張宇 徐紅麗
摘 要: 畢業(yè)設計是高等院校重要的綜合教學環(huán)節(jié),是培養(yǎng)和檢驗學生綜合素質、獨立工作能力及工程實際應用能力的重要途徑,也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的綜合性訓練實踐。本文從畢業(yè)設計過程入手,探討分析通過把控畢業(yè)設計七個過程,著力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
關鍵詞: 畢業(yè)設計 過程控制 創(chuàng)新思維
畢業(yè)設計是高校實現教學目標、造就合格人才、培養(yǎng)學生綜合運用所學知識進行科學研究的重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)創(chuàng)新思維與工程實踐能力的重要環(huán)節(jié);是本科生在校期間的最后一個綜合性的實踐教學環(huán)節(jié),也是人才培養(yǎng)過程中的一個重要階段;是對學生四年所學知識和專業(yè)素質的全面檢驗,也是對高等學校的培養(yǎng)目標和教學質量的綜合評估。
對于機械工程類學生來說,畢業(yè)設計是鞏固、聯系、充實、深化、擴大所學基礎理論及專業(yè)知識的重要過程,也是提高學生提出問題、分析問題、解決問題的能力的關鍵環(huán)節(jié),更是培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)知識、解決機械工程領域實際問題的能力的重要手段。因此,加強畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的管理,保證畢業(yè)設計的質量,對培養(yǎng)學生的基本素質、獨立工作能力與創(chuàng)新能力非常重要。筆者作為大學里教學和科研的一線教師,通過多年的畢業(yè)設計指導,總結出一些心得。
一、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第一關:選題
選題作為畢業(yè)設計的龍頭,是畢業(yè)設計的戰(zhàn)略起點,也是確保畢業(yè)設計具有創(chuàng)新性的開始。但是目前選題存在一些普遍性問題:
一是畢業(yè)設計選題大多單調地重復前幾屆學生做過的設計課題,選題缺乏新穎與創(chuàng)新,學生對畢業(yè)設計缺乏足夠的興趣與責任心。
二是由于教師本身的原因,畢業(yè)設計課題脫離真實環(huán)境與實際需求,模擬課題居多,基本不考慮所設計的設備能否裝卸、能否運行、壽命如何、工況如何,等等,導致設計脫離生產實際,一定程度上限制了學生的創(chuàng)新性。
三是課題難度過大,一些針對博士生和碩士生的課題,研究性較多、工作量過大,對本科學生顯得不合適,由于太難而難以深入其中,以至于無法激發(fā)學生興趣,更不可能發(fā)揮其創(chuàng)新性。
因此,畢業(yè)設計題目選擇應貫穿創(chuàng)新性原則:
1.題目要具有一定的先進性、新穎性,并且難易適度。課題應該結合指導教師的研究領域,只有在指導教師自己研究的領域內,才具有一定的創(chuàng)新性和新穎性,才能引發(fā)學生的興趣和成就感,指導教師也有能力在后期課題指導上更好地輔導學生,使學生在規(guī)定期限內經過努力實現課題目標,同時更好地發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。
2.老題可以新做,但一定要差異化,在某些環(huán)節(jié)上突出變化。原則上這樣的題目適合成績相對差的學生,因為他們的智力和思維水平相對弱,對他們更多是嘗試性的,也有新的創(chuàng)新點,這樣有利于提高這類群體學生的創(chuàng)新意識和思維能力。
3.原則上一人一題,這對于挖掘學生的創(chuàng)新潛力是有好處的。但對有實際意義且工作量較大的題目,可數人共同完成,每個人要分配不同的側重方向;相互之間,互相借鑒的比重不能太大,盡量使每個學生的畢業(yè)設計相對獨立,有助于每個學生自身的創(chuàng)新潛能得到最大限度的發(fā)揮。
二、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第二關:畢業(yè)設計任務書
畢業(yè)設計是對學生綜合技能進行訓練和檢驗的過程,可以鍛煉學生綜合運用分析理解能力、文獻資料查閱能力、工程技術規(guī)范資料(手冊、圖表等)使用能力、計算和設計數據處理能力、計算機繪圖能力、設計說明書撰寫能力等。要把培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)知識和包括創(chuàng)新能力在內的綜合技能作為畢業(yè)設計任務書的出發(fā)點。
畢業(yè)設計任務書幫助學生對選題有更深入的理解與認識,是學生完成開題報告的第一手資料,也是課題設計能夠達到的深度和廣度的風向標,更是畢業(yè)設計是否具有創(chuàng)新基因的引領核心要素。
通過向學生下達畢業(yè)設計任務書,告訴學生畢業(yè)設計課題要干什么?創(chuàng)新點的技術與質量要求是什么?要解決什么實際問題?并且對課題的進程也要有明確要求。
通過對畢業(yè)設計任務書的認真閱讀,學生才可以提出課題設計的初步設想,搜集、整理與畢業(yè)設計有關的、充分的、準確的信息資料,擴充查閱范圍,分析、篩選已有信息,提出設計構想與設計計劃,擬訂基于現狀并超越現狀的有創(chuàng)新性的解決方案,為撰寫開題報告、擬訂總體方案、合理安排設計時間做好充分準備。因此這是一個非常重要的環(huán)節(jié),也是指引課題走向具有創(chuàng)新性的基礎。
三、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第三關:開題報告
開題報告是學生畢業(yè)設計中非常重要的起步環(huán)節(jié),學生通過撰寫開題報告,借助調研所獲得的資料,可以了解課題的來源及現狀,可以明確課題的設計要求、研究內容,通過對畢業(yè)設計課題進行綜合性分析,提出自己的研究方法及擬采用的研究思路,制訂畢業(yè)設計的具體方案和技術路線,并在開題報告的具體方案和技術路線上體現創(chuàng)新性思維,合理安排與掌控設計時間進度,最終實現畢業(yè)設計課題的預期目標。
通過課題開題,指導教師可以了解學生對于畢業(yè)設計課題的理解深度和準度,了解學生能否把握住畢業(yè)設計過程中的重點、難點,了解學生是否在課題設計中具有創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新性設計,修正學生在課題研究和設計中可能出現的偏差,指導學生提高分析問題和解決問題的能力。
四、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第四關:計劃管理
對機械類的畢業(yè)設計,課題大都來源于工廠實際,畢業(yè)設計的進度及每階段的設計內容和成果,均應有詳細的安排和嚴格的規(guī)定,必須構建有效的時間管理模式和監(jiān)控制度,通過清晰的畢業(yè)設計工作流程和時間節(jié)點控制,確保畢業(yè)設計有序完成,也符合未來生產實踐需要。
要做好計劃進度管理。畢業(yè)設計是一個復雜的系統(tǒng)工程,時間跨度達到4個月,需要合理的時間分配和時間投入。學生必須每周填寫畢業(yè)設計計劃進度表,內容包括每周所需完成的設計內容、發(fā)現的問題及解決措施,并提交指導教師審閱、評價。同時要建立監(jiān)控制度。教師要每天考勤,確保學生的時間投入。
學生要通過畢業(yè)設計學會如何系統(tǒng)性、完整性地思維,學會將書本知識與工程設計實際有機結合,要進行現場調研、資料查閱、結構構思、校核計算、總結說明等,也會反復探索、優(yōu)化課題設計總體思路,比較國內外設計方案的優(yōu)劣,提出最優(yōu)組合的解決方案,都需要投入大量精力,以及相對充裕、合理的時間,把創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力充分挖掘出來,才能高質量地完成畢業(yè)設計。
五、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第五關:設計計算
課題設計階段是畢業(yè)設計過程中的核心部分,是對學生綜合能力系統(tǒng)考查的重要階段。通過畢業(yè)設計,不僅能鞏固學生所學的專業(yè)知識,而且能提高學生綜合運用所學知識的能力,更能培養(yǎng)學生創(chuàng)新性解決問題的能力。在這個過程中,學生通過調研借鑒、改進設計,想象力及創(chuàng)新力得到充分發(fā)揮。
學生在調查研究階段,要根據課題的技術要求進行方向性調查,對比與之相近的產品設計,發(fā)現現有產品設計的不足,設想新的產品和技術,改進已有產品,自然地就產生了創(chuàng)新的意識。指導教師要鼓勵學生的創(chuàng)新意識,哪怕是一個技術環(huán)節(jié)或者是技術參數的小改進,都是一種創(chuàng)新思維的體現。
怎么改進?怎么實現?學生要依據自己的知識進行構思,有了創(chuàng)新意識的萌芽,再加上指導教師給予的鼓勵和指導,這種創(chuàng)新意識就會通過不斷的、反復的構思,形成可行性設計方案,并最終得以確定。
方案確定之后,進入技術設計階段,學生采用工程語言將創(chuàng)新思維表達出來,繪制圖表,通過不斷校核驗算,不斷優(yōu)化技術設計,將創(chuàng)新思維落實在設計工程中,最終得到最優(yōu)化的產品設計。
六、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第六關:設計指導
合理指導畢業(yè)設計,可以有效提高畢業(yè)設計質量,引導創(chuàng)新思維的落實,指導教師在這個環(huán)節(jié)的角色很重要,既要嚴格把控,又要留有空間。
首先,要求指導教師與學生一起研究課題設計的主攻方向,引導學生了解相關課題的前沿領域與創(chuàng)新成果,并按學生的知識水平和創(chuàng)新能力,提出不同難度的畢業(yè)設計要求,有利于學生較快地進入角色,找到畢業(yè)設計的恰當切入點,使得各類學生都有可能發(fā)揮其特點和創(chuàng)新思維,發(fā)揮自己的能動作用。
在指導過程中,要有針對性和差別化。指導過細,學生自身專業(yè)基礎知識的運用能力、解決問題能力及其創(chuàng)造性能力都有可能受到局限,不利于學生創(chuàng)新。指導過粗,學生在知識結構、認知深度方面存在一定欠缺,因而提出的方案可能不合理,這反過來又會約束學生的創(chuàng)新思維,限制學生的發(fā)揮空間,不利于有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。指導教師要合適地進行指導,應該以創(chuàng)新性思維為指導原則,根據每個學生題目和進度的不同,以及學生知識結構水平與接收能力的不同,進行啟發(fā)式答疑,引導學生發(fā)現并解決問題,讓其在理解的基礎上進行探索和創(chuàng)新,并通過指導過程,優(yōu)化自己的思維和能力,引導學生將創(chuàng)新精神融合到畢業(yè)設計內容中。
七、創(chuàng)新思維培養(yǎng)第七關:設計說明書(論文)
設計說明書是畢業(yè)設計的綱領性文件,是畢業(yè)設計的課題分析、理論論證、模型建立、計算校核、設計說明、系統(tǒng)總結的全過程,也是提高學生寫作表達能力的重要途徑。
在設計說明書的撰寫過程中,學生同樣需要應用專業(yè)知識,對課題進行系統(tǒng)化的分析和梳理,可以再一次起到學生對專業(yè)知識“查漏補缺”的功效。學生通過文字描述,把創(chuàng)新思想、方案結果、應用價值總結表述出來,從而真正感受到自己在畢業(yè)設計中的創(chuàng)新價值和成就感。
八、結語
創(chuàng)新不僅體現在學術前沿的科學成果上,在思維上的創(chuàng)新意識、技術上的革新改進、參數上的優(yōu)化設計、計算中的模型調整等也都是可以體現創(chuàng)新的。
按照創(chuàng)新性設計的要求,在畢業(yè)設計中,首先需要老師打破常規(guī)教學模式,探索創(chuàng)新教育管理、創(chuàng)新教學的新模式。同時,要培養(yǎng)學生開展創(chuàng)新設計的興趣,能夠以積極的心態(tài)投入創(chuàng)新實踐的過程中。
畢業(yè)設計從“選題”、“開題”到“技術設計”、“設計說明書”的整個過程,都可以滲透創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在這些環(huán)節(jié)中,應引導并鼓勵學生積極進行創(chuàng)新思維,在設計中體現創(chuàng)新思維,檢驗學生的創(chuàng)新能力。
創(chuàng)新是一種精神,是一種毅力,是一種拼搏。畢業(yè)設計階段,在開發(fā)與培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的同時,培養(yǎng)學生在未來工作中刻苦、堅韌、務實、不怕困難的奮斗品質。教師具有創(chuàng)新的思想,學生為實現創(chuàng)新而努力,這樣的畢業(yè)設計會使學生更有自信與實力迎接未來新技術的挑戰(zhàn)。
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