畢業設計階段大學生自學能力的培養與實踐

趙紅超，宋召青，徐君明，徐珂文

（海軍航空工程學院 七系，山東 煙臺 264001）

【探索與實踐】

畢業設計階段大學生自學能力的培養與實踐

趙紅超，宋召青，徐君明，徐珂文

（海軍航空工程學院 七系，山東 煙臺 264001）

本科生畢業設計階段自學能力培養的具體內容包括獨立學習能力和合作研究能力兩個方面。本文按照由淺到深的難度等級將畢業設計階段細分為三個階段：開題階段、開展研究階段、撰寫論文階段。明確規劃了每個階段的具體設計任務。詳細探討了在各個階段培養本科生獨立學習能力和合作研究能力的具體策略。本科生具備了自學能力對其在進一步深造中進行學術研究和在工作崗位上主動發現并解決實際問題都是受益無窮的。

畢業設計；自學能力；獨立學習能力；合作研究能力

畢業設計是高等院校本科教學過程的最后一個階段，也是綜合評定本科生能力素質的一個主要考核環節，在本科階段教學中具有重要的地位。對于以工程實踐為背景的工科專業大學生而言，畢業設計也是培養其綜合運用專業知識科學研究和解決工程實際問題或學術問題的一次較為全面的綜合訓練和總結測評。文獻[1-3]等針對在畢業設計階段如何培養大學生的綜合能力和素質的問題進行了探討；根據文獻[1-3]的討論，大學生的綜合能力和素質包括自學能力、科研工作能力、論文寫作能力、演講交流能力和創新能力等。文獻[4-7]等針對畢業設計階段大學生的創新能力培養進行了探討；文獻[8]討論了在畢業設計階段提高工科院校經濟管理類本科生自學能力的策略；文獻[9]討論了在畢業設計階段提高大學生自學和寫作能力的做法。本文在前人探討的基礎上，結合我們多年來指導測控工程專業大學生畢業設計工作的實踐，進一步探討畢業設計階段大學生自學能力的培養方法。自學能力是大學生綜合能力素質中最基本的一項能力，是工科高等院校大學生的主要培養目標之一。自學能力是一種面對問題的學習方式和學習能力，其外在特征主要表現在以下方面：學生有興趣和動力學習新知識，積極主動地參與到學習過程，學習是基于問題的有目的學習而不是盲目地接觸不成體系的知識，學生在學習過程中逐漸掌握了有效的學習方法并降低了對教師的依賴程度。而其內在特征表現在學生逐步養成的辨析式思維。辨析式思維是運用恰當的方法分析問題、探索問題并得出相應結論的能力[8]。畢業設計是實踐教學中最重要的環節，是培養大學生自學能力的重要載體。雖然大學生的自學能力首先來自于前期的基礎課程和專業課程的學習，但是這些課程的教學主要是介紹成熟的已解決的問題和分析系統化結構化問題，對解決現實問題和非結構化問題的辨析式思維能力的培養和訓練明顯不夠。畢業設計完全不同于前期課程的教學，已經由教師講授、學生被動接受轉變為教師引導、學生自主學習自主完成。這是對前期課程教學環節的必要和有益的補充。在畢業設計過程中指導教師應幫助學生學習遇到困難如何解決，而不是幫助學生直接解決問題。通過啟發引導，激發學生的學習積極性，使學生自主解決學習中的困難，讓學生體會到通過自身努力把問題解決帶來的成就感，不斷培養和提高學生的自學能力。

一、科學安排畢業設計進度，合理分解畢業設計任務

根據我院學歷教育專業的教學計劃安排，本科畢業設計一般安排在第八學期的4月到6月。想要學生在短暫的三個月時間里完成好畢業設計論文，首先必須科學安排畢業設計進度，合理分解畢業設計任務。指導教師應將畢業設計工作按照由淺到深的難度等級細分為幾個階段，規劃好每個階段的具體設計任務。學生在教師的簡單指點下先完成好淺顯的工作，樹立了自信心，獲得了成就感，就敢于去攻克更難的工作。學生的自學能力和獨立工作能力逐漸提高了，對教師的依賴性也就下降了。根據我們多年來指導本科畢業設計論文的實踐，將畢業設計工作細分為三個階段：一是開題階段，二是開展研究階段，三是撰寫論文階段。開題階段的設計任務為：學習并分析與畢業設計選題相關的文獻資料，理解課題的研究背景、研究意義，確定研究方法。開展研究階段的設計任務為：根據畢業設計任務書要求完成主要研究和設計工作，獲得研究結果。撰寫論文階段的設計任務為：根據畢業設計論文規范撰寫并完善論文，做好答辯準備工作，完成畢業設計論文答辯。畢業設計階段大學生自學能力培養的具體內容包括獨立學習能力和合作研究能力兩個方面[8]。獨立學習是指在畢業設計階段大學生需要獨立學習相關專業的前沿知識，以及獨立學習開展畢業設計所采用的設計方法、設計工具等。合作研究是指在畢業設計階段教師不僅在開題、科研攻關、撰寫論文等方面給予指導，還要在研究過程中有意識地言傳身教，使學生在教師指導下獨立設計同時指導教師也深入參與設計的過程。學生的獨立設計是指畢業設計的具體工作是由學生獨立完成的，但同時是在指導教師控制著研究方向、設計方案、設計進度、成果標準等關鍵環節下的設計。

二、在畢業設計過程中培養大學生的自學能力

我們將畢業設計工作過程細分為三個階段，在每個階段學生的具體設計任務是完全不同的，因此在每個階段對大學生自學能力的具體培養方法也是不同的。

1.開題階段的培養方法。通常，本科畢業設計論文的題目是由指導教師擬定的，學生根據興趣愛好選擇了某個設計題目，但很可能并不了解該設計題目的真正含義，更不清楚如何針對所選題目開展理論研究或設計工作。針對此特點，指導教師應該首先做設計內容及方法的專題輔導，使學生對如何開展設計工作有一定的認識，引導學生快速入門。在獨立學習方面，指導教師可指導學生閱讀相關綜述性文獻以及重點文獻，并以建立在一定閱讀量上的文獻綜述作為階段性的獨立學習考核標準。指導教師可以為學生推薦相關綜述性文獻、重點文獻以及文獻資源網站（比如CNKI資源網站），概況性地介紹該研究領域的主要研究成果。指導教師在學生獨立學習過程中主要是控制學生閱讀的方向和范圍。例如，在畢業設計論文《導彈推力矢量控制系統設計》的開題階段，首先告訴學生主要設計內容是采用變結構控制方法設計導彈三通道的推力矢量控制系統，采用Matlab軟件編程進行仿真分析。學生已經熟悉了Matlab軟件和推力矢量控制的知識，但是對變結構控制方法比較陌生。我們為學生提供了核心文獻：變結構控制在導彈制導與控制中的應用綜述，變結構控制的理論及設計方法等。再如，在《機動再入體末制導彈道設計與仿真》的開題階段，首先告訴學生主要設計工作是采用帶落角約束的導引律設計制導彈道，采用Matlab軟件編程對末制導彈道進行仿真分析。首先為學生提供核心文獻：具有終端角度約束的導引律綜述，帶末端落角約束的變結構導引律、具有終端角度約束的機動再入飛行器的最優制導律等。除了為學生提供幾篇核心文獻以外，還要求學生到CNKI資源網站搜索下載相關論文進一步學習，擴展知識面。另外，要求學生學習文獻時進行歸納總結，以及對比不同文獻提出的方法有什么差別。更進一步地，要求學生獨立推導幾種帶落角約束的導引律的設計過程。學生的自學能力得到了鍛煉，同時也獲得了成就感和自信心。在合作研究方面，指導教師在學生理解相關文獻和設計課題的基礎上，引導學生確定具體的設計內容、設計方法、時間分配和畢業設計論文的框架。在這一階段，發現問題的能力可以通過共同討論相關文獻提出的多種設計方法各有哪些優缺點等途徑來培養；而分析問題的能力可以通過共同討論如何選擇確定設計方法來培養。例如，對于《機動再入體末制導彈道設計與仿真》，設計方法包括帶落角約束的擴展比例導引律、帶落角約束的變結構導引律、帶落角約束的最優制導律等，我要求學生首先分析比較一下這三種方法的制導原理以及優缺點，然后再和學生一起討論，根據原理簡單、容易掌握的原則，確定了采用帶落角約束的擴展比例導引律來設計。

2.開展研究階段的培養方法。開展研究階段是畢業設計環節的核心階段，主要設計工作都是在這一階段完成的。這個階段的標志性成果是畢業設計論文的初步研究成果和結論。這一階段學生根據確定的設計方法具體實施課題研究和設計。指導教師可利用這個階段多給學生一些獨立研究機會，引導學生盡可能獨立解決研究過程中遇到的各種問題。隨著畢業設計工作的進展，學生可能會發現在某些具體研究問題上還需要進一步搜索和學習專業理論或設計方法類文獻，或者對已選擇的設計方法還需要進一步深入學習，對這些新知識的學習和掌握就構成了本階段獨立學習的主要內容。例如，在《導彈推力矢量控制系統設計》的研究階段，學生對變結構控制方法自主學習并掌握得比較快，設計時間也充裕，我又要求學生再采用古典的PID控制方法設計控制系統并進行仿真，對比一下哪種方法設計的控制系統的性能更好。再如，在《機動再入體末制導彈道設計與仿真》的研究階段，初步確定研究方案時考慮到學生對比例導引律比較熟悉、容易掌握，選擇了帶落角約束的擴展比例導引律方法來設計末制導彈道。學生在自學了相關的論文文獻后，又對帶落角約束的變結構導引律方法產生了較大興趣，于是我鼓勵學生，自行推導一下論文中變結構導引律的設計過程，在采用擴展比例導引律方法設計好末制導彈道以后，再采用變結構導引律設計末制導彈道。最后，學生采用上述兩種導引律設計了末制導彈道，并對兩種導引律的設計結果進行了對比分析，表現出了比較強的自學能力和從事科研的能力。在合作研究方面，學生可能會遇到各種具體問題需要與指導教師討論，比如對前人已有的研究成果的批判，對前期確定的設計方法某些方面的質疑或否定，畢業設計進展不順利時對設計內容的調整等情況。指導教師應在學生一籌莫展時及時幫助學生共同攻關，逐步培養學生的迎難而上的精神。這一階段指導教師要與學生進行定期討論，比如一周討論一次。通過定期討論教師能夠及時了解學生的設計進度和設計中遇到的疑難問題，共同探討解決疑難問題的辦法，使學生在研究中少走彎路。而且也有助于養成良好的從事科研攻關的素質。

3.撰寫論文階段的培養方法。這一階段的目標是進一步完善研究成果，并將研究成果按照本科畢業設計論文撰寫規范書面表達出來。本階段的主要工作是總結研究成果，撰寫論文，在時間允許的情況下盡可能地完善研究成果。同時，還應使學生認識到自己的研究成果的局限性以及進一步研究的方向。在獨立學習方面，學生應按照本科畢業設計論文撰寫規范撰寫和修改論文。畢業設計論文是檢驗學生掌握知識的程度、研究能力、自學能力、寫作能力、分析和解決實際問題能力的一份綜合答卷。撰寫畢業設計論文是學習如何總結科學研究和如何表達研究成果的一次很好的訓練。教師應對學生的畢業設計論文進行檢查指導，查找問題并讓學生仔細修改論文。此外，指導教師在論文答辯方面也要給予指導，培養學生的綜合能力。本科答辯時學生只有10分鐘的陳述時間，指導教師應引導學生提煉出畢業設計論文的核心工作，在此基礎上制作好多媒體課件，要求學生面對指導教師進行1～2次模擬答辯，以培養學生的表達能力、邏輯思維能力、分析解決問題的能力。例如，對于《機動再入體末制導彈道設計與仿真》畢業設計論文，學生制作的答辯多媒體課件包括40多幅，重點不突出，顯然陳述時間將遠超出10分鐘。我檢查后提醒學生，要在10分鐘內匯報畢業設計工作，因此不能面面俱到，必須提煉出自己的主要設計工作進行匯報。學生經過兩次多媒體課件修改和模擬答辯，答辯準備工作做得比較充分，答辯中收到了很好的效果。在合作研究方面，首先需要指導教師認真審閱學生的畢業設計論文，并提出針對性的修改意見。通過反復討論與修改，使學生明白好論文是做出來的而不是寫出來的道理。同時，還有與學生共同探討多媒體課件的制作技巧、演講表達的技巧。通過多媒體制作和模擬答辯過程的多次訓練，使學生們的表達能力、思辨能力、演講交流能力等綜合能力得到了很大的提高。

本文結合我們多年來指導測控工程專業大學生畢業設計工作的實踐，探討了在畢業設計階段培養和提高大學生自學能力的方法。自學能力是大學生綜合能力素質中最基本的一項能力，是工科高等院校大學生的主要培養目標之一。畢業設計階段自學能力培養的具體內容包括獨立學習能力和合作研究能力兩個方面。我們將畢業設計過程按照由淺到深的難度等級細分為三個階段：一是開題階段，二是開展研究階段，三是撰寫論文階段。介紹了各階段的畢業設計任務，并分別針對這三個階段，詳細探討了獨立學習能力和合作研究能力的培養方法。

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1674-9324（2014）35-0182-03