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摘要：通过分析目前机械专业毕业设计的现状和存在的问题，结合黑龙江科技学院机械工程专业本科生数控“3+1”人才培养模式改革，探索和实践了一种新型的毕业设计模式，取得了较理想效果。
关键词：毕业设计；“3+1”培养模式；改革
作者简介：李洪涛（1984-），男，黑龙江齐齐哈尔人，黑龙江科技学院工程训练与基础实验中心，讲师；刘元林（1970-），男，山东平阴人，黑龙江科技学院机械工程学院副院长，教授。（黑龙江 哈尔滨 150027）
基金项目：本文系2011年黑龙江省高等教育教学改革项目“机械专业校企无缝对接‘3+1’人才培养模式的研究与实践“的部分研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0160-02
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。[1]
随着科学技术的进步与发展，各大高校对机械毕业设计提出了更高的要求。2004年以前的设计内容一般包括毕业设计图纸和说明书（毕业论文）；自2005年以来，国家教育部门提出了新的要求，结合工厂需求加入了三维设计、模拟仿真及程序分析研究。其中包括：开题报告、任务书、实习报告、说明书正文、二维CAD工程图、三维（UG、PRO/E、CATIA、CAXA、SWOLIDWORD）模型。要制作一份优秀的毕业设计要付出相当的努力，在此过程中学生也能受益匪浅。可以看出毕业设计不仅是学生对所学知识的总结和提升，更是展示个人能力的舞台，也是企业考核毕业生的试金石。
一、机械专业毕业设计存在的问题
1.部分学生缺乏兴趣，态度不积极
部分学生不能正确认识毕业设计的目的及作用，对毕业设计要求、进度不以为然，导致在毕业设计过程中的时间、精力投入不足，以致于在毕业答辩前加班加点、东拼西凑、敷衍了事。[2]毕业设计时间与毕业生求职基本同步进行，学生理所当然的把更多的精力放在了就业上，导致不能集中精力进行毕业设计。还有些学生毕业后的工作岗位与在校所学专业或毕业设计内容存在一定差距，使得学生对本专业的毕业设计题目缺乏兴趣。
2.教师指导工作量相对较大
与持续多年的高校扩招相比，教师队伍发展相对滞后，在为毕业生分配指导教师时就显得捉襟见肘，也影响了毕业设计指导的效果。
3.部分设计选题可操作性差[3]
部分毕业设计题目，不能达到真题真做。现有的毕业设计仍以模拟课题居多，许多学生不考虑所设计的机器运行状态、拆装、工作条件等，设计脱离实际，可操作性差。
二、数控“3+1”人才培养模式体系
数控“3+1”人才培养模式体系的构建分为两个阶段。第一阶段为大一至大三学年，在此期间学生按照人才培养方案的规定完成公共基础教育课程、专业基础课程和专业技术课程的学习，在此阶段要求掌握足够的基础专业知识，具备基本的实践能力，为第二阶段的学习打下坚实的基础。第二阶段为第四学年，即“3+1”人才培养模式的“1”，学生在此期间按照人才培养方案改革的规定，通过校内理论与实训平台获得数控理论知识，结合企业的生产和科研开发实际，在企业完成实训与培养平台的学习任务，并且由高校与企业共同指导学生的工程实践，结合企业实际完成毕业设计，使人才培养与企业需求实现无缝对接。
制定毕业设计新标准。通过解读新型人才培养模式的相关要求，结合传统毕业设计内容，制定体现数控“3+1”特点的毕业设计标准如下：结合生产实践撰写开题报告；赴企业完成毕业实习；撰写毕业设计说明书、绘制毕业设计二维CAD工程图；产品三维模型（CATIA）建模，完成产品装配动画和虚拟样机；根据设计内容编写零件加工的数控程序和工艺，加工出产品实体，完成装配并实现产品的预期功能。
以上各环节均要求学生严格按照新模式的标准执行，充分培养学生的工程能力与创新意识，提升学生的综合应用能力与素质。
三、毕业设计改革的实施
1.因材施教，双向选择
指导教师与学生相互选择，毕业设计题目在规定的范围内可由学生自主选择。同时严格控制师生比例，聘任有实践工作经历的指导教师。选题需遵循以下原则：紧密结合专业培养方向；有实际应用背景；有一定的理论深度，难易适中；可操作性强，关键部件复杂程度适中，能够实现加工和装配；提前布置毕业设计任务，错开就业高峰期，将任务量分解，集中时间攻坚克难。
2.构建校企双导师指导队伍，实行校企双导师制
高校教师工程背景是制约高等工程教育改革特别是卓越工程师培养的瓶颈，为此可从学校有工程背景的教师队伍和由企业工程专家和技术人员组成的指导队伍两方面着手构建。[4]
学生毕业设计的题目来自生产一线，由企业工程师及学校指定的教师共同担任学生的毕业设计指导教师。首先，学生要在企业完成与毕业设计内容相关的毕业实习。然后，在双导师的指导下完成毕业设计。并在企业完成毕业设计答辩环节，结合实习情况由校企双方共同评定毕业设计成绩。真正实现了“题目来自生产现场、作品源于生产现场、答辩就在生产现场”。
毕业设计也可针对微小型机械，使用CATIA软件完成相应的虚拟样机和装配，使用数控机床加工并完成实体装配与功能调试。设计、加工过程实现全程数字化，流程更加完整、丰富。实现了从题目到产品实体的全过程参与，实现了与生产实践的无缝对接，开创了黑龙江科技学院机械专业本科毕业设计改革的先河。
3.加大经费与设施支持力度
在教学、管理、师资、实习基地建设和实习设备、校企协作管理等方面均需要增加大量投入，特别是学生到企业实习需要投入的更多。高标准的设施能为高质量的人才培养奠定重要基础。一定时期内，我国绝大多数企业的视角也不可能发生明显转变。学生需要利用学校现有条件完成毕业设计中最重要的环节——将设计变成产品，这不仅要求学生具备机械加工的专业知识与技能，还要具有多工种、多项目的团队协作能力，而这些离开了经费与设备的支持都将无从谈起。 4.注重实践能力，提倡创新
设置工程综合训练环节，旨在提高学生的工程意识，巩固与提高所学数控知识与编程技能，培养学生的创新精神、团队精神与合作意识。零件加工与产品装配阶段最能考验学生的实践能力，很多环节都需要学生多动手、勤思考，方能找到最优的解决方案。课程中引入了大量的企业一线生产案例，通过教师的讲授和学生的具体实践，达到了与企业生产实际的无缝对接；实现了工程作业件即教学件、工程图纸即教学图纸、工程产品即学生作业产品的目标。
四、机械专业本科毕业设计改革的效果评价
1.实际效果
机械专业本科毕业设计针对的是小型机械和工程实际的模型化设计。融合了机械、电子、软件、自动化控制和信号处理等多学科内容。学生除了要完成本科毕业设计的基本要求，还需借助CATIA三维软件完成相应的虚拟样机和装配，使用数控机床完成实体加工并完成产品装配与功能测试。依托于学校优秀的实践指导教师队伍和车、钳、铣、刨、磨、焊接、铸造、线切割等多工种实训平台对学生毕业设计制造过程给予全方位的技术支持，整个设计、加工过程达到了全程自动化、数字化，真正实现了从题目到产品实体的全过程参与，实现了毕业设计与企业生产实际的无缝对接。
2.取得的成绩
已完成的毕业设计产品包括“置换式斯特林发动机模型教具的数字化设计与制造”、“单摇摆蒸气机模型教具的数字化设计与制造”、“自动换刀装置教具的数字化设计、装配与虚拟样机技术”等。以上学生完成的毕业设计产品还将对新一轮的教学工作起到积极的促进作用。
企业对机械专业本科毕业设计改革给予了高度评价，感受到了新的毕业设计改革给用人单位带来的巨大实惠。这种毕业设计改革模式将继续推广，让更多的学生从中受益。
参考文献：
[1]毕业设计[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/21395.htm.
[2]贾宇波.本科毕业设计中若干问题分析及对策研究[J].黑龙江教育，2009，（1）：152.
[3]陈莉荣，郑坤灿.本科毕业设计改革实践[J].高教论坛，2006，
（3）：103.
[4]王永生.高水平特色大学卓越工程人才培养模式的研究与实践[J].中国高等教育，2011，（6）：16-18.
（责任编辑：孙晴）
关键词：毕业设计；“3+1”培养模式；改革
作者简介：李洪涛（1984-），男，黑龙江齐齐哈尔人，黑龙江科技学院工程训练与基础实验中心，讲师；刘元林（1970-），男，山东平阴人，黑龙江科技学院机械工程学院副院长，教授。（黑龙江 哈尔滨 150027）
基金项目：本文系2011年黑龙江省高等教育教学改革项目“机械专业校企无缝对接‘3+1’人才培养模式的研究与实践“的部分研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0160-02
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。[1]
随着科学技术的进步与发展，各大高校对机械毕业设计提出了更高的要求。2004年以前的设计内容一般包括毕业设计图纸和说明书（毕业论文）；自2005年以来，国家教育部门提出了新的要求，结合工厂需求加入了三维设计、模拟仿真及程序分析研究。其中包括：开题报告、任务书、实习报告、说明书正文、二维CAD工程图、三维（UG、PRO/E、CATIA、CAXA、SWOLIDWORD）模型。要制作一份优秀的毕业设计要付出相当的努力，在此过程中学生也能受益匪浅。可以看出毕业设计不仅是学生对所学知识的总结和提升，更是展示个人能力的舞台，也是企业考核毕业生的试金石。
一、机械专业毕业设计存在的问题
1.部分学生缺乏兴趣，态度不积极
部分学生不能正确认识毕业设计的目的及作用，对毕业设计要求、进度不以为然，导致在毕业设计过程中的时间、精力投入不足，以致于在毕业答辩前加班加点、东拼西凑、敷衍了事。[2]毕业设计时间与毕业生求职基本同步进行，学生理所当然的把更多的精力放在了就业上，导致不能集中精力进行毕业设计。还有些学生毕业后的工作岗位与在校所学专业或毕业设计内容存在一定差距，使得学生对本专业的毕业设计题目缺乏兴趣。
2.教师指导工作量相对较大
与持续多年的高校扩招相比，教师队伍发展相对滞后，在为毕业生分配指导教师时就显得捉襟见肘，也影响了毕业设计指导的效果。
3.部分设计选题可操作性差[3]
部分毕业设计题目，不能达到真题真做。现有的毕业设计仍以模拟课题居多，许多学生不考虑所设计的机器运行状态、拆装、工作条件等，设计脱离实际，可操作性差。
二、数控“3+1”人才培养模式体系
数控“3+1”人才培养模式体系的构建分为两个阶段。第一阶段为大一至大三学年，在此期间学生按照人才培养方案的规定完成公共基础教育课程、专业基础课程和专业技术课程的学习，在此阶段要求掌握足够的基础专业知识，具备基本的实践能力，为第二阶段的学习打下坚实的基础。第二阶段为第四学年，即“3+1”人才培养模式的“1”，学生在此期间按照人才培养方案改革的规定，通过校内理论与实训平台获得数控理论知识，结合企业的生产和科研开发实际，在企业完成实训与培养平台的学习任务，并且由高校与企业共同指导学生的工程实践，结合企业实际完成毕业设计，使人才培养与企业需求实现无缝对接。
制定毕业设计新标准。通过解读新型人才培养模式的相关要求，结合传统毕业设计内容，制定体现数控“3+1”特点的毕业设计标准如下：结合生产实践撰写开题报告；赴企业完成毕业实习；撰写毕业设计说明书、绘制毕业设计二维CAD工程图；产品三维模型（CATIA）建模，完成产品装配动画和虚拟样机；根据设计内容编写零件加工的数控程序和工艺，加工出产品实体，完成装配并实现产品的预期功能。
以上各环节均要求学生严格按照新模式的标准执行，充分培养学生的工程能力与创新意识，提升学生的综合应用能力与素质。
三、毕业设计改革的实施
1.因材施教，双向选择
指导教师与学生相互选择，毕业设计题目在规定的范围内可由学生自主选择。同时严格控制师生比例，聘任有实践工作经历的指导教师。选题需遵循以下原则：紧密结合专业培养方向；有实际应用背景；有一定的理论深度，难易适中；可操作性强，关键部件复杂程度适中，能够实现加工和装配；提前布置毕业设计任务，错开就业高峰期，将任务量分解，集中时间攻坚克难。
2.构建校企双导师指导队伍，实行校企双导师制
高校教师工程背景是制约高等工程教育改革特别是卓越工程师培养的瓶颈，为此可从学校有工程背景的教师队伍和由企业工程专家和技术人员组成的指导队伍两方面着手构建。[4]
学生毕业设计的题目来自生产一线，由企业工程师及学校指定的教师共同担任学生的毕业设计指导教师。首先，学生要在企业完成与毕业设计内容相关的毕业实习。然后，在双导师的指导下完成毕业设计。并在企业完成毕业设计答辩环节，结合实习情况由校企双方共同评定毕业设计成绩。真正实现了“题目来自生产现场、作品源于生产现场、答辩就在生产现场”。
毕业设计也可针对微小型机械，使用CATIA软件完成相应的虚拟样机和装配，使用数控机床加工并完成实体装配与功能调试。设计、加工过程实现全程数字化，流程更加完整、丰富。实现了从题目到产品实体的全过程参与，实现了与生产实践的无缝对接，开创了黑龙江科技学院机械专业本科毕业设计改革的先河。
3.加大经费与设施支持力度
在教学、管理、师资、实习基地建设和实习设备、校企协作管理等方面均需要增加大量投入，特别是学生到企业实习需要投入的更多。高标准的设施能为高质量的人才培养奠定重要基础。一定时期内，我国绝大多数企业的视角也不可能发生明显转变。学生需要利用学校现有条件完成毕业设计中最重要的环节——将设计变成产品，这不仅要求学生具备机械加工的专业知识与技能，还要具有多工种、多项目的团队协作能力，而这些离开了经费与设备的支持都将无从谈起。 4.注重实践能力，提倡创新
设置工程综合训练环节，旨在提高学生的工程意识，巩固与提高所学数控知识与编程技能，培养学生的创新精神、团队精神与合作意识。零件加工与产品装配阶段最能考验学生的实践能力，很多环节都需要学生多动手、勤思考，方能找到最优的解决方案。课程中引入了大量的企业一线生产案例，通过教师的讲授和学生的具体实践，达到了与企业生产实际的无缝对接；实现了工程作业件即教学件、工程图纸即教学图纸、工程产品即学生作业产品的目标。
四、机械专业本科毕业设计改革的效果评价
1.实际效果
机械专业本科毕业设计针对的是小型机械和工程实际的模型化设计。融合了机械、电子、软件、自动化控制和信号处理等多学科内容。学生除了要完成本科毕业设计的基本要求，还需借助CATIA三维软件完成相应的虚拟样机和装配，使用数控机床完成实体加工并完成产品装配与功能测试。依托于学校优秀的实践指导教师队伍和车、钳、铣、刨、磨、焊接、铸造、线切割等多工种实训平台对学生毕业设计制造过程给予全方位的技术支持，整个设计、加工过程达到了全程自动化、数字化，真正实现了从题目到产品实体的全过程参与，实现了毕业设计与企业生产实际的无缝对接。
2.取得的成绩
已完成的毕业设计产品包括“置换式斯特林发动机模型教具的数字化设计与制造”、“单摇摆蒸气机模型教具的数字化设计与制造”、“自动换刀装置教具的数字化设计、装配与虚拟样机技术”等。以上学生完成的毕业设计产品还将对新一轮的教学工作起到积极的促进作用。
企业对机械专业本科毕业设计改革给予了高度评价，感受到了新的毕业设计改革给用人单位带来的巨大实惠。这种毕业设计改革模式将继续推广，让更多的学生从中受益。
参考文献：
[1]毕业设计[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/21395.htm.
[2]贾宇波.本科毕业设计中若干问题分析及对策研究[J].黑龙江教育，2009，（1）：152.
[3]陈莉荣，郑坤灿.本科毕业设计改革实践[J].高教论坛，2006，
（3）：103.
[4]王永生.高水平特色大学卓越工程人才培养模式的研究与实践[J].中国高等教育，2011，（6）：16-18.
（责任编辑：孙晴）