首页 -> 2007年第7期
一次面向工程师培养模式的毕业设计
作者：武维承 武 熙
关键词：工程师；培养模式；毕业设计；教学改革
毕业设计是高等工科院校教学计划的重要组成部分，是学生从学校走向社会的最后一个实践性、综合性的教学环节，相对其他教学环节而言，它对进一步培养学生分析问题、解决问题的能力，全面提高毕业生素质，使之尽快适应社会需要起着更为重要的作用。
然而如何搞好毕业设计，各学校由于操作方法不同，结果也有很大差异。我校在机械设计制造及其自动化06级毕业设计中，本着面向工程师培养模式的教学目标，采用了模拟产品设计的教学改革方案，取得了较好的效果和经验，并从中探讨和研究了工程教育培养的目标、要求和方法等问题，对开展工程师培养模式的教学研究与实践起到了积极的推动作用。
一、毕业设计教学方案的探索
我校是从2002年开始招收工科专业本科生的，作为专业课教师，从学生一入学就开始考虑如何开展毕业设计了。由于笔者和几位教师正在研究和设计一种称作支盘成形机的建筑地基施工机械，为此曾发表论文多篇，出版专著一部。在设计和研究的过程中，我们深深体会到作为一位机械工程师应具备的基本素质和能力，联想到教学中的毕业设计，如果让大学毕业生达到或基本达到能够开展类似产品设计的程度和能力，将会对提高学校的教学质量和学生在就业中的竞争能力一定会有突出的收获和效果。但是要完成这样的设计，从教学计划的时间上看是不可能的。于是，就考虑吸引部分机械设计爱好者，利用业余时间，开展第二课堂，进行模拟产品的设计。
这样的教改思路与教研组教师和系领导通报之后，立即得到大家的肯定和支持，于是决定在06级学生中开展一次探索性的、非正规的教学改革：由学生自愿报名，利用业余时间，开展这项模拟产品设计的教学活动。
由于各方面工作都组织得比较好，设计工作进展顺利，同学们很快就喜欢上了这项活动。并经教研组和系里研究决定，即以此业余教学活动为起步，延续到利用毕业实习和毕业设计时间，进行一次面向工程师培养模式的教学改革项目，设计题目确定为《ZPCXJ－×××／××××型支盘成形机结构及机加工工艺设计》。
二、设计课题的选择及设计任务的确定
1．设计课题选择的依据
(1)作者近年来一直进行此方面的科技研究和开发设计工作，手头有这方面的研究资料和设计经验，能够方便地指导学生开展这项活动，这是能够开展此项教改工作的外部条件。
(2)项目组主要成员在开展“支盘成形机”的设计研究过程中，充分体会到作为一个机械工程师，当他走上工作岗位后所面临的主要问题和应具备哪些基本素质和能力。为此对学校的教学过程和方法进行反思，促进了开展教学改革和研究的创新，这是能够开展此项教改工作的内部动力。
(3)这个课题的设计内容比较全面。其结构为一个涉及连杆机构、液压装置等的中等复杂程度的机械产品；其制造涉及车、铣、刨、镗、钻和磨削等各种冷加工技术，铸、锻、焊等各种热加工技术和各种复杂的热处理技术；其内容既包括机械设计，又包括加II艺设计。这不仅培养了机械工程师的整体能力和全面素质，更重要的是实现了教学目标。
(4)这是一个新产品，一个正在研究和开发的未定型产品。开展这样的设计，不仅局限在机械设计的理念上，而且更具有产品开发的意义，这又激发了学生的创新精神和创造意识。
(5)这不仅是一个传统的学科，而且还可以和其他学科紧密结合形成一门新的边缘学科。因为学生必须在了解工程地质、地基基础和建筑施工等方面的基本知识后，方可进行设计。这是实现现代教育思想，培养新世纪宽基础、跨学科人才的重要手段，也是开展此项教改工作的更高层次的目标。
2．设计内容和要求
(1)关于设计题目
设计题目虽然只有一个，但原始数据每人一组，设计的结果在方案上可以是相同的，但其计算结果、图形结构形状和尺寸等是完全不同的，这样不仅保证学生的设计必须要由自己亲自完成，同时还将这个产品开发为一个系列化产品。这样有利于学生在设计过程中互相协作、交流和沟通，充分发挥其主观能动性，去分析、研究并最终找到一个共同的解决方案。当然，也有不能达成一致意见的，或由指导教师确定，或者干脆就保留几种不同的方案，形成明显的对比，更有利于学生创造性思维的发挥和创新精神的培养。
(2)关于设计任务
按照项目组的教学实施计划，本次设计要求每位同学完成如下任务：
①设计任务的内容。对“支盘成形”设备的总体设计和其两个主要部件——“工臂工作机构”和“推力液压缸”，从几何参数计算、结构原理设计、结构尺寸和强度等设计、装配图设计、全部60多个零件及精度设计、大部分零件加工工艺设计、复杂零件的数控加工编程等进行全面设计。
②设计成果的形式。设计成果要求同学完成《支盘成形机设计计算说明书》、“设备工作系统示意图”、“总体设计外形图”、“各主要部件装配图”、“主要部件全部零件图”、“大部分零件加工工艺卡”、“个别复杂零件数控加工程序”等。
三、设计过程中的知识运用和能力培养
1．知识准备和课题调研
首先是由同学自学《挤扩支盘桩及其成形设备——技术与应用》等书籍；查阅有关资料，了解本设计课题的服务对象、应用价值和国内外最新动态等。这是一个知识准备过程，同时也是一个自学能力和资料检索能力的培养过程，更是一个有目的、自觉的课题调研过程。
之后，带领学生深入地基施工现场，进行现场调研和方案构思或方案设计。这个过程非常重要，是学生进行理论联系实际的重要方式，是激发学生应用自然科学知识，发挥自己的主观能动性，认识和改造世界，开展创新的良好切入点。
2．设备总体设计方案的确立
首先要考虑设备的作用是什么?设计要解决的主要问题是什么?在合理规划设备的工作过程和基本要求、设备工作机构的工况特点和动作要求等的基础上，还应考虑设备工作过程中可能出现的其他问题等。分析和研究之后，即可拟定出“支盘成形机”工作机构的工作原理图、设备配套装置及工作系统图和整个设备的机械传动系统及液压传动系统图。
这个设计过程是十分复杂的，需要机械专业方面的基本知识，还需要设备服务对象的基本知识。学生把在大脑中的形象思维转变成产品模型的初步设计方案的过程中，常常会出现多种设计方案，需要进行比较和优化，经过多次修改或迭代，最终确定合理方案。
3．设计原始数据及技术参数的确定
一些设计只有其原始数据还远远不够，必须经过进
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