金属材料工程专业应用型本科毕业设计教学改革与创新初探

冯晓春 刘芬霞 居春艳 张江娜 余江瑞 黄瑞

[摘要]针对兰州理工大学技术工程学院（独立学院）旨在培养“实践能力强、创新意识强、文化素质高、社会价值高的工程技术应用型人才”的培养目标，结合自身教学实际，对我院金属材料专业本科生毕业设计教学中存在的问题及其原因进行剖析，以毕业设计选题、毕业设计（论文）质量监控两方面为着重点，通过合理定位、科学选题、质量控制、平台保障与激励机制建设等手段，大胆改革，不断创新，对金属材料工程专业毕业设计教学改革进行了有益尝试，为构建独具我院特色的实践教学体系新模式提供了有益参考。

[关键词]金属材料工程；毕业设计；教学改革与创新

[中图分类号]G642[文献标志码]A[文章编号]1008-2549（2016） 09-0088-03

毕业设计是工科院校理工类专业一个十分重要的实践性教学环节，其目的在于通过该环节的教学，使学生能牢固掌握与灵活运用所学基本理论和专业知识，培养一定的动手能力、独立思考与解决问题的能力、创新能力等，是学生走向社会与工作岗位或继续深造学习与从事科学研究的阶梯，对于兰州理工大学技术工程学院（独立学院）旨在培养“实践能力强、创新意识强、文化素质高、社会价值高的工程技术应用型人才”来讲更为重要，有着其它教学环节无法替代的作用。金属材料工程专业作为我院的特色专业和传统优势专业，主要学习金属材料的组织结构、性能特点、成型技术与应用开发等，是材料科学领域极为重要的支撑学科之一，也是我国经济建设与科技发展的重点学科之一，涉及的知识面广、信息量大、应用性强，注重学生实际动手能力的提高；注重创新意识及综合素质的培养；注重工程技术和实践的训练，其毕业设计更加注重理论与工程实践相结合、与企业生产需求相结合。笔者仅就我院金材专业本科生毕业设计教学中存在的问题及原因进行剖析，立足我院人才培养目标和教学实际，以毕业设计选题、毕业设计（论文）质量监控两方面为着重点[1]，打破传统，勇于创新，对金材专业毕业设计教学改革进行了一些有益尝试与探索。

一金材专业毕业设计现状及原因分析

1毕业设计选题失当

精心选题是保证学生毕业设计质量的龙头和先决条件。一般来说，工科院校本科毕业设计选题应遵循以下原则[2]：（1）紧扣高校人才培养计划和教学大纲，兼顾科学性与先进性；（2）紧密结合科学研究或工程实际等。通常情况下，工程类专业结合生产实际的课题应占80%以上；（3）选题难度适中，工作量适宜，体现中、小型为主的原则，使学生既能够在规定的时间内工作量饱满，又可经过努力圆满完成；（4）贯彻因人而异、因材施教的原则，注重能力培养与综合素质的提高。

我院作为独立学院，人才培养目标有别于母体院校而介于“学术型、研究型”和“职业技术型”之间。受传统观念和教育体制的影响，学院基本沿用了母体高校侧重于“科学型、研究型”类毕业设计题目，具体到金材专业来讲，基本是依托兰州理工大学主持的金属材料相关行业的国家或省部级科研项目、校企联合攻关计划项目等，通过现代先进实验设备与检测手段，对某种材料的组织、结构、性能进行分析研究，或研究某种材料的制备方法及其性能等，涉及到的题目如“17-4PH不锈钢激光熔覆技术的研究”、“ZnO高温电极制备技术的研究”、“渗碳碳势对20CrMnTi试样淬火冷却过程应力场影响的数值模拟”等。但对于学生的实践技能要求更高的独立学院来说，这些设计题目学术性偏深、定位偏高、内容偏空、知识性偏专。针对我院自身的办学模式和办学理念，人才培养目标的重点应下移，人才培养的方向应面向企业基层、生产一线的需要，毕业设计选题应更贴近于工程实际应用，避免走入“好高骛远”“闭门造车”或“纸上谈兵”等误区[3]。

2毕业设计（论文）质量监控体系有待完善

毕业设计（论文）质量直接关系到人才培养的质量，其质量的提高有赖于对整个毕业设计过程的质量监控，贯穿于毕业设计的前期准备、组织实施、论文撰写与提交、论文答辩与验收等整个环环相扣的渐进过程中，涉及到院系级组织领导机构、指导教师、学生、母体高校、企业等各个群体之间的密切协作，任何一个环节缺乏有效的质量监控，都可能影响最终的毕业设计（论文）效果[4]。我国的独立学院办学时间较短，教学管理经验尚浅，教学经费投入与教学资源不足，毕业设计（论文）质量标准与质量监控体系尚不完备，我院也不例外。另外，因学院金属材料工程专业自有教师数量不足，指导教师专业水平及实践经验参差不齐，一定程度上制约了毕业设计质量的提高。

近年来，毕业设计这一重要教学环节也受到了大学扩招、毕业生谋职应聘、复习考研、出国留学等诸多因素的冲击，作为毕业设计主体的学生在此环节投入的精力不足，也导致毕业设计水平和毕业设计（论文）质量大打折扣[5]。

二金属材料专业毕业设计教学改革与创新

以学院工学一部2007级金属材料工程专业本科生毕业设计为例，对学院在学生毕业设计教学改革与创新中的有益尝试总结如下。

1准确定位

金属材料工程专业在校期间主要学习材料科学基础、钢的热处理、热处理设备、材料分析方法、金属材料学等专业课程，学生毕业后可从事金属材料设计制造、材料表面改性以及金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、功能材料等在机械与化工、能源与环境、电子与信息、冶金与矿山、电力与动力和国防建设等领域中的应用，也可从事材料生产组织、技术管理和材料的检测、失效分析等技术监督工作[6]。因此，金属材料工程本科生毕业设计应“基于生产过程”的模式，更应该注重“实践性、应用性”，从所学知识出发，结合本专业的生产实际与企业需求，进行毕业设计教学，使学生可以将所学知识综合起来，对生产过程有一个系统的认识，初步树立工程意识，为毕业后步入工作岗位奠定基础[7]。

2科学选题

为了保质保量完成2007级金属材料工程专业毕业设计，学院抽调具有一定工程背景的专业教师组成指导教师小组，并聘请母体高校知名教授担任导师。2011年1～3月份，工学一部材料教研室教师分别赴学院学生实习基地青海华鼎齿轮箱有限责任公司（原青海齿轮厂）、天水锻压机床厂以及天水海林轴承厂进行实地调研，主要参观考察其厂房设计、主要热处理设备以及主要产品的热处理工艺等。经与企业骨干工程技术人员协商，根据市场需求和企业实际，初步拟定了毕业设计选题。

在前期生产实习等工作的基础上，指导教师小组紧扣工程实际，创新选题思路，经资料查阅、实地调研、分组讨论等形式，确定我院2007级金属材料工程专业毕业设计主题为机床、工磨具等典型行业、典型零件用材、选材分析与热处理工艺设计，结合甘肃省、青海省某些典型行业（如机床、轴承、齿轮、模具、工具等）的典型零件，毕业设计主要内容如下：零件在整机中的地位、作用；零件的工况（包括受力分析、失效分析以及所要求的性能分析）；该零件用材选材的科学性与合理性分析、评价，以及与进一步的考虑可能分析（如材料代用的可能性等，包括同类型材料的利弊对比分析）；该零件加工工艺流程与分析（包括冷、热加工总流程以及其中热处理工序），与其他方面的联系（最终工艺卡）；该零件热处理工艺的设计、比较与分析（最终确定热处理工艺卡）；设备选型与热处理车间平面布置图（结合生产纲领）；相关辅助设备，如清洗、喷丸设备等（设备与工艺的关系）；零件热处理质量的检验手段与方法（制定判废标准等），是否需表面处理等[8，9]。见表1。

3毕业设计（论文）质量控制

为稳步提高毕业设计教学质量，学院成立了院、教学部和教研室三级毕业设计（论文）组织领导机构，形成层次分明、职责清晰的毕业设计（论文）质量监控组织系统。经精心筛选、科学拟定毕业设计题目后，根据2007级金材专业51名学生各自的知识储备、兴趣爱好、择业方向等，因材施教，合理分配，每名教师以指导5～8名学生为宜，以保证教师有充分的精力对每一名学生进行辅导。选题确定后，经师生充分沟通，针对开题报告、文献综述、中期检查、论文撰写、末期验收等环节的工作方式、研究内容、进度安排、质量标准、分工负责等提出明确规定和实施细则，认真填写毕业设计（论文）任务书，以保证毕业设计按质、按量、按时完成[10]。为减少或避免起始阶段的盲目性，指导教师悉心引导每名学生认真撰写开题报告和文献综述，充分消化和理解设计任务，并提出可行的技术路线、研究方法、设计步骤等，做到目的明确、研究方法先进、设计方案可行。在设计过程中，指导教师采取轮流执勤与不定时抽查等方式，耐心指导，查漏补缺，严格监督学生保质保量完成每一步设计任务，适时取得阶段性设计成果，督促学生养成严谨治学、求真务实的工作作风和职业习惯。成果汇总与论文撰写阶段，辅导学生认真归纳集成自己的软、硬件成果，严格按照学院要求及相关行业标准进行论文撰写、排版、图表编辑、参考文献著录等，保证论文质量过硬、行文规范、语言流畅、逻辑严密；同时，应正确引导学生树立科学严谨的工作态度，坚决杜绝“抄”“买”等学术腐败问题。毕业答辩阶段，指导教师督促学生多手准备，沉着应答，做到思路清晰、论点正确、论据充分，答辩委员会按照学院制定的《毕业设计（论文）质量评价体系》，给予每名学生的劳动成果一个科学公正的评价。

2011年6月，学院2007级金属材料工程专业51名学生的毕业设计圆满完成，共指导学生撰写并提交毕业论文51份，均顺利通过院级毕业答辩，其中1人获得院级毕业论文答辩三等奖，1人获得院级毕业论文答辩优秀奖。其毕业设计（论文）完成情况见表2。

4支撑平台与保障机制[11，12]

近年来，随着学院知名度与影响力的不断扩大，学院更加重视各种基础设施与保障平台的建设与完善，逐步建成了专业创新实验室、工程训练中心（省级示范中心）、大学生创新竞赛实验计划、认识及生产实习基地群、国内外高校合作与交流平台等校内外实践教学平台体系，依托母体高校资源优势，深化校企“产学研用”联动合作；学院还筹措资金设立专门的教育教学研究项目，不断加强对自有青年教师的培养力度，规划出版了一批自有实习训练教程，制定了一系列物质奖励与精神奖励、教师奖励与学生奖励相结合的激励机制。这些都为毕业设计等实践教学的开展提供了有效载体及软、硬件支撑。

在毕业设计施治中，针对选题、文献查阅、毕业设计实施、撰写毕业论文等，指导教师先后为学生举办了多次讲座及专题研讨会，学生也积极踊跃发言，提出自己的疑问或建设性意见，在师生的良性互动中建立起纵横交错的信息跟踪与沟通网络，极大调动了学生进行毕业设计的积极性、主动性和创造性。鼓励学生自主学习，引导锻炼学生发现问题并解决问题的能力，最终达到大学生自主创新能力的培养。[13]

经过2007级～2012级五级金属材料专业学生毕业设计教学的不断改革与实践积累，逐步建立了一整套日臻完善的行之有效的毕业设计教学体系，着重突出了以“创新”为主线的教改模式，包含教育观念创新、培养模式创新、课程体系创新、运作方式创新、评价体系创新等，以学生为主体，以教师为主导，通过改革激发学生的学习潜能，最大可能地实现自身价值。该创新体系构建见图1。

三结论

金属材料专业本科生毕业设计（论文）教学改革的持续创新为我院其他专业方向毕业设计的改革与实践积累了宝贵经验，为探索构建促进学生自主学习、独立思考、勇于创新的实践教学新模式提供了有益尝试。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》明确指出，要大力支持民办教育，完善独立学院管理和运行机制，鼓励民办教育创新机制和育人模式，提高质量，办出特色。展望未来，随着我国教育体制改革的不断深化，应用型人才教学模式及人才培养模式的改革仍任重道远。

参考文献

[1]彭秀英.立题和过程管理是提高毕业设计质量的保证[J].中国大学教育，2012（3）：75-76.

[2]杜明辉，张聚凤，程林章.工科院校本科生毕业设计选题探究[J].中国成人教育，2011（11）：41-43.

[3]毛力，袁励红.高校本科毕业设计中出现的问题及对策[J].教育探索，2008（8）：35-36.

[4]蔡玉峰，陆汉栋.独立学院毕业设计（论文）质量监控的探讨[J].中国成人教育，2009（6）：92-93.

[5]汪强.本科毕业设计（论文）质量下降的原因及对策探讨[J].山西财经大学学报，2012，34（1）：230-231.

[6]杨瑞成，丁旭，陈奎.材料科学与材料世界[M].北京：化学工业出版社，2005.

[7]高春，王志伟.应用型本科人才实践能力培养途径探析[J].黑龙江高教研究，2009（8）：138-139.

[8]靳岚，刘芬霞，冯晓春.工程基础训练教程[M].重庆：重庆大学出版社，2011.

[9]杨瑞成，邓文怀，冯辉霞.工程设计中的材料选择与应用[M].北京：化学工业出版社，2004.

[10]汤燕群，王昭辉.基于加强毕业设计质量控制的几点思考[J].中国成人教育，2010（8）：150-151.

[11]牛庆玮，胡伟，刘臻，等.学生创新能力培养的实践教学体系研究与实践[J].中国大学教育，2011（10）：70-73.

[12]王钟庄，何尚平，郭波，等.独立院校应用型本科毕业设计与创新竞赛相结合的实践教学研究[J].实验技术与管理，2012，29（8）：154-157.

[13]刘伟锋.自主创新能力培养及实践[J].继续教育研究，2014（4）：112-113.