将学科竞赛作品的深化研究融入毕业设计

徐盛林 陈强 王琨 雷丹

摘要：本文介绍了将学科竞赛作品的深化研究融入毕业设计的背景，阐述了如何推行这一作法的具体步骤，尤其是提出了在这种情况下完成毕业设计的详细要求，并简述了若干实例，对这项改革给学生带来的收获和提高毕业设计质量的效果作了说明。

关键词：学科竞赛；毕业设计；融合；教学改革

中圖分类号：G642.477文献标识码：A文章编号：1671-0568（2012）11-0091-02

一、前言

学科竞赛是培养和锻炼学生运用所学知识来设计、制作满足某一特定功能的作品的一次极好的训练。因为是全国性或者至少是全省性大学生的知识、能力和创新思维的比赛，给年轻人提供了展示自己才华的舞台。竞赛中，可以与兄弟院校的同行交流，可以开阔眼界，多见一些世面，又可以多交结一些朋友——这些特别适合年轻人的学习及生活特点，大学生对此普遍都很感兴趣。凡是报名参赛者，都为此投入很大的精力和时间，放弃寒暑假休息，放弃课余休息，来设计制作参赛作品、准备竞赛，已是很普遍的现象。然而，学科竞赛是有时限性的，必须在规定时间内完成，必须按规定的题目制作。大多数学生到提交作品参赛评奖完毕，就从此告一段落，停下来而干别的事情了。实际上，随着准备阶段对参赛作品制作要求的日益深化，学生和指导教师都发现，参赛作品有许多值得进一步挖掘和完善之处，苦于参赛时间所限，无法全部完成；在参赛现场，经评审专家的提问、指点、讲评，对作品设计制作者——参赛学生有很大的启发帮助，觉得作品有很多需要改进完善之处；如果比赛结束，就此将参赛作品置之一旁，不再理会，实在有些可惜。尤其是那些参赛学生，仍在学校尚未毕业，适逢他们面临的新的学习任务即毕业设计。据此，笔者尝试将所在学校参与学科竞赛作品的深化研究作为毕业设计课题，并动员参赛学生来深入和拓展研究自己的作品。

二、具体操作方法

1.再次动员

毕业设计一般仍然根据学校制定的人才培养计划实施。向学生下达的设计任务书，都明确地提出设计课题的内容、工作量、要求等项规定。由于参赛学生已有前期的研究基础，做起这些项目来自然轻车熟路。当然，对他们提出的各项要求，自然要拔高一些、严格一些，希望他们能够完成更高水平的毕业设计作品。这批参赛学生的上进心和事业心相对而言较强，教师应重视这一特点，可对他们宣讲：一定要更加注重视毕业设计，毕业设计过程是大学阶段最后同时也是最重要的学习时期，好好抓紧，用心投入，认真制作出一件值得永久回味的作品（大学时代的主要成果）——毕业设计（论文）。无论将来是进一步深造读研，还是就业从事技术工作，都是十分有意义的。

2.设计要求

对参赛学生完成毕业设计的具体要求是：①所完成的课题必须高于学科竞赛时提交作品的水平，一定要体现若干新意；②毕业设计说明书要体现一定的理论深度：有计算推导，有仿真分析；③所完成的设计不仅停留在理论上，一定要制作出实物模型，而且要具备展示功能，能够现场演示；④在毕业答辩中，要先期介绍讲明：原先的参赛作品已做到什么程度，现在毕业设计的创新点是哪些？有了这些具体的要求，学生做起来了自然就有了压力，也明确了方向和目标。此前，参赛学生在准备学科竞赛期间就已投入了1～3个月的时间，再加上一般学校规定的毕业设计时间是4个月左右，完成较高水平的毕业设计作品应该是顺理成章的了。而更为重要的是，参赛作品与毕业设计的结合，的确使他们得到了很好的磨练和训练，是他们四年大学学习收获最大的黄金时期。

3.具体案例

2011届的毕业设计中，机械电子工程专业的2名学生做的是2010年湖北省机械创新设计，主题是灾害预防。学生们的作品是，破障救生逃逸设备中的救生探测蛇形机器人和高压线除冰小车（针对2008年的华南地区雪灾），毕业设计立足于这些装置的改进设计和改装设计。学生对原有作品都做了很大改进：对某些结构进行了修改，控制系统更加合理，选材也有改进，整体尺寸缩小，运动的灵活性和可靠性进一步提高。同时，所有设计图纸都做了更加规范化的修订，使作品从理论到实际都得到了显著的优化。自动化专业的多名学生将2010年参加全国机器人大赛和湖北省电子设计大赛的作品展开深化研究。如有一小组学生所参加的机器人大赛的课题的作品，历经了不断改进、不断完善的过程，技术含量越来越高，从三自由度机械手——到人形机器人游中国——到仿人形机器人设计——最后到自由体操机器人设计。通过了算法改进、舵机增加，自由度从6个增加到10个，并采用了光电隔离驱动技术等技术改革。另有一小组将原来的低效率的36伏开关电源的设计进行改进，成为高功率因素的开关电源。这样的研制改革过程，对教师和学生都是很好的培养锻炼。最后的机器人自由体操表演赢得了所有评委和观众的交口称赞。可以毫不夸张地说：参与这个项目的学生的实际动手能力胜过了不少硕士研究生。

参赛学生接受此类课题后，一如既往地认真投入设计改进工作，象前期的学科竞赛准备一样，加班加点、夜以继日地推动团队合作，相互讨论，认真设计，再制作，重调试，努力完成了下达的任务，大都交出了令人满意的作品。

三、学生的感言

毕业设计结束后，在对部分学生的问卷调查中，他们中有些是这样谈体会的：“我深刻地体会到理论知识与实践环节相结合所发挥出的巨大效应。不论一个螺钉还是一块电路板，每一个环节都需要我们谨慎对待。当看到机器逐步成型，我们更加坚定了探索进取的决心，这是奠定成功的基石。这些日子，充满积极奋斗的气氛，困难无数，我们不曾畏惧，反而愈挫愈勇。”还有一位学生在这样写道：“当初参加比赛的目的单一：马上就要毕业找工作，多拿些奖状和证书会更有帮助。现在想想，当时有几分幼稚：奖状和证书并不能帮我赢得更多的机会，招聘官更希望了解我们的动手能力，理论联系实际的能力，知识面宽广的程度。而我深切地感受到，正是参赛和毕业设计的经历，才让我们的能力有了质的改变，从购买制作所需的各种元件时，开始认识到机电产品市场，才对实际产品有了真正意义上的概念，学着了解行业动态，扩大了知识面与眼界。也正是从那时起，动手能力真正开始得到锻炼。之前的课程设计、金工实习等，总是老师教我们怎么做，我们就怎么做。这次却不一样，作品怎样设计、如何加工，等等，都需要我们自己思考，然后自己动手实现，深切体会到三思而后行的涵义。”学生们都非常真切地谈出了自己的实在收获和内心感受。

四、改革的效果

1.为较好地完成毕业设计起到了促进作用

目前大学生的毕业设计一般安排在第8学期，这也正是广大毕业生就业求职、找工作的大忙时期。赶招聘会、接受面试、去企业先期实习等事情，使学生投入毕业设计的时间大打折扣，自然所能完成的工作的质量和数量也受到不少影响。有的学生刚刚开始进入课题，或者刚刚启动了一些初期工作，马上就要面临答辩了，实在有些可惜。而这些参赛的学生把自己先期的课题继续往前做，就大不一样。由于他们在参赛准备阶段就已打好基础，对查阅资料、熟悉课题、分析计算、修改方案、设计图纸、采购元件、如何进一步往下做，等等，都是轻车熟路，工作效率较高，即使因就业找工作受到一定的冲击和影响，也还是能完成一件令人满意的作品。这样的安排，对较好地完成毕业设计起到了促进作用。

2.毕业设计质量明显提高

事实上，通过最近2～3届学生的实施将学科竞赛作品的深化研究融入毕业设计的实践表明，只要教师布置任务，指明了方向，参赛学生都愿意继续下功夫，都能够很好地完成设计。在全校的优秀毕业文答辩评审中，他们再次展示了新制作的作品，演示了这些作品的功能，较圆满地回答了教师们的各项提问，得到评委专家的一直赞扬，被评为学校的优秀论文一等奖。此后，在提交到省学位委员会组织的全省优秀学士学位论文的评审中，即使是跟985高校、211高校的学士学位论文PK，也不逊色，均被评为优秀论文。足见参赛学生的毕业设计的水平较高，得到了同行教师的一致认可。事实说明，这一工作在改革教学模式、提高毕业设计质量方面是有很大意义的。尤为重要的是，参赛学生通过持续的设计、修改、完善、再优化、再完善过程的磨砺，对如何运用所学的知识来解决实际工程问题，有了更深切的体会，实际工作能力大为提高，为将来很好地承担相应的技术工作奠定了基础。

五、小结

这种将学科竞赛作品的深化研究融入毕业设计的作法，已初见成效，当然，由于目前只能在部分学生中推行，受益面还不大。如何将这一工作在较大范围推广，尤其是如何将课程设计、学科竞赛、毕业设计等实践教学环节融为一体，更完整、系统地训练学生，让他们得到更为全面、深入的训练，还值得进一步探讨。我国的大学教育的人才培养计划中，教学学时不少，学生的课业负担也不轻，但是却难以培养出卓越的工程师。工程人才最重要的是能力，要培养卓越的工程人才，就必须下大力气培养学生发现问题、提出问题、简化问题并最终解决问题的能力。对于课程设计、毕业设计、学科竞赛这些实践环节，必须进一步改革，让学生得到实实在在的能力方面的培养和训练，为将来的社会建设多作贡献。

参考文献：

[1]机械类课程报告论坛组委会.机械类课程报告论坛论文集[C].北京:高等教育出版社,2010.

[2]徐盛林.日本大学生如何完成毕业论文[N].中国教育报,2001-10-29.

[3]倪军.好的工程教育是教学生解决问题[N].中国教育报,2012-2-6.