工程教育機械類畢業(yè)設(shè)計新模式探究

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摘要：產(chǎn)業(yè)全球化的趨勢對我國高校的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。畢業(yè)設(shè)計是機械類本科專業(yè)的必修實踐環(huán)節(jié)，也是對學(xué)生工程能力培養(yǎng)的重要途徑之一。針對當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的不足，以工程教育專業(yè)認(rèn)證為抓手，圍繞學(xué)生未來發(fā)展和企業(yè)工程技術(shù)需要，采用校企融合雙導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式，通過構(gòu)建項目式驅(qū)動、探究式學(xué)習(xí)、多元化評價與全過程管理的教學(xué)機制，達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證所要求的以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的培養(yǎng)目的。同時，基于技改項目可構(gòu)建企業(yè)和高校利益共同體，有力地促進產(chǎn)教融合。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證；畢業(yè)設(shè)計；協(xié)同育人；機械專業(yè)

隨著“中國制造5”強國戰(zhàn)略的推進實施，我國正從傳統(tǒng)的制造業(yè)大國向制造業(yè)強國邁進。在“創(chuàng)新驅(qū)動、強化基礎(chǔ)”的指導(dǎo)方針下，我國的裝備制造行業(yè)由“引進、消化、逆向”逐漸轉(zhuǎn)型至“以創(chuàng)新為驅(qū)動”的全球化發(fā)展模式[1]。高等院校作為培育創(chuàng)新型工程科技人才的搖籃，也對當(dāng)前新形勢背景下我國高等教育人才的培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。工程教育認(rèn)證也稱專業(yè)認(rèn)證，指的是專業(yè)性認(rèn)證機構(gòu)針對高等教育機構(gòu)開設(shè)的職業(yè)性專業(yè)教育實施的專門性認(rèn)證[2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的實施可以促進工程教育與企業(yè)的聯(lián)系，增強工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展適應(yīng)和對接。通過促進中國工程教育的國際互認(rèn)，提升我國工程技術(shù)人才的國際競爭力[3]。6年6月，我國正式加入《華盛頓協(xié)議》國際工程教育組織，標(biāo)志著我國工程教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效，為我國工程人才走向世界提供了“通行證”[4]。截至9年底，全國已有所高校個專業(yè)通過認(rèn)證。教育部副部長鄭富芝強調(diào)“國際國內(nèi)形勢正發(fā)生深刻復(fù)雜變化，要進一步深刻認(rèn)識加強認(rèn)證工作的重要性。通過認(rèn)證樹立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)高校堅持正確辦學(xué)理念，把握培養(yǎng)要求，不斷提升教育質(zhì)量”[5]。因此，面向行業(yè)需求培養(yǎng)專業(yè)的工程人才，提升教育理念并改革現(xiàn)有的教育教學(xué)模式成為了時代的迫切需要[6]。畢業(yè)設(shè)計是綜合運用專業(yè)知識解決復(fù)雜工程問題的過程，作為機械類本科教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，也是連接理論教學(xué)與實踐應(yīng)用的重要橋梁。《工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)》7版中提出：“工程實踐與畢業(yè)設(shè)計至少占總學(xué)分的20%，設(shè)置完善的實踐教學(xué)體系，并與企業(yè)合作，開展實習(xí)、實訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力”[7]。此外，《機械類專業(yè)補充標(biāo)準(zhǔn)》針對畢業(yè)設(shè)計明確指出畢業(yè)設(shè)計選題需要結(jié)合本專業(yè)的工程實際問題[8]。因此，針對當(dāng)前機械類專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計的各個教學(xué)環(huán)節(jié)有必要做出重新審視，并根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求重新優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計全流程。新時期以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計教學(xué)新模式，進行切實有效的教學(xué)改革，對促進我國人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展均具有重要的現(xiàn)實意義。

1目前存在的問題

機械類專業(yè)大多為工科院校最早開設(shè)的專業(yè)之一。經(jīng)過多年摸索積累了許多寶貴經(jīng)驗，已形成一套較為系統(tǒng)的教學(xué)模式和解決方案。但面對新形勢下的人才培養(yǎng)要求，結(jié)合我校近年來畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的經(jīng)驗反饋，傳統(tǒng)的教學(xué)模式逐漸顯現(xiàn)出畢業(yè)設(shè)計成果整體質(zhì)量不顯著，主要表現(xiàn)在選題不能突出專業(yè)特色、課題方案與生產(chǎn)實際脫節(jié)且學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較低、創(chuàng)新能力不足、綜合解決實際工程問題的能力有限等問題。畢業(yè)生與企業(yè)的用人崗位預(yù)期要求有較大的差距，難以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。究其成因主要存在以下4個方面的問題。

1.1培養(yǎng)模式單一制約工程教育的開展

傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)過程一般采用導(dǎo)師制完成。即由指導(dǎo)教師布置設(shè)計題目，學(xué)生進行雙向選擇并根據(jù)題目按任務(wù)進行設(shè)計，最后進行答辯評分。首先，在此過程中學(xué)生解決問題的思路很大程度上受限于指導(dǎo)教師的研究方向，而高校教師的科研課題或研究對象以基礎(chǔ)理論研究居多，極易造成課題研究的對象過于理想化、簡單化，或過于學(xué)術(shù)化，進行一些超出本科知識范疇的研究型工作。這類課題與實際工程項目差別較大，所涉及的實際工程應(yīng)用技能也較少，極易導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)用人單位的專業(yè)技能需要。因此，僅由高校教師指導(dǎo)完成的畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)模式難以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的人才培養(yǎng)需求。

1.2設(shè)計題目和技術(shù)方案同質(zhì)化嚴(yán)重不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在機械類畢業(yè)設(shè)計中，畢業(yè)設(shè)計題目陳舊甚至多年一成不變引發(fā)的弊端也同樣顯著。如新型機械裝置的發(fā)明創(chuàng)新工作屬于工程中的難點問題。而現(xiàn)有機械裝置的構(gòu)型和尺度綜合方面網(wǎng)絡(luò)上已有大量的參考資料，大多數(shù)情況下學(xué)生的設(shè)計過程往往直接套用，甚至抄襲。結(jié)構(gòu)計算選型部分通常大多數(shù)學(xué)生采取借鑒現(xiàn)有參考算例進行設(shè)計，極大地禁錮了學(xué)生分析問題、解決問題的思路。另外，部分指導(dǎo)教師讓學(xué)生參照應(yīng)用設(shè)計手冊解決問題，缺乏引導(dǎo)性和發(fā)散思維的培養(yǎng)過程，不利于知識的鞏固提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。經(jīng)驗表明學(xué)生的大部分精力集中在熟悉設(shè)計流程、撰寫設(shè)計論文及繪制工程圖等工作上，同質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度、提高解決實際工程問題及創(chuàng)新能力等方面亟待加強。此外，學(xué)生對新知識的求知欲望較強，使原本探索性問題轉(zhuǎn)變成驗證性過程，極大地影響了學(xué)生再學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

1.3過程管控和監(jiān)督環(huán)節(jié)流于形式阻礙設(shè)計質(zhì)量的提升

通常本科畢業(yè)設(shè)計的工作流程分為開題、中期檢查和論文答辯環(huán)節(jié)。然而，在該過程中雖有系、院兩級教學(xué)機構(gòu)監(jiān)控，但實際操作中除去答辯環(huán)節(jié)大部分工作由指導(dǎo)教師把控完成。畢業(yè)設(shè)計相關(guān)工作常因規(guī)章制度落實不到位造成規(guī)范流于形式，致使畢業(yè)設(shè)計整體質(zhì)量不高。

1.4考核評價標(biāo)準(zhǔn)亟待優(yōu)化和完善

大多數(shù)高等院校在畢業(yè)設(shè)計考核評價中通常過度突顯論文格式和規(guī)范、學(xué)術(shù)深度及完整度等因素，而實物制作、樣機調(diào)試以及團隊協(xié)作等常常作為加分項處理。普遍存在重規(guī)范輕方案、重紙面輕實踐的現(xiàn)象[9]。這樣的評價標(biāo)準(zhǔn)大大弱化了畢業(yè)設(shè)計在學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)方面的引導(dǎo)作用，難以滿足當(dāng)前社會背景下團隊協(xié)作式崗位需要，偏離本科教學(xué)旨在培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的既定目標(biāo)。因此，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證有必要對畢業(yè)設(shè)計的評價標(biāo)準(zhǔn)做進一步優(yōu)化和調(diào)整。

2以項目為基礎(chǔ)構(gòu)建雙元制協(xié)同指導(dǎo)新模式

培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高級工程技術(shù)人才是時代賦予應(yīng)用型本科高等院校的歷史使命。早在20世紀(jì)中葉，德國和一些西方國家便開始推行“雙元制”的人才培養(yǎng)模式，直至當(dāng)前該模式下的教育機構(gòu)仍為現(xiàn)代企業(yè)培養(yǎng)并輸送著大量的高技術(shù)人才[]。近年來，我國結(jié)合傳統(tǒng)的學(xué)徒制模式逐漸摸索出以學(xué)生為主體，創(chuàng)新人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的校企合作育人的培養(yǎng)模式[11]。7年國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》，要求將工匠精神培育融入基礎(chǔ)教育，促進人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè)結(jié)構(gòu)要素的全方位融合[12]。因此，在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)搭建企業(yè)與高校協(xié)同育人的橋梁符合國家發(fā)展戰(zhàn)略，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要且深遠(yuǎn)的意義。校企融合式的教學(xué)模式運用于本科畢業(yè)論文指導(dǎo)實踐中力圖把設(shè)計坐實將產(chǎn)品落地[]。在操作過程中，一方面通過充分交流充分了解企業(yè)需求并力圖解決其問題，另一方面利用企業(yè)項目的推進和技術(shù)迭代實現(xiàn)學(xué)生對現(xiàn)有專業(yè)知識的鞏固與提高。通過打破以往單一答疑式的校內(nèi)指導(dǎo)模式，建立校企協(xié)同的雙軌制指導(dǎo)模式。以畢業(yè)設(shè)計為抓手企業(yè)和高校形成利益共同體，真正實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)融合。具體指導(dǎo)模式如圖1所示。

3以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向開創(chuàng)探究式學(xué)習(xí)新局面

探究式學(xué)習(xí)（hands-oninquirybasedlearning，HIBL），指學(xué)生在特定領(lǐng)域或情境中選取某個任務(wù)或問題作為學(xué)習(xí)對象，通過質(zhì)疑、發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)查研究、分析研討，解決問題，表達(dá)與交流等類似科學(xué)家的探究型活動，從而獲得知識并掌握方法的模式[14]。畢業(yè)設(shè)計作為對學(xué)生綜合知識運用能力的最后檢驗環(huán)節(jié)，具有探究式學(xué)習(xí)的基本屬性，但如前文所述畢業(yè)設(shè)計往往以被動式的學(xué)習(xí)過程完成?！豆こ探逃龑I(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)》中要求學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)具備12項所要求的能力和素養(yǎng)[7]。值得注意的是在這12項通用的指導(dǎo)性準(zhǔn)則中，僅有5項與工程知識和專業(yè)技能相關(guān)，而更多的7條則指向了團隊協(xié)作、溝通交流、項目管理以及畢業(yè)生個體可持續(xù)學(xué)習(xí)的能力和素質(zhì)。因此，為達(dá)成專業(yè)認(rèn)證規(guī)定的能力培養(yǎng)目標(biāo)必須采取有力措施打破現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計組織形式。

3.1增加畢業(yè)設(shè)計工程導(dǎo)入環(huán)節(jié)

由于產(chǎn)教融合校企聯(lián)合指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計模式要求課題來源于企業(yè)生產(chǎn)實際，為保證學(xué)生選題結(jié)合自身興趣且能夠為企業(yè)所用。在畢業(yè)設(shè)計前期，首先應(yīng)組織教師和學(xué)生到企業(yè)走訪參觀或頂崗實習(xí)，了解行業(yè)背景及一線現(xiàn)有的生產(chǎn)方案。其次，企業(yè)技術(shù)專家走進校園，為學(xué)生進行工程技術(shù)培訓(xùn)，介紹企業(yè)技術(shù)難題和瓶頸，提出與生產(chǎn)相關(guān)的工藝要求和規(guī)范。在此過程中，高校教師要充分發(fā)揮帶頭人和紐帶作用促進學(xué)生和企業(yè)間充分交流，把握相關(guān)前沿和主流技術(shù)形式，以培養(yǎng)雙方興趣點和著手點。

3.2打造“兩對一”型項目攻關(guān)團隊

畢業(yè)設(shè)計前期按學(xué)科方向和技術(shù)特長組建由校內(nèi)教師和企業(yè)專家組成的雙師型指導(dǎo)團隊，并與學(xué)生雙向選擇，組成技術(shù)攻關(guān)團隊。企業(yè)導(dǎo)師、高校導(dǎo)師與學(xué)生之間是平等、互助的合作關(guān)系，畢業(yè)設(shè)計成果的順利落地符合三方共同利益。在項目進行過程中，學(xué)生作為項目推進的主體，不僅專業(yè)知識能夠鞏固和加強，而且學(xué)習(xí)了相關(guān)法規(guī)，職業(yè)操守、溝通協(xié)作等各項能力得到進一步的鍛煉和培養(yǎng)。同時，團隊協(xié)作式師生關(guān)系，也有助于激發(fā)學(xué)生的各項潛能，包括自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造力等，為促進形成“產(chǎn)教學(xué)研創(chuàng)”提供了良好的基礎(chǔ)。

4構(gòu)建多元化評價及全過程管理機制

畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的提升離不開過程管控環(huán)節(jié)對各個階段性成果科學(xué)公正的評價[15]。校企融合式畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)模式分為動員導(dǎo)入、師生互選、開題、中期檢查、論文答辯和質(zhì)量驗收等流程。師生互選環(huán)節(jié)由系、院兩級主導(dǎo)并嚴(yán)格控制校企雙方導(dǎo)師的準(zhǔn)入門檻和學(xué)生數(shù)量，由企業(yè)監(jiān)督完成。其中開題、中期檢查、答辯環(huán)節(jié)需要對學(xué)生完成的階段性成果進行評價。論文評閱和答辯為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。論文評閱按研究課題分類送審，且宜采用雙盲制；答辯過程需由企業(yè)專家參與。為避免以往“一答定命運”的現(xiàn)象，最終成績應(yīng)由過程成績、質(zhì)量成績和答辯成績3部分組成，如圖2所示。質(zhì)量驗收環(huán)節(jié)由學(xué)校教務(wù)部門組織采用畢業(yè)生問卷、企業(yè)評審、專家組抽查、用人單位反饋等形式對畢業(yè)設(shè)計選題和質(zhì)量進行動態(tài)管理，真正做到有目標(biāo)、有計劃、有落實、有反饋的閉環(huán)良性循環(huán)，確保畢業(yè)設(shè)計工作高質(zhì)量地完成。

5結(jié)束語

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，在產(chǎn)業(yè)全球化的時代背景下，打造具有國際競爭力的機械類學(xué)科是當(dāng)前我國高等教育的歷史使命。工程教育專業(yè)認(rèn)證是促進人才培養(yǎng)與世界接軌以及質(zhì)量保證體系建設(shè)的重要舉措。面對新形勢下國家的人才強國戰(zhàn)略，圍繞學(xué)生未來發(fā)展和企業(yè)工程技術(shù)需要，畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)采用校企聯(lián)合、產(chǎn)教融合的培養(yǎng)模式。通過構(gòu)建“以項目為驅(qū)動、多元化評價與管理、探究式學(xué)習(xí)”的操作體系，最終達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的培養(yǎng)目的。實際操作中，應(yīng)重視以下3點：學(xué)生個體的差異，做到因材施教、個性化指導(dǎo)；強化職責(zé)和溝通，校企雙方導(dǎo)師做到分工明確、無縫銜接；重視培養(yǎng)反饋，創(chuàng)建持續(xù)改進的良性循環(huán)。以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機，切實推動和落實高等院校專業(yè)建設(shè)的全面革新，為當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)變革提供強大的科技人才支撐。

作者:李亮 楊樂 單位:東北大學(xué)秦皇島分校