王敬?丁明偉?張政梅

摘 要：畢業(yè)設計是高職工科類專業(yè)非常重要的教學環(huán)節(jié)，但多數(shù)院校照搬本科院校畢業(yè)設計的模式，缺乏實踐性。本文分析了目前高職工科類專業(yè)畢業(yè)設計的研究現(xiàn)狀及存在的問題，在調研互聯(lián)網(wǎng)背景下企業(yè)需求的基礎上，基于產教融合、校企合作，提出了適合高職機械專業(yè)的“工業(yè)樂高”畢業(yè)設計與制作模式，并進行了具體的研究與探索。

關鍵詞：產教融合 畢業(yè)設計模式 “工業(yè)樂高”

課 題：本文系山東省教育科學規(guī)劃創(chuàng)新素養(yǎng)專項課題一般課題“專創(chuàng)融合視角下智能制造技能型創(chuàng)新人才培養(yǎng)策略研究”（課題編號：2022CYB337）、山東省教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度課題“《悉尼協(xié)議》視域下高職高端裝備制造高水平專業(yè)群建設路徑研究與實踐”（課題編號：2020ZC343）的階段性研究成果。

高職機械類專業(yè)的教學標準明確指出，畢業(yè)設計是工程類專業(yè)學生完成本專業(yè)教學計劃的最后一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，高質量的畢業(yè)設計能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和綜合職業(yè)能力。但目前相關部門對于高職階段的畢業(yè)設計還沒有專門的規(guī)范和要求，因此職業(yè)院校的畢業(yè)設計大多照搬本科院校畢業(yè)設計的模式。在產教融合背景下，職業(yè)教育作為一種類型教育，需要探索和研究高職階段畢業(yè)設計的獨特模式。

一、高職院校工科類專業(yè)畢業(yè)設計的研究現(xiàn)狀

目前，關于高職院校畢業(yè)設計模式的研究成果比較多：江南大學學者徐穎秦提出以創(chuàng)新基地為依托建立創(chuàng)新型畢業(yè)設計模式；學者李二超探索了基于開放式實驗平臺的創(chuàng)新型畢業(yè)設計模式等，其研究體現(xiàn)了畢業(yè)設計以產品為契合點，推動校企合作的導向和趨勢。

學者曾欣、劉澤敏等人以宜賓職業(yè)技術學院模具專業(yè)為例進行了基于企業(yè)產品的高職模具專業(yè)畢業(yè)設計模式改革研究與實踐，學者龐興華等人開展了“以產品生產為主線”的機械類畢業(yè)設計模式的研究與實踐。

云南工程職業(yè)學院學者趙靜以職業(yè)培養(yǎng)目標的視角，進行了以項目驅動的畢業(yè)設計教學模式研究：以崗位技術應用能力為主線來設計畢業(yè)設計項目，以完成實際工程項目為目標，將項目任務拆分到整個教學階段的各門課程中，畢業(yè)設計作為最終的考核。

學者文清平以高職焊接專業(yè)為例探討了傳統(tǒng)的畢業(yè)設計與基于產品的畢業(yè)設計與制作兩種形式的區(qū)別，通過焊接專業(yè)的實踐凸顯工程類專業(yè)畢業(yè)設計與實物制作在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢。

學者王國東從實物制作的角度分析了如何提高電子類專業(yè)本科畢業(yè)設計的質量，即實物制作在選題上要難度適中、真實，選題可以來自教師的科研項目、企業(yè)的橫向項目、學生所簽約的單位，還要為學生提供實物制作的平臺。

綜上所述，國內目前對高職院校工程類專業(yè)畢業(yè)設計模式的研究成果主要分為以下幾類：一是基于團隊項目式、任務驅動型、企業(yè)產品型、全生命周期型等不同類型校企聯(lián)合，指導畢業(yè)設計模式的探索與實踐；二是基于實物制作開展的集設計、制作、安裝、調試于一體的畢業(yè)設計與制作的流程研究及過程控制；三是基于產學研、創(chuàng)新基地、開發(fā)實訓平臺的機械設計模式改革的案例研究。

二、高職機械專業(yè)畢業(yè)設計存在的幾方面問題

目前高職機械類專業(yè)畢業(yè)設計在設計模式、選題、設計內容、畢業(yè)制作載體等各個方面存在諸多問題。

一是選題缺乏實際背景，不能有效地解決實際工程問題。

二是設計與制作的流程與企業(yè)真實的明確客戶需求—設計—生產—檢驗的制造流程差距較大，不能有效培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力。

三是設計與制作周期過長，方式落后，不能有效對接產業(yè)群新技術、新工藝、新方法。

四是制作成本高，設計作品閑置，零部件不能反復循環(huán)利用。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下制造類企業(yè)設計與制造模式的變化

近年來，數(shù)字化轉型已經(jīng)成為實體經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的關鍵，目前我國大力推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設，現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺超過80個，各類工業(yè)App數(shù)量超過35萬個，基于互聯(lián)網(wǎng)的設計與制造模式成為制造業(yè)發(fā)展的新動能。

“互聯(lián)網(wǎng)設計”是一種基于云協(xié)同研發(fā)的新業(yè)態(tài)新模式，能幫助中小微企業(yè)解決裝備水平低、創(chuàng)新能力弱、轉型升級難等痛點難點問題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺承載了研發(fā)需求定義和拆解、研發(fā)團隊在線定制、跨地域協(xié)同研發(fā)、工業(yè)軟件云應用、研發(fā)數(shù)據(jù)公有云存儲等功能。

云制造將實現(xiàn)產品開發(fā)、生產、銷售、使用等全生命周期相關資源的整合與共享服務。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺巨大的制造資源池將不同需求連接在一起，用戶可以便捷地共享制造資源服務，降低運行成本，提升快速反應能力。

云制造包括企業(yè)內部“私有云”應用和企業(yè)外部“公有云”協(xié)同兩種模式。在一個大型集團企業(yè)內部，各種與企業(yè)運作有關的資源，例如設計、仿真、設備等，均可以利用云制造實現(xiàn)共享，避免或減少重復投資。

制造業(yè)作為實體經(jīng)濟與數(shù)字經(jīng)濟深度融合的產業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰恰就是實現(xiàn)制造業(yè)從中低端邁向中高端的重要保障和支撐。

筆者通過對區(qū)域內高端裝備制造業(yè)產業(yè)鏈企業(yè)的調研，了解到在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下制造業(yè)企業(yè)的設計與制造流程。在該領域中，各產業(yè)鏈分工明確，很多組件是由供應商企業(yè)提供零件及圖紙，零部件在三維建模時可以像標準件一樣在企業(yè)提供的模型庫或者共享的制造平臺上調用。類似怡合達、SMC等上游企業(yè)向采購企業(yè)提供三維模型庫，制造云平臺、3DSource、MISUMI、GearTrax、邁迪網(wǎng)等共享資源平臺也提供供應商模型，注冊企業(yè)可以直接下載、調用庫中零件，進行設計與裝配，讓設計更便捷，縮短了研發(fā)與制造的周期，降低了開發(fā)難度，也節(jié)約了資源。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設計與云制造新業(yè)態(tài)給機械專業(yè)的教學帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)，也為機械專業(yè)畢業(yè)設計的改革指明了方向。

四、新背景下機械專業(yè)畢業(yè)設計模式的研究

在現(xiàn)有機械專業(yè)畢業(yè)設計中，為解決高職學生興趣低、難度大、周期長、費用高、效果差的問題，提升畢業(yè)設計與制作的質量，強化產教融合、校企合作對職業(yè)院校改革的引領作用，貼合真實的生產模式來優(yōu)化畢業(yè)設計的流程，在畢業(yè)設計與制作的過程中應體現(xiàn)以下幾個基本要素：面向真實情景的選題設計、跨學科的知識融合、基于核心零件創(chuàng)新設計的實物制作、小組合作探究學習形式、雙導師對過程的監(jiān)控反饋機制、以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導向的教育理念?；谏鲜鲆氐囊?，筆者研究了 “工業(yè)樂高”的畢業(yè)設計與制作模式。

第一，基于企業(yè)真實項目的實際工程問題進行選題，把畢業(yè)設計作為深化校企合作、協(xié)同育人的重要環(huán)節(jié)。

第二，借鑒企業(yè)供應鏈協(xié)同設計的理念，在模型設計階段，學生可選用供應商提供的插件或互聯(lián)網(wǎng)公開資源、降低畢業(yè)設計的難度。

第三，在制作階段，采用通用零件模塊化、常規(guī)零件校內實訓設備加工、特殊異形零件3D打印的方式，通過零件分類制作，有效降低畢業(yè)設計的制作成本與周期。

畢業(yè)設計的選題、耗材提供、零件加工與制作的全流程都與企業(yè)深度合作，通過與企業(yè)合作建立通用零件、典型零件“工業(yè)樂高”平臺及實物庫，建立可以反復使用、適用于不同功能的“積木塊”，節(jié)約縮短畢業(yè)制作的成本與周期。

五、小結

畢業(yè)設計與制作是校內學習的最后環(huán)節(jié)，是學生頂崗實習前的實戰(zhàn)練兵，重在培養(yǎng)學習者的創(chuàng)新能力、動手能力。筆者在閱讀大量文獻和分析現(xiàn)有機械類專業(yè)畢業(yè)設計模式的基礎上，通過對制造業(yè)企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下的設計與云制造模式的調研分析，提出“工業(yè)樂高”畢業(yè)設計模式，達到智能制造減周期、真實項目提興趣、合作學習降難度、模塊拼裝節(jié)成本的效果。

“工業(yè)樂高”畢業(yè)設計與制作模式有以下特點：跨學科的知識整合、面向真實情景的選題、基于開放平臺的設計、以模擬組件庫與實物組件為載體、實物制作外化的呈現(xiàn)形式、小組合作探究的學習方式、教師對過程的監(jiān)控反饋機制、以學生為中心的教育理念。

該模式在激發(fā)學生興趣、學習自主性的同時，通過低費用的反復嘗試、試錯，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、操作能力。

面向企業(yè)產品全生命周期和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設計與制造模式對畢業(yè)設計與制作流程進行序化。使學生在設計立項、零部件加工、采購、裝配、調試的過程中形成“互聯(lián)網(wǎng)+制作業(yè)”思維，利用云制造共享資源，提升學生職業(yè)素養(yǎng)、培養(yǎng)學生工匠精神，適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下企業(yè)對人才的要求。

針對不同設計項目，反復拆卸、自由組合、重復利用的“積木塊”，少量零部件DIY的思路以及節(jié)約成本的綠色制造理念在畢業(yè)設計的制作過程中得到應用，校企合作開發(fā)標準件、通用零件、典型零件模塊平臺及實物庫，節(jié)約了畢業(yè)設計成本，學校、企業(yè)雙受益，推動協(xié)同設計，取得了良好的經(jīng)濟效益。

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（作者單位：山東勞動職業(yè)技術學院）