“成果导向教育”下的机械专业毕业设计课题目标

李梦奇，邓霜梅，李冬英

（邵阳学院 机械与能源工程系，湖南 邵阳 422004）

成果导向教育（Outcome based education，简称OBE）是指教学的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。所谓成果，重点并不在于学生的课业分数，而在学习历程结束后学生真正拥有的能力，又称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。成果导向教育于1981年由Spady等人提出后，很快得到了重视与普遍认可，已成为世界工程教育本科专业学位互认的《华盛顿协议》签约国如美国、英国等国家的工程教育改革指导思想，美国工程教育认证协会（ABET）全面接受了OBE的理念，并将其贯穿于工程教育认证标准的始终。2013年6月19日，在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上，《华盛顿协议》全会一致通过接纳我国为该协议签约成员。由此，基于成果导向教育理念进行工程教育改革，是提高工程教育质量的重要手段。

毕业设计（论文）是高等院校毕业生在老师指导下，综合运用所学专业的基础理论、基本知识和技能，针对某一问题或现象，进行独立分析和研究，完成并提交的一份具有一定的学术/工程价值的书面报告（包括图纸）。对于工程类专业而言，多数高校要求以毕业设计为主，严格限制毕业论文数量，因此一般称为毕业设计（论文），本文中毕业设计（论文）简称为毕业设计。

目标导向下的工程教育在教学设计与实施中强调如下导向（箭头指向是导向的目标）：需求←培养目标←毕业要求←课程体系和课程教学←资源配置。毕业设计是教学体系中的最后的课程，因此需要达到课程体系中对本课程的预期，同时毕业设计也是课程体系中最综合的课程，是学生是否达到毕业要求的综合体现，因此又要体现学生的毕业要求，以考核对培养目标的达成情况。

1 基于成果导向理念的毕业设计目标

中国工程教育认证协会（China Engineering Education Accreditation Association，CEEAA）是经教育部授权的在中国开展教育认证工作的唯一合法组织。中国工程教育认证的目标是：构建中国工程教育的质量监控体系，推进工程教育改革，进一步提高工程教育质量；建立与工程师制度相衔接的工程教育认证体系，促进工程教育与企业界的联系，增强工程教育人才培养对产业发展的适应性；促进中国工程教育的国际互认，提升竞争力。

认证标准是判断专业是否达到要求的依据，同时也是专业撰写自评报告的依据。认证标准由通用标准和专业补充标准两部分构成。通用标准规定了专业在学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件7个方面的要求；专业补充标准规定相应专业领域在上述一个或多个方面的特殊要求和补充。

（1）课程要求。CEEAA工程教育认证标准（2015）对毕业设计课程的描述为：毕业设计（论文）选题要结合本专业的工程实际问题，培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。对毕业设计（论文）的指导和考核有企业或行业专家参与。

（2）毕业要求。CEEAA工程教育认证标准（2015）对毕业要求包括12个方面的内容。选择满足认证标准中定义的“复杂工程问题”作为毕业设计课题，毕业设计就是：个人或组成团队（要求9）在有效沟通（要求10）及遵守工程职业道德和规范及履行责任的前提下（要求8），使用现代工具（要求5），同时考虑法律、安全、健康、社会、文化（要求6）以及环境可持续发展（要求7）等因素，应用数学、自然科学、工程基础和专业知识（要求1）对复杂工程问题进行识别、表达、分析（要求2）和研究（要求4），提出满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程（要求3），同时具有在多学科环境下应用工程管理原理和经济决策方法（要求11），及不断学习和适应发展的能力（要求12）。由此，毕业设计课程中可以全部或者部分覆盖毕业要求中的12条。

（3）毕业设计课程目标。根据上述基于毕业要求的毕业设计描述，毕业设计课程的核心是在一定的约束条件下实现满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，由此可见，毕业设计的课程目标是实现以下内容：①完成一个系统（或系统化设计单元部件或工艺流程或解决一个科学问题）；②完成文档（设计报告、使用说明书、毕业论文等）；③图纸（系统图/示意图/控制图）。

2 毕业设计课题类型

机械类毕业设计可选择的题目各种各样，来源非常广泛，大致可以分为三类：工程设计类、工程技术研究类（应用研究和开发研究）和科学研究类，软件开发类。

（1）工程设计类。设计人员根据给定的约束条件，进行构思、规划及表达，以实现工程预定功能。根据设计内容、进程及结果形式的不同，又分为：结构设计类（以机构和结构设计为主要内容，包括模具设计，属于传统机械设计范畴）、系统及子系统设计、制造工艺及夹具设计（包括数控编程）、机电一体化设计。

根据设计的技术基础和创新程度等技术特点，工程设计可分为：变参数设计、适应性设计、开发性设计、反求型设计。①变参数设计。在工作原理和功能结构都不变的情况下，只是变更现有产品的结构配置和尺寸，使之满足功率、速比等不同的工作要求。如不同压力、流量的齿轮泵系列设计，排量不同的发动机的设计等。②适应性设计。在工作原理基本保持不变的情况下，根据生产技术的发展和使用部门的要求，对现有产品系统功能及结构进行重新设计，进行更新改造，以提高系统的工作效率、性能和质量，使它适应某种附加要求。另外这种设计还包括对产品做局部变更或增设部件，使产品能更广泛地适应某种要求。如汽车的电子式汽油喷射装置代替原来的机械控制汽油喷射装置等。③开发性设计。在设计原理、设计方案全都未知的情况下，根据产品的总功能和约束条件，应用可行的新技术，进行创新构思，提出新的功能原理方案，完成产品的全新创造。这是一种完全创新的设计。例如赶超先进水平，或适应政策要求，或避开市场热点开发有新特色的有希望成为新的热点的“冷门”产品。将开发研究的成果向现实的机械产品转化就是开发性设计，需要进行一定的试验，属于对装置、设备、机器或部件进行的新设计。专利产品、发明性产品就属于开发性设计。④反求型设计。按照国内外产品实物进行测绘，变成图纸文件。用实测手段获得所需参数和性能、材料和尺寸等；用软件直接分析了解产品和各部件的尺寸、结构和材料；用试制和试验掌握使用性能和工艺。

表1 不同毕业设计（论文）课题的目标

（2）工程技术研究和科学研究类。工程技术研究类题目包括应用研究和开发研究，其中以应用研究为主。①应用研究是以技术为目标，探讨知识应用的可能性，并运用基础研究成果探索应用的新途径。着重研究如何将自然科学的理论与知识转化为新产品、新工艺、新流程，使自然科学理论和社会生产相衔接。②开发研究是在运用研究及经验性知识的基础上，开发新材料、新产品、新装置和新方法，或对现有材料、产品、装置、流程、方法进行重大改进而进行的一系列创造性活动；是大规模生产前进行新产品、新工艺、新流程的实用化研制。开发研究的成果可用于组织大规模生产。③科学研究是指对一些现象或问题经过调查、验证、讨论及思维，然后进行推论、分析和综合，来获得客观事实的过程或者是对科学领域中的已有知识的检索、统计、整理和应用，以及对数据的搜集、编辑和分析研究工作。

（3）软件开发类。软件开发类是将机械设计、过程控制和管理的新方法与软件过程技术相结合，通过编写程序实现设计、制造和管理，提高产品质量，缩短生产周期和提高产品竞争力具有突出的功效。毕业设计中软件开发类题目主要以中、小规模软件为宜。设计类、研究类、软件开发类毕业设计（论文）课题反映目标及要求如表1所示。

3 结语

“成果导向”正逐渐成为世界各国本科工程教育改革的指导思想，毕业设计课程目标需要基于成果导向理念进行“培养目标←毕业要求←毕业设计要求”的映射，并根据毕业设计要求和课题的种类确定毕业设计课题的目标。本文总结了机械类毕业设计包括工程设计类、工程研究和科学研究类、软件开发等类型，分析了结构设计（含模具）、机电一体化设计、系统及子系统设计、工艺及夹具设计、应用研究、开发研究、科学研究、计算机辅助软件（课件）等课题属性，提出不同类型课题目标要求、成果形式、工作量体现，明确了毕业设计成果内容、文本页数及图纸张数等数量要求。明确的完成目标为教师和学生指明了努力的方向和程度，同时为毕业设计指导、检查、考核提供了依据。

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