加强产学研合作教育提高机械类专业本科毕业设计质量

申爱明， 曹建树

(北京石油化工学院 机械工程学院，北京 102617)



加强产学研合作教育提高机械类专业本科毕业设计质量

申爱明， 曹建树

(北京石油化工学院 机械工程学院，北京 102617)

培养具有可持续发展的高级应用型工程技术人才是本校的办学特色，产学研合作教育是培养应用型人才，提高教育质量的重要途径。毕业设计是培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题能力的重要教学环节。在分析产学研合作教育模式的基础上，结合“卓越计划”试点，针对目前本科毕业设计存在的问题，探讨依托产学研合作教育基地，从共同选题、共同指导、共同评价、基于网络的全过程管理等方面构建产学研合作毕业设计新模式，阐述该模式的选题方法、教授专家指导团队组建方法、合作指导方法及过程管理与评价方法。经3年的实践表明，产学研合作模式是提高工科机械类专业本科毕业设计质量的一条卓有成效的途径。

工程教育； 产学研合作； 毕业设计

0 引 言

高等工程教育的目标是造就工业界需求的、适应社会发展需要的工程师。从18世纪中叶沃灵顿学院等一批实施高等工程教育的学校诞生之日起，高等工程教育界就一直在为实现这个目标而努力。“回归工程实践”这一教育理念是在当前高等工程教育与实际工程脱节，与人才培养目标偏离的背景下提出来的。它符合高等工程教育规律，能指导高等工科学校走上培养符合需要的现代工程师的道路，是高等工程教育改革应坚持的方向[1-3]。

2010年以来，课题组在机械电子工程国家级特色专业建设和教育部“机电类本科专业人才培养‘回归工程’创新实验区”等3项、市级教改项目“基于卓越工程师教育培养计划的机械类专业人才培养模式的研究与实践”和校级教改项目“机械工程及自动化专业卓越工程师试点班校企合作人才培养模式的研究与实践”等建设、研究和实践的基础上，针对人才培养模式中培养目标、实现目标的手段和方法的脱节，造成毕业设计整体质量有所下滑，结合机械行业和社会发展需求，紧密结合工程实际开展教育教学改革，在人才模式改革和工程应用型人才培养方面取得了丰富的实践经验和改革成果，特别是托产学研合作教育基地，构建了包括共同选题、共同指导、共同评价等方面的产学研合作毕业设计新模式，对机械类专业及其他工科专业的工程应用教育有较好的推广价值。

1 当前工科专业本科毕业设计存在的主要问题

(1) 就业考研压力较大，学生投入毕业设计中的精力与时间不足。毕业设计环节一般都安排在大学四年的最后一个学期，这期间正是企业招聘和学生就业的黄金时期。随着高校招生规模的扩大，就业市场竞争日趋激烈，一些学生不得不花费大量的时间去参加招聘会，加上部分企业的招聘不规范，要求先实习再签约；同时随着考研学生人数的不断增加和学校对复试成绩在录取中所占比例的增加。学生准备复试和企业实习对毕业设计(论文)造成较大冲击，使得毕业设计(论文)质量呈现下滑趋势[3-7]。

(2) 模拟仿真类题目增多，学生缺少“真刀真枪”做毕业设计的选题。随着大型工程软件的应用，仿真分析设计类题目比例有逐年增多的趋势，有些题目甚至是虚构出来的，过于偏重理论性，计算机模拟内容多而实际的工程设计、制作、装配、测试少，远离生产一线。一些课题由于缺乏生产现场的数据资料和设计条件，也只能纸上谈兵，学生无法获得完整的“真刀真枪”的工程训练。

(3) 学生人数较多，教师指导不足，过程管理不严。高校招生规模的扩大，专业教师严重不足，毕业设计中每位教师一般需要指导 6～10名学生，部分高校甚至更多。高校专业教师的教学与科研任务较为繁重，在本科毕业设计指导中必然显得有些力不从心，指导质量自然有所下降[7-12]。另外，大多高校的毕业设计(论文)是传统人工过程管理方式，导致管理效率低、难以实现全过程管理，实时性和互动性不强，缺乏全过程的质量保障体系[13]。

2 产学研合作教育模式

产学研合作是指企业、大学、科研机构之间的合作，是企业、高校、科研院所依托各自优势资源，实现各种要素最佳组合，培养创新人才，多出创新成果，促进产业发展的社会经济活动。产学研合作教育是将理论学习与实践训练相结合，培养学生实践能力和创新精神，全面提高学生素质的一种新型的教育模式。它符合当前经济、技术发展规律，是世界高等教育改革与发展的共同趋势。积极探索新形式下产学研合作教育的新模式，成为高等教育改革的当务之急，对新型人才的培养具有十分重要的现实意义，有利于高等教育事业的发展，为培养具有创新意识、创新思维能力的应用型人才奠定良好的基础[3，14-15]。

产学研合作教育有多种模式，深入的产学研合作教育在人才培养中的主要体现：①共同研究确立人才培养标准和目标，共同制定人才培养方案；②在教学内容中引入企业的新科学、新技术、新工艺；③在教学方式上强化了工程能力培养的实践教学；④在教学过程中由学校为主的培养向校企合作培养转变；⑤在师资队伍上校企双方配备指导教师，实行“双导师制”，组建由教授、专家组成教学团队；⑥在教学效果上实现校企共同评价人才培养质量；⑦在教学资源上校企共建教学基地、共同开发课件、共同编写教材。

3 构建产学研合作本科毕业设计新模式

我校机械工程及自动化专业入选教育部首批“卓越工程师教育培养计划”，机械电子工程专业是国家特色专业建设点，同时入选教育部“卓越工程师教育培养计划”，结合“卓越计划”试点的不断深入推进，依托包括北京市校外人才培养基地和国家大学生校外实践教育基地等产学研合作教育基地，构建了校企合作共同选题、共同指导、共同评价、基于网络的全过程管理的产学研合作毕业设计新模式。

3.1 注重解决工程实际问题的毕业设计选题

目前工科类专业学生的毕业设计题目大多来自教师科研项目、教师自拟题目和实验室建设项目等，实验研究类、软件仿真类、虚拟设计类题目较多，而且每年的重复率较高，致使从毕业设计源头开始，毕业设计的质量不能有效保证。为此，严把毕业设计选题，一方面鼓励教师出来自企业横向课题的选题，一方面学院组织教师与企业高级工程技术人员共同研究，从企业目前正在进行的项目、即将完成的项目或进行预研的课题中，从培养目标、设计工作量、企业保密等方面考虑，提炼出合适的毕业设计题目。选题直接来源于生产实际或者具有明确的工程背景与应用价值。

在加强题目来源于工程实际的同时，强化基于网路的选题过程管理，利用“机械工程学院毕业设计(论文)过程管理系统”，制定了“机械工程学院毕业设计(论文)工作规程”明确了毕业设计(论文)立题和选题管理规定,加强了选题工作的管理, 从而保证毕业设计( 论文) 选题工作的质量，如图1所示。

同时，在规程中，明确提出机械工程学院毕业设计(论文)选题指南与成果要求，见图2，进一步保证毕业设计( 论文) 选题的质量和毕业设计的质量。

3.2 教授-企业专家领衔的毕业设计指导团队

建立学校与企业“一个培养对象”、“两方培养导师”、“三个实践基地”、“多元培养方式”的培养宗旨。聘任企业高级专业技术人才担任学生校外指导导师，组建教授-企业专家领衔的毕业设计指导教师团队，校内指导教师具有中级职称以上或具有博士学位的骨干教师组成，更多的关注学生文献查阅、报告撰写和理论分析；企业导师由中级职称以上的工程技术人员组成，更注重解决工程实际问题和工程能力培养，目前，学院已正式聘请企业指导教师30多人，并颁发了兼职教授或校外指导教师聘书。同时，加强对校内专任教师工程实践能力的培训，聘请企业高级专业人员承担专业课程教学，或以讲座形式讲授新技术、新工艺与新装备，或分析企业面临的技术难题和发展规划。

图1 毕业设计(论文)立题及选题过程

图2 机械工程学院毕业设计(论文)选题指南与成果要求

3.3 建设工程应用能力培养的教育教学实践基地

学院最初成立于国家特大型企业——北京燕山石化公司厂区内，长期面向企业的办学传统，师生代代传承，逐步形成了面向工程、面向实践、面向应用的教学特色。多年来，秉承办学传统，注重工程应用，形成了工程实践教育特色，实行“校企结合，产学合作”工程实践教学质量不断提高。

(1) 校内教学实践基地。计算机辅助设计中心、机械设计制造实验室、柔性制造技术实验室、数字设计与制造技术实验室、微机应用技术实验室、机器人技术实验室、测控技术实验室、现代检测技术实验室、机电液伺服传动实验室、机电一体化创新实验室等。

(2) 科研创新教育基地。光机电装备技术北京市重点实验室、能源工程先进连接技术北京市工程研究中心。

(3) 企业工程教育基地。燕山石化实习校区(全国产学研合作教育实验基地、国家工程教育实践中心)、北京第二机床厂有限公司(北京市校外人才培养基地、国家大学生校外实践教育基地)、北京星光影视设备科技股份有限公司实习基地等15家。

通过校企双方构建“校内教学实践基地、科研创新教育基地、企业工程教育基地”，实现以实际工程为背景，以科研项目、学科竞赛项目和企业工程实践项目为载体，开展侧重机械设计能力、系统集成能力、理论应用能力以及职业素养等方面为核心的毕业设计的教学工作。

3.4 建立制度严谨和密切沟通的合作指导方法

目前，各高校都重视学生在毕业之前，加强与企业合作，送学生到企业做毕业设计，有部分学生自己联系企业，到企业进行实习和做毕业设计，在一定程度上，提高了学生的工程实践能力。但存在学生放任自流，没人管，一些企业也不具备学生完成毕业设计的基本条件，学生只是被企业作为一个急需的劳动力使用，完全达不到教学大纲规定的对毕业设计的基本要求。

针对这些问题，由教学副院长担任校企联合指导教师小组组长，建立双方导师定期研讨制度。根据公布的选题，经过企业、学生双向选择，确定每个学生的具体毕业设计课题。学生向学院正式提出申请，并填写“学生赴校外毕业实习(毕业设计)申请表”，并有企业导师签字、企业人力资源部门公章、校内导师签字、专业系主任签字，最后教学副院长签字认可。同时，学院、企业、学生三方正式签订“校企产学研合作毕业设计协议书”。在学生正式去企业做毕业设计之前，聘请具有国家安全培训师资质的企业工程技术人员对学生进行集中安全教育，并为学生购置企业实习保险。

在毕业设计过程中，要求学生与指导教师每周至少两次进行面对面交流指导，校企导师平时通过电话、邮件、飞信、微信等通讯平台及时沟通交流指导过程中的信息。校内导师不定期到企业进行毕业设计指导，并与企业导师当面交流，探讨研究毕业设计的技术问题和学生设计中存在的问题。

3.5 创建基于网络环境的毕业设计过程管理和质量监控体系

基于产学研合作模式的毕业设计，可以在学校或者企业进行，但严谨规范的过程管理尤为重要。同时针对毕业设计人工过程管理效率低、管理不到位的问题，研制开发了一套基于Web的毕业设计(论文)管理系统，系统使用当前流行的ASP.NET网络编程技术，依据过程控制方法，将毕业设计(论文)分为四个阶段：前期(选题)、初期(开题)、中期(检查)和后期(答辩)，不同时期有不同的重点工作，不同阶段按时、按量完成毕业设计(论文)不同的相关材料，从始至终对整个过程实施控制，简化了以前烦琐的纸张提交和手动操作，使得学生、教师、教学管理人员的工作变得轻松、快捷，也使得毕业设计(论文)管理更加规范化、科学化、系统化、信息化。

特别是到企业做毕业设计的学生，更是管理不规范、常常存在两边不管的情况。因此，利用毕业设计(论文)管理系统，学院通过毕业设计系统可实时查看学生毕业设计的进展情况，可以查看师生教师指导的相关记录，对于进度落后的学生可实时进行提醒，避免了部分学生在毕业设计工作后期搞“突击”。由此可以看出，通过该系统，不论学生校内、还是在企业进行毕业设计，学校和导师及时指导、交流和监督。大大改进了学生不在学校，造成不能及时指导、查看、监督学生的毕业设计。

3.6 形成“合作培养、共同评价”毕业设计校企公开答辩机制

毕业设计的考核评定也是其中关键环节，它对毕业设计模式的改革与创新起到引导作用。主要基于产学研合作模式的毕业设计主要有三次重要的答辩和考核，包括毕业设计开题答辩、中期检查和毕业设计答辩。其中开题答辩和毕业设计答辩是按照基于目标模型的毕业设计(论文)评价标准进行评价，如图3所示。学生前四周主要通过企业实习和文献查阅，进行问题描述和需求分析，在第4周周五或第5周周初进行开题答辩，主要对国内外研究现状、系统构思方案进行答辩。毕业设计答辩一般安排在第16或17周周初，学生主要进行设计方案展示和成果验收。毕业设计的成绩有校企双导师评语成绩占40%，其他教师评阅成绩占20%，答辩成绩占40%。根据在一个企业参加毕业设计学生的多少，答辩地点可以是校内，也可以在企业进行。答辩组长由企业教授级高工担任，答辩成员校内教师和企业工程技术人员组成。在答辩过程中，每一位学生都要精心制作PPT展示自己的毕业设计，主要介绍课题的选题背景、设计方案、计算过程、取得的成果结论等，答辩委员针对答辩过程中发现的问题进行提问，对学生们在毕业设计中尚不完善的地方提出指导意见。学生对答辩委员提出的问题和参考意见，继续对毕业设计进行修改和完善。

图3 基于目标模型的毕业设计(论文)评价标准

4 结 语

基于产学研合作毕业设计新模式是我院推进人才培养模式改革的又一次深入实践和改革尝试，是“卓越计划”实践教学环节的重要成果。在培养实践过程中，校企共同制定了企业学习阶段培养方案，落实企业学习环节，积极拓展产学研合作企业，深入研究产学研合作机制、模式和实施中出现的问题，充分发挥学科专业优势，构建多形式、多层次、多渠道的产学研合作工程技术人才培养模式。同时聘请一批企业教授级高工、高工和技术骨干，作为企业兼职教师，或走进课堂，为学生上课、做讲座、指导实习，或在企业讲授课程和培训学生、指导岗位学习等，共同探索学生在企业学习的管理模式、教学方式以及考核评价方式方法，着力培养学生“在企业和社会环境下工程综合能力”。

[1] 许建虹,岳鲁锋.高等工程教育回归工程和实践的理论分析及改革措施[J].科技资讯，2007(13):154-155.

[2] 王丽敏.产学研合作创新播式研究[J].实验室研究与探索，2011，30(11)：69-72.

[3] 邰 楓,高国华,宋广清,等.工程教育背景下的产学研合作教育模式研究[J].实验室研究与探索，2013，32(10)：175-177.

[4] 姚兴田,周一丹.产学研合作创新工科专业本科毕业设计模式的探索[J].高教论坛，2011(9)：79-81.

[5] 李 飞,崔孟震,苏 杰.产学研合作毕业设计模式的探索与实践[J].吉林省教育学院学报，2012，28(3)：37-38.

[6] 李 峰,曹建树,赵 杰,等.基于网络的毕业设计(论文)过程管理的研究与实施[J].安徽师范大学学报(自然科学版)，2012，35(1)：40-43.

[7] 丁 宏,黄晓涛,贺 峰.加强针对性指导与交流，努力提高军校本科毕业设计质量[J].高等教育研究学报，2010，30(2)：76-78.

[8] 屈 霞,刘自强.提高高校本科毕业设计质量的对策[J].实验室研究与探索，2013，32(7)：202-205.

[9] 高 琪,李位星,廖晓钟. 工科专业本科毕业设计全过程考核评价体系研究[J]. 实验室研究与探索， 2013，32(11)：393-397.

[10] 马敬峰.论本科毕业设计(论文)教学质量评价体系的构建[J]．中国大学教育，2007(6): 36-37．

[11] 高 琪,李位星.本科毕业设计中群组指导模式的实证研究[J]．实验室研究与探索，2011，30(10): 383-386．

[12] 姚兴田,周一丹.产学研合作创新工科专业本科毕业设计模式的探索[J].高教论坛,2011(9)：79-82．

[13] 杨涤心,黄兴远.依托产学研合作 加强毕业设计实践[J].陕西教育,2009(1)：55-56．

[14] 卢艳军,席剑辉,徐 涛.依托产学研合作项目探索毕业设计新模式[J].陕西教育,2009, 26(4)：106-109．

[15] 陈壹华,廖素娟. 国际化应用型人才实践教学模式[J]. 实验室研究与探索,2012,31(8):352-356.

Strengthening IUR Cooperation to Improve the Quality of Mechanical Engineering Undergraduate Design

SHENAi-ming,CAOJian-shu

(College of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China)

Cultivating high-level application-oriented engineering talents with sustainable development is the educational characteristics of our institute. The cooperation of industry, university and research (abbr. IUR) is one of the most important ways to train application-oriented talents and improve education qualities. Undergraduate design is an important teaching process to enhance students’ abilities to solve practical engineering problems using professional knowledge. The paper analyzes the mode of IUR cooperation and points out the current unreasonable problems existing in undergraduate design work. Then the paper proposes a new one of it with joint project determining, joint guidance, joint evaluation and total process management via network by referring to the pilot with “Excellent Engineers Program”. More details of project determination ways, professors and specialists instruction team building ways, guidance methods and process management and evaluation ways of the new mode are all discussed in the paper. Three years practical results show that IUR cooperation mode is a very fruitful way to improve the quality of mechanical engineering undergraduate design.

engineering education; IUR cooperation; undergraduate design

2014-08-29

申爱明(1978-),男,江苏泰州人,讲师,主要从事教师职业发展研究与管理、天然气管道检测等设备的设计和实验研究。

Tel.:15010166366;E-mail:shenaiming@bipt.edu.cn

G 642

A

1006-7167(2015)08-0190-04