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本科院校工科类专业毕业设计指导探索

2018-09-28杜可可

东方教育 2018年25期
关键词:毕业设计选题课题

摘要:针对工科类专业毕业设计 ,阐述了对毕业设计的基本要求;如何做好毕业设计选题工作;毕业设计的方法及步骤;毕业设计报告编写要求等问题。

关键词:毕业设计;指导;探索

本科院校工科类专业毕业设计是整个四年教学过程的最后一个重要环节,学生毕业设计整体水平不仅体现了一个学校的教学水平,也反映出学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析、解决实际问题的能力。作为指导毕业设计教师,应从以下几个方面做好工作。

1明确本院校对毕业设计的基本要求

不同院校对学生毕业设计要求会稍有差异,总体包含以下几点。

(1) 能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。

(2)能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。

(3)能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识。

(4)能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

(5)能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟。

(6)能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案。

(7)能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

(8)具有人文社會科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

(9) 能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

(10)能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言等。

以上基本要求,针对学生不同毕业设计选题可有所侧重。

2做好毕业设计选题工作

选题是毕业设计的第一步,也是学生毕业设计是否圆满完成的关键。选题要坚持以促进科学事业发展和解决现实存在问题为出发点,选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题,符合科学研究的正确方向,有新颖性、有创新性,有理论价值和现实的指导意义或推动作用。

目前,高校毕业设计采用双向选题方法,可由指导教师提供课题,也可以由学生根据就业岗位专业方向提出课题。一个好的毕业设计课题可从以下几个方面考虑选题。

(1)从工程实际存在的问题中选题

这类课题可由指导教师带领学生在生产实习环节从生产企业寻找工作实践中亟待解决的问题。理论联系实际强,选题范围宽,是毕业设计最佳选题。

(2)从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题

科学研究还有许多需要完善和填补的内容,要用独特的眼光和超前的意识去思考、发现和研究。这类课题可结合指导教师从事的科研课题提出选题,完成这类选题的学生要求基础知识扎实,综合能力强,学习刻苦。

(3)从寻找前人研究的不足之处选题

随着科学技术的不断发展,前人研究的成果有待完善和发展,这种补充性课题,也具有科学价值和现实指导意义。完成这类选题的学生要求进行大量的调查研究,收集资料,充分研究前人的成果及不足之处,才能较好完成这类选题。

(4)从较成熟的系列产品设计中选题

根据生产工况条件,从较成熟的系列产品选型拟定选题。这类选题适合学习成绩一般的学生去做,为了加大难度,可在设计中增加有限元分析等内容。

3指导学生掌握毕业设计方法及步骤

毕业设计过程是培养学生工程技术研究的基本训练过程,因此,指导学生掌握工程技术研究的基本方法及步骤,是进行毕业设计的初衷。

一般工程技术研究至少包含以下步骤。

(1)需求识别

需求识别就是根据课题提出的“我们需求什么……”所要做的第一步工作。指导教师需要明确告知学生所做课题的目的及目标。

(2)背景调查

背景调查是毕业设计过程的重要阶段,通过调查研究现存的、有关的相似工艺和产品的技术,可以得到很多与求解问题有关的信息。有关信息可以从相应的专利或技术文献以及通过全球网查询中得到。因此,在尚未做好充分准备之前,不要着手去解决问题。

(3)目标陈述及性能技术条件

学生一旦完全明了设计问题的背景,就应该把设计问题改写为更明晰的目标陈述,并建立一组性能技术条件。应该指出的是,性能技术条件不是设计技术条件,区别在于,性能技术条件定义系统必须做到什么。

以上工作,学生可编写开题报告及文献综述,向指导教师汇报及答辩,由指导教师确认该学生是否可以开始进行毕业设计工作。

(4)总体方案设计

设计的目的是将预期的目标,经过一系列规划与分析决策,产生一定的信息(文字、数据、图形),形成设计,并通过制造,使设计成为产品。根据设计情况不同,可分为三种设计类型。

开发性设计是在工作原理、结构等完全未知的情况下,应用成熟的科学技术或经过试验证明是可行的新技术,设计出过去没有过的新型机器。这是一种完全创新的设计。

适应性设计是在原理方案基本保持不变的前提下,对产品作局部的变更或设计一个新部件,使产品在质量方面能进一步满足使用要求。

变型设计是在工作原理和功能结构都不变的情况下,变更现有产品的结构配置和尺寸,使之适应用更多的容量(如功率、转矩、加工尺寸、速比范围等)的要求。

(5)分析与选择

进入设计过程的分析阶段,至少有了选定的设计方案,应立刻采用最现代的分析方法(如有限元分析法、优选法、可靠性分析法等),以考查该方案的技术特性。通过技术分析有几个可选用的设计方案时,一种最通用的办法是通过详细设计、样机和试验作出选择。选择过程是对几个可选用设计方案的分析与结果的比较。当考虑多因素进行选择时,用分类方法中的决策矩阵可以选出最好方案。

例如,一个有5种设计方案的决策矩阵构建如图1所示.

每个设计方案在矩阵中占一行,各列为待选设计方案的各项指标,如成本、使用简易性、效率、性能、可靠性和其它适当指标。每一项规定一个权因子,以衡量它的相对重要程度。再用一个能反映每项指標好坏级别的数(1~10)填在矩阵表内。每项指标所定的级乘以权因子(权因子的选择通常是使其和为一个方便的数,如等于1)的总和即为该设计的得分。

(5)详细设计

在完成总体方案设计后,需要对总体方案的结构进行详细设计。最终完成装配图和整套零件图的设计,在每张图纸上标出全部尺寸、所用材料等。根据图样,便可制作出试验用的样机或试验模型。

(6)样机和试验

任何一项设计直到把它制造出来,在试验之前都不能保证设计的正确性或可行性。基于这个原因,通常要求制作样机的实物模型并进行试验。样机可以有多种形式,从按比例尺寸的模型到原尺寸的模型,经过简化,样机只是原理的一种代表。

将样机开动起来,观察其功能,并与测试设备连接可以精确地测量出位移、速度、加速度、力、温度及其它参数,验证设计是否达到技术目标要求。

4毕业设计报告编写要求

毕业设计报告是学生对毕业设计课题的研究方法、过程及成果、论据及论证的详细描述,也是评判学生毕业设计质量的依据。一个完整的毕业设计报告应包含以下内容。

(1)题目

应简洁、明确,高度概括全文内容,字数不宜过多。如果对总标题加以补充或说明,也可增加副标题。

(2)摘要

摘要是对毕业设计报告全文的高度概括,语言要精练,内容紧扣课题研究方法、研究成果及应用前景。中文摘要约300字左右。

(3)关键词

从题目或正文中挑选3~5个最能表达主要研究内容的词作为关键词。

(4)目录

目录的目的是让读者阅读全文之前对全文的内容、结构有一个大致的了解,也为读者选读文章中的某个分论点提供方便。目录一般放在正文的前面,内容包括绪论、正文、结论、致谢、参考文献、附录等,按章、节、条三级标题编写,内容及页码与正文相一致。

(5)正文

正文包括前言、本论、结论三部分。

前言(引言)主要说明研究的目的、现实意义、对研究问题的认识及思路等,简明扼要,篇幅不宜过长。

本论是报告的主体,包括研究方法、分析论证、数据及依据、实验材料、实验结果等内容。要做到思路清晰,技术用语规范,数据及依据可信。写作方法可参考国家出版文献格式。

结论是围绕本论所作的结束语,内容包括研究结果及创新性,对以往成果的补充、发展、证实或否定,本研究成果未解决的问题及今后努力方向,该成果应用前景及展望等。

(6)致谢

简述自己通过毕业设计的体会,并对指导老师及协助完成设计工作的有关人员表示谢意。

(7)参考文献

所列参考文献按文中参考引证先后顺序排列。

(8)注释

有些问题需要在正文之外加以阐述和说明的,可增加注释内容。

(9)附录

对一些不宜放在正文中的研究内容,可编入附录。

5结语

高尚的师德,无限的耐心,严肃的工作态度,扎实的专业水平,是一个优秀毕业设计指导教师具备的基本素质。多年的毕业设计指导工作虽然比常规教学需要付出更多的辛苦,但当看到同学们毕业答辩时的自信,圆满完成毕业设计的欣喜,以及同学们在科学研究道路上的一步步成长,顿时感到教师职业的伟大和崇高。希望本文对毕业设计的同学们能有所帮助和启发。

作者简介:杜可可,女,汉,出生年月:1961年4月,工作单位:河南工程学院 机械工程学院 机械制造教研室,专业技术职务:教授,专业方向:机械设计、制造,多年担任毕业设计指导工作,被河南工程学院授予毕业设计优秀指导教师。

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