材料類本科生畢業設計(論文)中創新能力培養的探索與實踐

摘 要:工科類專業本科生畢業設計(論文)是創新能力培養的關鍵環節。本文針對材料類專業畢業設計(論文)，對如何培養學生的開拓精神和創新能力進行了探索與實踐，闡述了在畢業設計(論文)選題、方案制定、工藝實施等環節中的創新能力培養方法，并介紹了開展多種模式的畢業設計(論文)培養學生的創新能力。

關鍵詞:本科生教育 畢業設計 創新培養

中圖分類號:G643文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0177-02

工科教育在我國高等教育和國民經濟建設中占有重要地位，處于各學科門類之首的地位。工科專業畢業設計(論文)是本科生整個培養計劃中最為關鍵的環節，是實現培養目標的決定性階段。其目的在于綜合運用專業課知識，培養、提高學生的實踐動手能力和創新能力，讓學生初步掌握專業設計工作的流程和方法，培養學生綜合分析能力與運用基礎理論知識解決實際問題的能力。畢業設計(論文)教學質量不單單體現在學生所做出來的設計或論文質量，而是體現與畢業設計教學過程相關的各個教學環節的綜合質量。畢業設計(論文)是衡量工科院校教學質量和人才培養質量的重要評價內容。本文以材料類本科生畢業設計(論文)為對象，對該教學環節中學生創新能力培養的實踐進行分析與探討。

1 畢業設計(論文)是本科生創新能力培養的關鍵環節

在材料工程類本科教學過程中，為了培養學生對專業課的進一步掌握，設置了認識實習、生產實習、工藝設計、開放實驗等教學環節，這些實踐環節的設置對工科學生的動手能力培養起到了重要作用。但是在實際實施過程中，由于工科學生理論課學時較多，學習任務比較繁重，多數學生僅僅是參與了過程，其動手能力、創新能力并未得到充分鍛煉和培養。而真正培養學生動手能力、創新能力的教學環節卻是畢業設計(論文)，所以畢業設計(論文)成為了本科生創新能力培養的關鍵環節。

材料工程類本科專業的畢業設計一般設置為12～14周，畢業設計過程通?？煞譃槿齻€階段，第一階段是調研、選題階段，本階段是在指導教師的指導下，通過查閱資料、實際考察等，讓學生了解所從事課題領域的工業應用背景、研究狀況與進展、存在的問題，正確選擇題目。通過選擇題目使學生對設計(論文)目標任務以及實現目標任務所需要的條件進行全面了解，將學生帶入科研的大門。第二階段是實施階段，本階段是設計、實施研究方案，構思實現預期目標的各種途徑，對可能遇到的問題提出解決辦法，并在方案實施過程中解決所遇到的各種問題，這是一個創造過程，通過這個過程使學生的創新能力得到培養。第三階段是總結階段，本階段是將設計者在設計方案實施過程中所得到的結果進行總結分析，得出結論。這是一個能力提升過程，通過這個過程使學生能夠綜合運用所學知識，提高分析、解決問題的能力。

材料類專業本科生畢業設計通常大多數為論文。學生通過論文選題、方案設計、實驗研究、論文撰寫等環節，將材料成分、工藝、組織、性能聯系起來，同時在實驗設備操作、各種檢測手段的選用等方面都能夠得到綜合訓練，在這個訓練過程中的每個階段學生都能夠自己親自所為，這是任何一個教學環節所不能達到的。實踐表明，畢業設計(論文)是本科生創新能力培養的關鍵環節。作為畢業設計的學生和指導教師都必須認識到這個環節的重要性，切實將學生作為主體，通過畢業設計(論文)訓練，提高學生的創新能力。

2 在畢業設計(論文)各環節中培養學生的創新能力

2.1 在畢業設計(論文)選題中培養創新能力

選題在整個畢業設計(論文)過程中是十分重要的，它具有方向性，決定了整個畢業設計(論文)的走向。因此加強對學生創新能力的培養應當從畢業設計(論文)的選題開始，選題應當堅持如下原則。

(1)選題要符合材料類本科生專業培養目標要求。在畢業設計(論文)選題時要以材料科學理論為基礎，結合機械、電子、計算機等領域理論和工程設計、調試等方面知識，以較寬口徑選題，使學生得到綜合訓練。所選題目應以材料設計、材料加工、材料應用為主，同時注重計算機技術在材料工程中的應用。

(2)盡可能做到一人一題，使學生能夠獨立地進行畢業設計(論文)。材料科學具有較寬的覆蓋面，在同一研究領域可以有許多分支，同一課題小組內可以分成若干個題目或若干個側重點，學生之間既有相互合作，又有相對獨立，在整個設計過程中發揮各自的主觀能動性，培養學生獨立工作的能力。

(3)選題應有利于彌補和加強教學中的薄弱環節。由于學時所限，在課堂教學中不可避免地會造成一些薄弱環節，如材料加工中的設備及其控制往往是教學中的薄弱環節，因此在畢業設計(論文)中要有意識的加強學生在設備及其控制方面的訓練。要求每個學生親自調試設備，充分了解設備的特點、操作及控制、維護等，鍛煉學生的動手能力。

(4)選題在滿足綜合訓練條件下，要盡可能結合工業生產和科學研究。畢業設計(論文)的基本教學要求是使學生綜合運用專業知識，通過分析材料成分、工藝、組織、性能等全面了解和掌握材料科學知識，正確使用材料。因此畢業設計(論文)選題時首先要使學生能夠得到綜合訓練，在此基礎上要結合工業生產以及科研課題，使學生“真刀真槍地參與科研項目，通過在實踐中設計材料、應用材料，提高實際工作的能力。

(5)選題要把握適當的深度和廣度。思維的深度和廣度是產生創新性思維的基本條件，適當的深度和廣度能夠激發學生的創新性。因此，畢業設計(論文)的選題必須有一定的深度和廣度。

(6)選題要結合學生實際，正確把握難易程度。畢業設計(論文)的主要目的是訓練學生，所選題目要保證學生在一定的時間內，通過努力能夠順利完成，并獲得創新性鍛煉和成果。選題不易過難或過易，過大或過小，內容要結合學生實際既有一定的探索性，又能取得階段性成果。

在畢業設計(論文)選題時，要貫徹上述原則，堅持理論與實際相結合，教學與科研、生產相結合，立足于學生創新能力的培養。要結合學生的具體情況選擇適合學生的題目，做到畢業設計(論文)題目具有創新性、實用性，而且要具有可完成性。為達到這些要求，教研室要成立審題小組，對指導教師擬定的題目進行論證把關，淘汰不符合要求的題目，將符合選題原則的課題，交給學生選擇，由學生自由選擇課題和指導教師，同時發揮教研室的調節職能，讓每一個學生心情舒暢的進入畢業設計。

2.2 在畢業設計(論文)各環節中培養創新能力

材料類本科生畢業設計(論文)教學過程中，更重要的是實驗研究階段，應當主要在以下三個方面培養學生的創新能力。

(1)實驗研究方案制定中加強對學生創新能力的培養。

畢業設計(論文)課題確定后，實驗設計方案的制定是一個具有創造性的構思過程，制定方案涉及到許多知識領域，實現設計目標的方案也具有多樣性，不可能找到某一種固定的模式可以遵循。在畢業設計(論文)指導時，指導教師不能將自己預定好的研究方案直接告訴學生，讓學生按照自己的思路執行。而是應該有意識的激發學生的創新思維，讓學生通過查閱資料、調研等過程，獨立的制定自己的設計方案。當然，學生可能會由于受到知識面、實驗經驗等多方面的限制，不能夠制定出科學、完整的研究方案，這就要求指導教師發揮教師的作用，通過溝通交流、小組討論等方式與學生共同分析、論證學生所提供的研究方案。在論證學生的設計方案中，指導教師應主動啟發學生，利用學生的發散思維、豐富聯想等特點，挖掘學生的潛能，讓學生在討論中學習知識，完善設計方案，或者在討論中讓學生自覺地接受教師的正確觀點，提高學生的設計能力，培養學生的創新精神。

(2)工藝實施過程中培養學生的創新能力。

材料類專業本科生畢業設計(論文)中的大量工作是工藝實施，在工藝實施過程中包括材料的制備、材料加工、材料檢測、組織分析等，其中會用到各種不同類型的實驗設備，實驗設備的使用對培養學生的動手能力是十分重要的。如果學生在畢業設計(論文)中不能操作使用實驗設備，只是跟著教師進行“觀摩”實驗，或者拿著教師給的試樣進行畢業設計，則畢業設計只會是流于形式，學生的實踐動手能力就不會得到提高，更談不上創新能力培養。所以，在畢業設計(論文)的工藝實施階段，必須盡可能的讓學生自己動手，自己操作，即使對于大型試驗設備也應當讓學生在實驗教師的指導下親自動手操作，在實驗過程中讓學生發現問題，鼓勵學生自己想辦法解決問題。例如09級金屬材料工程專業本科生畢業設計中觀察特殊形狀試樣滲層組織時，為了能夠更好地觀察試樣表面組織，制備的試樣不能“倒角”，常規試樣制備不能滿足要求，學生就自己設計一個夾具，很好的解決了試樣制備問題，最后學生還申報了實用新型專利?？梢?，在畢業設計(論文)工藝實施過程中只有讓學生親自操作，動手實施，才能培養學生的動手能力和創新能力。

(3)多學科交叉，培養學生的創新能力。

科學技術的發展對人才的要求趨向于多元化，培養多學科交叉、復合型應用人才是工科類專業人才培養的趨勢，也是提高學生在人才市場上具有競爭力的要求。在本科生畢業設計(論文)中要有意識的增加裝置設計、設備設計等內容，也要和計算機技術、控制技術聯系起來，拓展學生的知識面，改變傳統的由材料到材料的畢業設計模式，培養學生的創新能力。

3 開展多種模式的畢業設計(論文)，培養學生的創新能力

近年來，我國高校連續擴大招生規模，使高等教育的發展進入一個新的階段，在推動高等教育發展的同時，也給高校的人才培養質量帶來了壓力，同時隨著技術創新的發展，為高校創新教育提出了更高的要求。在工科學生畢業設計(論文)階段開展多種模式的畢業設計(論文)對培養學生的創新能力也是十分重要的。

3.1 畢業設計與科研項目結合

高校工科專業普遍具有相對較強的科研實力，不少畢業設計(論文)指導教師都有自己的科研課題，其研究工作具有前沿性，研究的每一步進展都具有創新性，是學生進行創新能力培養的重要平臺。強化專業課教師、科研教師參與本科生畢業設計(論文)指導，盡可能多的讓科研課題成為大學生畢業設計(論文)的平臺，來提高學生分析問題、解決問題的能力，是提高學生創新能力的有效途徑。

3.2 畢業設計與創新實踐結合

目前，高校正在推廣大學生創新實踐環節，如SRTP(大學生科研訓練計劃)、大學生創新計劃、挑戰杯、數學建模、大學生助研、開放實驗室等各種形式。但這些內容都是在課外完成的，而且具有隨意性，難以有計劃地進行系統的研究與分析。將創新實踐的內容延伸到畢業設計環節，將二者有機結合，即能保證創新實踐的延續與深入，同時由于創新實踐都具有一定的工程應用背景，也有利于提高畢業設計環節對創新能力和實踐能力的培養。

3.3 外聘教師指導

目前，我國工科院校教師缺少工程背景已是較為普遍的現象。利用工科產學研結合的優勢，到企業選聘既有豐富的實踐工作經驗，又具有較強傳授能力的工程技術人員擔任畢業設計(論文)兼職指導教師，同時給學生配備校內指導教師。不僅可以解決畢業設計(論文)中單一的“理論性”指導，還可以有效地實現理論與實際的有機結合，培養學生解決實際問題的能力，有利于學生創新能力的培養。

3.4 以企業為主導的校企合作模式

近年來，有一些提前給學生簽約的企業希望學生到企業進行畢業設計。面對這一新的模式，作為學校應該認真研究，建立一套規范的畢業設計(論文)管理模式，確保畢業設計質量。我們可以根據學生簽訂的就業協議，選擇有能力并愿意與學校合作培養的單位，讓學生提前進入企業，為就業做好思想準備，為就業創造有利條件。提前介入企業運行，根據企業生產的需求，選擇畢業設計(論文)課題，和企業技術人員聯合指導學生，使學生參與企業技術攻關，培養學生的創新精神，同時也形成就業鏈條的良性循環。

4 結語

畢業設計(論文)是本科生創新能力培養的關鍵環節。如何在畢業設計(論文)教學中培養學生的開拓精神、創新能力，一直是我們研究的課題。通過幾年來工科材料類本科生畢業設計(論文)的教學實踐，我們認為必須在傳統的畢業設計(論文)模式基礎上加強創新性培養，樹立創新性培養的理念，要在本科生畢業設計(論文)選題、畢業設計(論文)的各個環節開發學生的創新潛能，培養學生的創新精神，也要不斷改革，研究推廣多種模式的畢業設計(論文)，這對于提高工科高校材料類專業人才培養質量是十分重要的。

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