从专业认证角度谈如何带好工科毕业设计

从专业认证角度谈如何带好工科毕业设计[摘要]工科毕业设计是本科学习阶段的最后一个重要实践环节，不仅是学生实现从书本问题向解决实际问题的转变，更是学生提高解决复杂工程问题能力的重要途径，通过在毕业设计过程中的查阅资料、分析问题、设计方案、动手实验、撰写报告，有助于培养学生理论联系实践的工程动手能力。分析目前本科毕业设计中存在的普遍问题及根源，从教师与学生思想、如何选题、如何规范要求出发，提出几点提高毕业设计质量的对策，以充分调动指导教师和学生的积极性，实现对毕业设计的各环节有效的管理，提高毕业设计的质量和学生解决系统复杂问题的能力。[关键词]专业认证；毕业设计；复杂工程；团队协作[中图分类号]G642.40[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）020103040引言工科毕业设计是本科期间的最后一个实践教学环节，是专业实现人才培养目标的综合性实践教学环节，是综合性创新实践活动，也是专业认证中对于毕业要求达成度具有强支撑作用的课程环节。通过对本科期间专业知识的综合运用来完成毕业设计，培养了学生解决复杂工程问题的能力，为其进入工作岗位打下基础。因此，只有通过对毕业设计的各个环节高效管理，充分调动指导教师和学生的积极性，才可能提高毕业设计的质量和学生解决系统复杂问题的能力[1]。通过毕业设计环节的开展，学生一方面可以对在校期间所学的基本原理、基本知识和基本技能进行梳理，另一方面要解决复杂工程问题，必须综合运用这些知识、技能，通过深入进行原理分析、建立合适的抽象模型[2]。工科专业毕业生毕业之后大多从事解决实际工程问题的工作，充分梳理书本所学原理、公式、方法，将复杂多因素的现实工程问题合理简化为具备数学模型的科学问题，不但可以通过毕业设计学习到解决实际工程问题的基本流程和方法，而且有利于培养学生团队意识和学术交流能力。1专业认证的毕业要求1.1复杂工程问题中国工程教育专业认证协会印发的《工程教育认证工作指南（2015版）》指出，工程教育认证中毕业要求是对学生毕业时应该掌握的知识和能力的具体描述，包括学生通过本专业学习所掌握的知识、技能和素养。2015年工程认证专门提出复杂工程问题的具体描述，必须具备下述特征1，同时具备下述特征2～7中的部分或全部。1）必须运用深入的工程原理，经过分析才可能解决；2）涉及多方面的技术、工程和其他因素，并可能相互有一定冲突；3）需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性；4）不仅仅靠常用方法就可以解决的问题；5）问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中；6）问题相关利益各方不完全一致；7）具有较高的综合性，包括多个相互关联的子问题。1.2专业认证对于工科毕业设计的要求按照工程教育认证的理念，专业必须有明确、公开的毕业要求，毕业要求应能支撑毕业培养目标的达成。专业通过评价证明毕业要求的达成，专业制订的毕业要求最关键的环节就是培养学生解决复杂工程问题的能力[3]。依据上面对于复杂工程的具体描述，显而易见，仅仅通过上课、实验或者三级项目是难以完成解决复杂工程问题的能力的培养与锻炼，所以毕业设计是培养学生解决复杂工程问题的能力的重要环节。第2期胡正平吴培良许成谦李英伟从专业认证角度谈如何带好工科毕业设计教学研究2016这里的复杂工程问题并没有要求覆盖全部七个特征，作者个人理解就是便于根据不同专业、不同本科学校确立不同要求层次。这里依据作者个人理解：专业认证对于毕业设计环节的要求，必须具备下述特征1～3，同时具备下述特征4～6中的部分或全部。1）毕业设计解决的问题必须是新问题，如果不是新问题，就不需要运用深入的工程原理，要经过分析查阅资料、在参考学习的基础上解决。可见，这对指导老师如何设计毕业设计课题内容提出更高要求；2）毕业设计必须建立合适的抽象模型才能解决，这是设计环节；3）毕业设计必须要动手进行实验，要求在一定情况下给出实验结果；4）毕业设计涉及多方面的技术、工程和其他因素，并可能相互有一定冲突；5）设计具有较高的综合性，包括多个相互关联的子问题；6）设计中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中，还需要考虑工程和社会、环境、可持续发展、职业规范等因素；7）毕业设计中必须使用现代工具，并能理解其局限性。2目前毕业设计工作存在的不足2.1学生的重视程度不够毕业设计是本科学生的最后一个重要的培养环节，是对学生专业知识的综合检验和实战练兵，也是学生和老师面对面交流学习的机会，然而，这一过程并没有得到学生的足够重视[1]。虽然有许多实际的客观原因存在，例如学生忙于应付各种招聘面试、研究生复试、企业实习、课程补考等等。但是，最根本的原因还是学生在思想上对毕业设计重视程度不够，不少学生认为只要参与了毕业设计，无论结果好坏，最终都会顺利通过毕业。过去课程学习的惯性思维将毕业设计当作一门基础课学习，没有认识和意识到毕业设计需要解决复杂工程问题，需要发挥学生自己的主观能动性和积极性，不仅仅是个参考学习的过程，更是知识的运用、分析和思考，更应该强调自己的实验、动手和动脑。如果仅仅将毕业设计当作是一门课程来看待，只通过最后几周集中突击，其最终完成质量肯定达不到要求，甚至还不如一门基础理论课。目前，对本专业毕业学生座谈会的调查研究显示，部分学生不够重视毕业设计，主要有以下几方面的原因：（1）部分学生已经有了就业方向，想当然认为所做毕业设计的内容与目前从事的岗位关系不大；（2）部分学生忙于考研或者参加其他实践活动，希望等到研究生再去锻炼；（3）部分学生因为临近毕业，加上学校管理松懈，要求上不求上进，自觉性不高，在做设计的过程中，惰性滋长严重，例如由于目前网络发达、资源丰富，部分学生或搜索别人的论文或网上购买现成毕业设计论文。为了让学生清醒的认识到毕业设计的重要性，指导教师与学校需从多方面入手。例如，组织优秀毕业设计成果展，组织学生外出实地参观，聘请校外的专家和技术人员走进大学课堂激发学生学习热情，或者通过校企联合开设企业毕业设计，要求参加毕业设计答辩的学生不仅仅提交设计论文，必须展示设计成果以及实验过程。2.2导师选题缺乏创新力毕业设计是对解决复杂工程问题能力的综合考量。对不少学校老师而言，每年的毕业设计都在进行着重复性的指导工作，教师的指导内容和设计题目多年不变，好的选题范围对应课本所学基础和专业知识，部分重复本身也无可厚非。可是，现代科技发展迅猛，社会需求与日俱增，再以5～10年前的毕业设计内容来培养学生的解决复杂问题的能力，这问题目前还会是新问题吗？显然已经偏离了毕业设计本身的要求，也偏离了工程实际对人才的要求，使得专业人才培养与社会需求脱轨，这也是目前一边是大量的未就业学生；另一边是企事业的专业技术人才需求缺口很大的原因之一[1]。导师选题范围缺乏创新性，其实就是师资不合格的表现，其本质就是指导教师自己没有能力开展复杂工程实践问题的研究，没有专业水平去发现专业领域的复杂问题。2.3学生缺乏科研能力和写作能力系统的指导本科毕业设计本身解决的是新问题，这就说明毕业设计具备学术研究的基本要素，必定要求学生必须经历提出问题、分析问题、解决问题等过程，进而具备将实际工程问题转化为有数学模型指导的科学问题的能力，同时需要进行合理的论证、最后求解、实验验证过程。相较于学生之前所碰到的单一的数学难题，已经属于一个更高层次的问题复杂的系统问题。然而，学生在毕业设计以前的学习过程中，更多的注意力注重于课堂教学、作业、实验、考试等环节。面对毕业设计，学生最缺乏的是科研能力和写作能力的训练，因为这对于他们是新问题[2]。即使教师在平时课程教学中也布置了一些小论文，但是学生大多通过在网上查资料的方式东拼西凑完成，加上教师对小论文的批阅不够深入，要求不够严谨，更没有针对学生论文的不足之处给予意见反馈，这样学生的综合能力难以提高。由于学生平时学习过程中缺乏科研和论文写作能力的训练，这也成为提高毕业设计论文质量的瓶颈。所以，作为指导教师必须从头开始对于学生不足的能力进行课程式系统培养。工欲善其事，必先利其器，把握住三个核心环节：查阅资料、科研分析与写作训练，这个系统性毕业设计指导将使老师的指导工作达到事半功倍的效果。2.4缺乏有效地管理和沟通学生遇到困难时，如果学生和指导教师之间缺乏沟通，容易使学生感到失望、无助和灰心，严重挫伤他们的积极性，从而失去研究兴趣，不愿积极投入，深入研究，这样就起不到做毕业设计的锻炼作用。通过对毕业学生调查，发现学生与指导教师的主动交流和沟通不够，虽然规定有见面时间和地点，但是没有严格的机制来进行约束，经常是学生遇到问题，不主动去和指导教师交流，部分学生甚至宁愿找同学请教、利用图书馆、互联网或者找其他教师帮助解决，主要原因就是学生不够信任指导教师。另外，不少教师对学生的要求不够严格，不够明确，缺乏过程管理，甚至部分老师自己都不知道每个时间节点要达到什么目标，毕业设计题目下达以后，几乎不闻不问，没有履行过程检查督促的职责，采用学生走到哪里就在哪里歇的自由模式，学生设计过程目标不够明确，没有进度意识，以至于临近毕业答辩时，部分学生毕业设计还处在刚刚起步阶段。3从专业认证谈提高工科毕业设计对策笔者所在的电子信息工程专业是卓越工程试点专业，目前准备2015年工程教育专业认证，在撰写专业认证自评报告过程中，加深了对于毕业设计中复杂工程问题的理解，通过专业教学改革，也探索出一些提高本科毕业设计质量的新思路。3.1加强指导教师与学生对毕业设计重要性的认识加强思想教育，提高指导教师对毕业设计重要性的认识是完成高质量毕业设计的前提。作为指导教师，需要自己理解什么是复杂工程问题，教师设计的毕业设计题目符合复杂工程问题的条件吗？教师需要在毕业设计的过程中加深自己对于复杂问题的理解，调动学生的兴趣，对学生碰到的难题悉心指导，对毕业设计进度和成果有效监督，才能最大限度发挥学生的潜能，培养出具有独立解决科学问题的优秀毕业生。学生作为毕业设计的主体，更需要从思想上认识到毕业设计的重要性，否则难以达到专业的培养要求，这就使得他们避免在毕业设计过程中碰到困难之后不能深入思考，缺乏钻研的动力和耐心。3.2加强毕业设计过程管理《工程教育认证工作指南》显示：毕业设计的选题工作是关系实践教学环节能否达到预期教学效果和教学目的、保证毕业设计工作质量的关键。选题首先应是复杂工程问题，具有一定综合性、工程性和创新性，要求指导老师对选题范围精心设计，严格把关，课题以学生兴趣为导向，对于学生进行差异性指导。例如，笔者所在单位要求每名指导教师每年更新课题内容1/3以上，课题设计内容涉及前沿领域的工程问题，不能与系里其他老师以前的课题重复，如果因为没有合适毕业设计题目，可以申请少带或不带毕业设计；同时，根据电子信息工程专业特点，要求每名教师必须有1/3以上的学生进行硬件毕业设计。为方便学生学习，加强毕业设计中学生薄弱环节的指导，笔者制定了毕业设计资料查阅指南；开题报告、文献综述、中期报告、毕业设计论文撰写指南与模板，从学生一进入毕业设计环节开始逐步进行有针对性的锻炼，包括语言组织、公式编辑、摘要规范，绘图、表规范，参考文献规范，经过中间过程的考核与要求，最后学生逐渐达到比较高的水平。3.3创造团队协作机会毕业设计最终目的是检验学生本科3.5年专业知识的掌握程度，以及为进入社会实际工作岗位打下基础。无论是对于刚入职场的新人，还是有几年工作经验的老员工，碰到一些新问题的情况是在所难免的，这就要求学生具备进行团队协作解决复杂问题的能力。笔者在每年设计本科毕业设计题目时，不同设计题目之间本身具有一定关联性，这样本科毕业生在毕业设计的完成过程中，就可以培养小团队协作解决复杂问题的能力。每一个课题在选题方向上有一定相似之处，可以通过团队协作互助的形式，使得在问题的解决方法和最终获得的成果方面有比较好的突破，每一个学生均能体现自己的工作价值，并可获得团队其它成员的认可和帮助。学生通过毕业设计中团队合作所获得的成就感，提前感受社会工作的团队运营模式，增强进入社会工作岗位的自信心和适应能力。3.4建立激励奖惩制度一个