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民族學生畢業設計改革與實踐論文
摘要：畢業設計環節作為大學工科專業重要的實踐性教學環節，對培養學生獨立工作和創新能力具有重要意義。民族班畢業設計環節中大量采用計算機三維繪圖，學生直接參加教師科研課題項目等方式進行改革，取得了良好的效果，提高了民族班學生畢業設計整體水平。
關鍵詞：機械類專業；畢業設計；民族班；改革
畢業設計是學生在校學習期間最后一個實踐性教學環節，是學生學習、研究與實踐成果的全面總結，是學生綜合素質與工程能力培養的全面檢驗。其主要目的是培養學生綜合應用所學知識和技能解決工程實際問題的能力，進行創造性工作的基本訓練，培養學生獨立工作和團隊協作能力，是對學生學習成果的一次全面考驗。新疆是個多民族地區，少數民族的基礎教育比較薄弱，考入新疆大學的多數少數民族學生均來自邊緣地區。雖然在四年的學習過程中，嚴格地按照教學大綱和教學計劃完成教學內容，但是由于學生本身基礎較差、漢語接受能力有限，大部分學生對于系統性、實踐性較強的專業課程很難全部理解透徹，使學生在學習中總處于被動狀態。為加大民族班教學改革的力度，提高教學質量，在以往實踐性教學環節中所積累的經驗的基礎上，通過采取有效的改革措施，取得了較好的成果。
一、設計手段
機械制圖是機械工程專業最基本的工具，是表達設計思路和設計方案的語言。以往我們都是采用手工繪圖，其缺點是：繪圖速度慢、出錯率高、不易修改、圖面質量差。國家早就規定要甩掉圖板，利用計算機二維繪圖解決以上問題，但其設計思路仍然建立在手工繪圖的基礎上。機電產品的配合性和可裝配性是設計人員容易出現錯誤的地方，以往要到產品最后裝配時才能發現，導致零件的報廢和工期的延誤，造成巨大的經濟損失和信譽損失。采用3D平臺下的計算機輔助裝配技術可以在設計階段就進行驗證，確保設計的正確性，避免損失。三維設計方法與人的思維方式比較接近，較為直觀，可以大大地提高設計速度，并且可以進行裝配干涉檢驗、機構運動仿真及有限元計算、優化設計等。尤其對于空間想象力不高的學生來說，更是一種比較理想的設計方法。此外，三維設計后可以立即轉化為二維（平面）圖形，因此從三維到二維的整個過程不一定比直接畫二維圖要慢。我們從2000年（95級民族班）起，要求學生在畢業設計過程中盡量采用計算機繪圖，并在答辯中采用多媒體答辯，這在當時全校民、漢班級中是比較少見的。直到2004年，采用三維設計已經較普遍，這方面已經達到了內地同類大學的水平。
二、設計題目
選題是否合適，其難易程度直接決定學生畢業設計的質量。我們在近幾年的畢業設計選題上，淘汰了以前過時的老題目，而盡量選擇指導教師的科研課題和當前的生產實際相結合的題目，充分體現教學與科研、生產實際相結合的原則，培養學生綜合應用所學知識和技能解決工程實際問題的能力。如2001年機械制圖96-2班兩名學生參加了由指導教師主持的橫向課題“數控塑料切粘機的研制”，并以之作為畢業設計題目，完成了產品的設計、零件的加工到整機的調試全過程，獲得了難得的實踐經驗，并完成了整機的CAD繪圖工作。長期以來，機械強度分析與計算一直沿用材料力學、理論力學和彈性力學所提供的公式來進行。由于在計算過程中有許多的簡化條件，因而計算精度較低；在設計中，為了保證設備或構件的安全可靠性，常采用加大安全系數的方法，結果使結構尺寸加大，浪費材料，有時還會造成結構性能的降低。有限元分析技術是最重要的工程分析技術之一，它廣泛應用于彈塑性力學、斷裂力學、流體力學、熱傳導等領域。有限元法在產品結構設計中的應用，使機電產品設計產生革命性的變化，理論設計代替了經驗類比設計。以前由于其理論性較強，有限元法僅僅用在碩士論文中，但從2002年起，在本科班中嘗試應用有限元強度分析作為畢業論文題目。同時，由于我們所用的有限元分析軟件在Linux平臺上運行，所以學生必須掌握Linux操作系統，使學生在計算機方面也有了全方面的提高。
三、創新實踐
近幾年，我們在學生當中廣泛進行了課外學術活動和機械創新設計實踐，并把這些內容與學生的畢業設計相結合，獲得了可喜的成績。依布拉音、西克熱木等學生完成的“油罐車注油自動控制系統”項目在西北地區比賽中獲得一等獎，全國大賽中獲得三等獎。努爾比亞等學生完成的“上下樓梯搬運機器人”項目在西北地區比賽中獲得一等獎，全國大賽中獲得三等獎。通過這些設計大賽及幾年的教學改革實踐，學生不僅從設計中得到了鍛煉，學到了設計技能，而且在做設計時的動手機會多了，培養了他們科學的思維方法與創新能力，加深了學生對機械制造專業的認識，促進了課程設計、畢業設計質量的提高。要實現教育改革和建設的目標，關鍵是教師，教師不但要有高度的敬業精神和教學責任心，還要有較高的教學業務素質。為使青年教師提高工程素質，增加實踐經驗，鼓勵青年教師積極參與實際科研工作和實驗室建設，并對青年教師制定了嚴格的培養計劃。教師梯隊建設及青年教師培養有了明確的規劃，結合課程建設，個人業務素質提高較快。
四、結論
第一，在畢業設計及課程設計中，引入AutoCAD、SolidEdge、UG二維及三維設計軟件進行零部件三維設計、虛擬裝配、有限元分析、動態模擬和三維轉二維等，有效提高了學生的學習興趣和創新設計能力，拓寬了學生的就業選擇范圍，增加了學生的就業競爭力。
第二，在選題過程中盡量選擇指導教師的科研課題，充分體現教學與科研、生產實際相結合的原則，培養學生綜合應用所學知識和技能解決工程實際問題的能力。
第三，引入有限元方法進行優化設計，使學生接觸理論性較強的工程優化軟件；學生熟練掌握了Linux操作系統，拓寬了知識面。
第四，積極參加學校及全國性各類機械創新設計大賽，提高學生機械創新設計的能力和綜合素質。
第五，民族班全部用漢語授課，實現了民族班教學改革與實踐與漢族班的同步進行。
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