7版中提出：“工程实践与毕业设计至少占总学分的20%，设置完善的实践教学体系，并与企业合作，开展实习、实训，培养学生的实践能力和创新能力”[7]。此外，《机械类专业补充标准》针对毕业设计明确指出毕业设计选题需要结合本专业的工程实际问题[8]。因此，针对当前机械类专业本科毕业设计的各个教学环节有必要做出重新审视，并根据工程教育专业认证标准的要求重新优化毕业设计全流程。新时期以创新型人才培养为导向构建毕业设计教学新模式，进行切实有效的教学改革，对促进我国人才培养质量的提升和产业发展均具有重要的现实意义。

1目前存在的问题

机械类专业大多为工科院校最早开设的专业之一。经过多年摸索积累了许多宝贵经验，已形成一套较为系统的教学模式和解决方案。但面对新形势下的人才培养要求，结合我校近年来毕业设计教学环节的经验反馈，传统的教学模式逐渐显现出毕业设计成果整体质量不显著，主要表现在选题不能突出专业特色、课题方案与生产实际脱节且学生学习积极性较低、创新能力不足、综合解决实际工程问题的能力有限等问题。毕业生与企业的用人岗位预期要求有较大的差距，难以满足工程教育专业认证的要求。究其成因主要存在以下4个方面的问题。

1.1培养模式单一制约工程教育的开展

传统的毕业设计指导过程一般采用导师制完成。即由指导教师布置设计题目，学生进行双向选择并根据题目按任务进行设计，最后进行答辩评分。首先，在此过程中学生解决问题的思路很大程度上受限于指导教师的研究方向，而高校教师的科研课题或研究对象以基础理论研究居多，极易造成课题研究的对象过于理想化、简单化，或过于学术化，进行一些超出本科知识范畴的研究型工作。这类课题与实际工程项目差别较大，所涉及的实际工程应用技能也较少，极易导致学生毕业后不能适应用人单位的专业技能需要。因此，仅由高校教师指导完成的毕业设计培养模式难以满足工程教育专业认证的人才培养需求。

1.2设计题目和技术方案同质化严重不利于创新能力的培养

在机械类毕业设计中，毕业设计题目陈旧甚至多年一成不变引发的弊端也同样显著。如新型机械装置的发明创新工作属于工程中的难点问题。而现有机械装置的构型和尺度综合方面网络上已有大量的参考资料，大多数情况下学生的设计过程往往直接套用，甚至抄袭。结构计算选型部分通常大多数学生采取借鉴现有参考算例进行设计，极大地禁锢了学生分析问题、解决问题的思路。另外，部分指导教师让学生参照应用设计手册解决问题，缺乏引导性和发散思维的培养过程，不利于知识的巩固提高和创新能力的培养。经验表明学生的大部分精力集中在熟悉设计流程、撰写设计论文及绘制工程图等工作上，同质化现象较为严重。因此，培养学生科学严谨的学习态度、提高解决实际工程问题及创新能力等方面亟待加强。此外，学生对新知识的求知欲望较强，使原本探索性问题转变成验证性过程，极大地影响了学生再学习的主动性和积极性。

1.3过程管控和监督环节流于形式阻碍设计质量的提升

通常本科毕业设计的工作流程分为开题、中期检查和论文答辩环节。然而，在该过程中虽有系、院两级教学机构监控，但实际操作中除去答辩环节大部分工作由指导教师把控完成。毕业设计相关工作常因规章制度落实不到位造成规范流于形式，致使毕业设计整体质量不高。

1.4考核评价标准亟待优化和完善

大多数高等院校在毕业设计考核评价中通常过度突显论文格式和规范、学术深度及完整度等因素，而实物制作、样机调试以及团队协作等常常作为加分项处理。普遍存在重规范轻方案、重纸面轻实践的现象[9]。这样的评价标准大大弱化了毕业设计在学生工程实践能力培养方面的引导作用，难以满足当前社会背景下团队协作式岗位需要，偏离本科教学旨在培养工程应用型人才的既定目标。因此，面向工程教育专业认证有必要对毕业设计的评价标准做进一步优化和调整。

2以项目为基础构建双元制协同指导新模式

培育产业发展需要的高级工程技术人才是时代赋予应用型本科高等院校的历史使命。早在20世纪中叶，德国和一些西方国家便开始推行“双元制”的人才培养模式，直至当前该模式下的教育机构仍为现代企业培养并输送着大量的高技术人才[]。近年来，我国结合传统的学徒制模式逐渐摸索出以学生为主体，创新人才培养为导向的校企合作育人的培养模式[11]。7年国务院印发《关于深化产教融合的若干意见》，要求将工匠精神培育融入基础教育，促进人才培养供给侧和产业需求侧结构要素的全方位融合[12]。因此，在毕业设计环节搭建企业与高校协同育人的桥梁符合国家发展战略，对于提高人才培养质量和促进产业发展具有重要且深远的意义。校企融合式的教学模式运用于本科毕业论文指导实践中力图把设计坐实将产品落地[]。在操作过程中，一方面通过充分交流充分了解企业需求并力图解决其问题，另一方面利用企业项目的推进和技术迭代实现学生对现有专业知识的巩固与提高。通过打破以往单一答疑式的校内指导模式，建立校企协同的双轨制指导模式。以毕业设计为抓手企业和高校形成利益共同体，真正实现产学融合。具体指导模式如图1所示。

3以能力培养为导向开创探究式学习新局面

探究式学习（hands-oninquirybasedlearning，HIBL），指学生在特定领域或情境中选取某个任务或问题作为学习对象，通过质疑、发现问题，调查研究、分析研讨，解决问题，表达与交流等类似科学家的探究型活动，从而获得知识并掌握方法的模式[14]。毕业设计作为对学生综合知识运用能力的最后检验环节，具有探究式学习的基本属性，但如前文所述毕业设计往往以被动式的学习过程完成。《工程教育专业认证通用标准》中要求学生毕业时应具备12项所要求的能力和素养[7]。值得注意的是在这12项通用的指导性准则中，仅有5项与工程知识和专业技能相关，而更多的7条则指向了团队协作、沟通交流、项目管理以及毕业生个体可持续学习的能力和素质。因此，为达成专业认证规定的能力培养目标必须采取有力措施打破现有的毕业设计组织形式。

3.1增加毕业设计工程导入环节

由于产教融合校企联合指导的毕业设计模式要求课题来源于企业生产实际，为保证学生选题结合自身兴趣且能够为企业所用。在毕业设计前期，首先应组织教师和学生到企业走访参观或顶岗实习，了解行业背景及一线现有的生产方案。其次，企业技术专家走进校园，为学生进行工程技术培训，介绍企业技术难题和瓶颈，提出与生产相关的工艺要求和规范。在此过程中，高校教师要充分发挥带头人和纽带作用促进学生和企业间充分交流，把握相关前沿和主流技术形式，以培养双方兴趣点和着手点。

3.2打造“两对一”型项目攻关团队

毕业设计前期按学科方向和技术特长组建由校内教师和企业专家组成的双师型指导团队，并与学生双向选择，组成技术攻关团队。企业导师、高校导师与学生之间是平等、互助的合作关系，毕业设计成果的顺利落地符合三方共同利益。在项目进行过程中，学生作为项目推进的主体，不仅专业知识能够巩固和加强，而且学习了相关法规，职业操守、沟通协作等各项能力得到进一步的锻炼和培养。同时，团队协作式师生关系，也有助于激发学生的各项潜能，包括自主学习能力、创造力等，为促进形成“产教学研创”提供了良好的基础。

4构建多元化评价及全过程管理机制

毕业设计质量的提升离不开过程管控环节对各个阶段性成果科学公正的评价[15]。校企融合式毕业设计指导模式分为动员导入、师生互选、开题、中期检查、论文答辩和质量验收等流程。师生互选环节由系、院两级主导并严格控制校企双方导师的准入门槛和学生数量，由企业监督完成。其中开题、中期检查、答辩环节需要对学生完成的阶段性成果进行评价。论文评阅和答辩为关键环节。论文评阅按研究课题分类送审，且宜采用双盲制；答辩过程需由企业专家参与。为避免以往“一答定命运”的现象，最终成绩应由过程成绩、质量成绩和答辩成绩3部分组成，如图2所示。质量验收环节由学校教务部门组织采用毕业生问卷、企业评审、专家组抽查、用人单位反馈等形式对毕业设计选题和质量进行动态管理，真正做到有目标、有计划、有落实、有反馈的闭环良性循环，确保毕业设计工作高质量地完成。

5结束语

制造业是国民经济的主体，在产业全球化的时代背景下，打造具有国际竞争力的机械类学科是当前我国高等教育的历史使命。工程教育专业认证是促进人才培养与世界接轨以及质量保证体系建设的重要举措。面对新形势下国家的人才强国战略，围绕学生未来发展和企业工程技术需要，毕业设计环节采用校企联合、产教融合的培养模式。通过构建“以项目为驱动、多元化评价与管理、探究式学习”的操作体系，最终达到工程教育专业认证以能力培养为导向的培养目的。实际操作中，应重视以下3点：学生个体的差异，做到因材施教、个性化指导；强化职责和沟通，校企双方导师做到分工明确、无缝衔接；重视培养反馈，创建持续改进的良性循环。以工程教育专业认证为契机，切实推动和落实高等院校专业建设的全面革新，为当前国家产业升级和技术变革提供强大的科技人才支撑。

作者:李亮 杨乐 单位:东北大学秦皇岛分校