從專業認證角度談如何帶好工科畢業設計

胡正平+吳培良+許成謙+李英偉

[摘要]工科畢業設計是本科學習階段的最后一個重要實踐環節，不僅是學生實現從書本問題向解決實際問題的轉變，更是學生提高解決復雜工程問題能力的重要途徑，通過在畢業設計過程中的查閱資料、分析問題、設計方案、動手實驗、撰寫報告，有助于培養學生理論聯系實踐的工程動手能力。分析目前本科畢業設計中存在的普遍問題及根源，從教師與學生思想、如何選題、如何規范要求出發，提出幾點提高畢業設計質量的對策，以充分調動指導教師和學生的積極性，實現對畢業設計的各環節有效的管理，提高畢業設計的質量和學生解決系統復雜問題的能力。

[關鍵詞]專業認證；畢業設計；復雜工程；團隊協作

[中圖分類號]G642.40[文獻標識碼]A[文章編號]10054634（2016）020103040

引言

工科畢業設計是本科期間的最后一個實踐教學環節，是專業實現人才培養目標的綜合性實踐教學環節，是綜合性創新實踐活動，也是專業認證中對于畢業要求達成度具有強支撐作用的課程環節。通過對本科期間專業知識的綜合運用來完成畢業設計，培養了學生解決復雜工程問題的能力，為其進入工作崗位打下基礎。因此，只有通過對畢業設計的各個環節高效管理，充分調動指導教師和學生的積極性，才可能提高畢業設計的質量和學生解決系統復雜問題的能力[1]。

通過畢業設計環節的開展，學生一方面可以對在校期間所學的基本原理、基本知識和基本技能進行梳理，另一方面要解決復雜工程問題，必須綜合運用這些知識、技能，通過深入進行原理分析、建立合適的抽象模型[2]。工科專業畢業生畢業之后大多從事解決實際工程問題的工作，充分梳理書本所學原理、公式、方法，將復雜多因素的現實工程問題合理簡化為具備數學模型的科學問題，不但可以通過畢業設計學習到解決實際工程問題的基本流程和方法，而且有利于培養學生團隊意識和學術交流能力。

1專業認證的畢業要求

1.1復雜工程問題

中國工程教育專業認證協會印發的《工程教育認證工作指南（2015版）》指出，工程教育認證中畢業要求是對學生畢業時應該掌握的知識和能力的具體描述，包括學生通過本專業學習所掌握的知識、技能和素養。2015年工程認證專門提出復雜工程問題的具體描述，必須具備下述特征1，同時具備下述特征2～7中的部分或全部。

1） 必須運用深入的工程原理，經過分析才可能解決；

2） 涉及多方面的技術、工程和其他因素，并可能相互有一定沖突；

3） 需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創造性；

4） 不僅僅靠常用方法就可以解決的問題；

5） 問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規范中；

6） 問題相關利益各方不完全一致；

7） 具有較高的綜合性，包括多個相互關聯的子問題。

1.2專業認證對于工科畢業設計的要求

按照工程教育認證的理念，專業必須有明確、公開的畢業要求，畢業要求應能支撐畢業培養目標的達成。專業通過評價證明畢業要求的達成，專業制訂的畢業要求最關鍵的環節就是培養學生解決復雜工程問題的能力[3]。依據上面對于復雜工程的具體描述，顯而易見，僅僅通過上課、實驗或者三級項目是難以完成解決復雜工程問題的能力的培養與鍛煉，所以畢業設計是培養學生解決復雜工程問題的能力的重要環節。

第2期胡正平吳培良許成謙李英偉從專業認證角度談如何帶好工科畢業設計

教學研究2016

這里的復雜工程問題并沒有要求覆蓋全部七個特征，作者個人理解就是便于根據不同專業、不同本科學校確立不同要求層次。這里依據作者個人理解：專業認證對于畢業設計環節的要求，必須具備下述特征1～3，同時具備下述特征4～6中的部分或全部。

1） 畢業設計解決的問題必須是新問題，如果不是新問題，就不需要運用深入的工程原理，要經過分析查閱資料、在參考學習的基礎上解決。可見，這對指導老師如何設計畢業設計課題內容提出更高要求；

2） 畢業設計必須建立合適的抽象模型才能解決，這是設計環節；

3） 畢業設計必須要動手進行實驗，要求在一定情況下給出實驗結果；

4） 畢業設計涉及多方面的技術、工程和其他因素，并可能相互有一定沖突；

5） 設計具有較高的綜合性，包括多個相互關聯的子問題；

6） 設計中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規范中，還需要考慮工程和社會、環境、可持續發展、職業規范等因素；

7） 畢業設計中必須使用現代工具，并能理解其局限性。

2目前畢業設計工作存在的不足

2.1學生的重視程度不夠

畢業設計是本科學生的最后一個重要的培養環節，是對學生專業知識的綜合檢驗和實戰練兵，也是學生和老師面對面交流學習的機會，然而，這一過程并沒有得到學生的足夠重視[1]。雖然有許多實際的客觀原因存在，例如學生忙于應付各種招聘面試、研究生復試、企業實習、課程補考等等。但是，最根本的原因還是學生在思想上對畢業設計重視程度不夠，不少學生認為只要參與了畢業設計，無論結果好壞，最終都會順利通過畢業。過去課程學習的慣性思維將畢業設計當作一門基礎課學習，沒有認識和意識到畢業設計需要解決復雜工程問題，需要發揮學生自己的主觀能動性和積極性，不僅僅是個參考學習的過程，更是知識的運用、分析和思考，更應該強調自己的實驗、動手和動腦。如果僅僅將畢業設計當作是一門課程來看待，只通過最后幾周集中突擊，其最終完成質量肯定達不到要求，甚至還不如一門基礎理論課。

目前，對本專業畢業學生座談會的調查研究顯示，部分學生不夠重視畢業設計，主要有以下幾方面的原因：（1）部分學生已經有了就業方向，想當然認為所做畢業設計的內容與目前從事的崗位關系不大；（2）部分學生忙于考研或者參加其他實踐活動，希望等到研究生再去鍛煉；（3）部分學生因為臨近畢業，加上學校管理松懈，要求上不求上進，自覺性不高，在做設計的過程中，惰性滋長嚴重，例如由于目前網絡發達、資源豐富，部分學生或搜索別人的論文或網上購買現成畢業設計論文。

為了讓學生清醒的認識到畢業設計的重要性，指導教師與學校需從多方面入手。例如，組織優秀畢業設計成果展，組織學生外出實地參觀，聘請校外的專家和技術人員走進大學課堂激發學生學習熱情，或者通過校企聯合開設企業畢業設計，要求參加畢業設計答辯的學生不僅僅提交設計論文，必須展示設計成果以及實驗過程。

2.2導師選題缺乏創新力

畢業設計是對解決復雜工程問題能力的綜合考量。對不少學校老師而言，每年的畢業設計都在進行著重復性的指導工作，教師的指導內容和設計題目多年不變，好的選題范圍對應課本所學基礎和專業知識，部分重復本身也無可厚非。可是，現代科技發展迅猛，社會需求與日俱增，再以5～10年前的畢業設計內容來培養學生的解決復雜問題的能力，這問題目前還會是新問題嗎？顯然已經偏離了畢業設計本身的要求，也偏離了工程實際對人才的要求，使得專業人才培養與社會需求脫軌，這也是目前一邊是大量的未就業學生；另一邊是企事業的專業技術人才需求缺口很大的原因之一[1]。導師選題范圍缺乏創新性，其實就是師資不合格的表現，其本質就是指導教師自己沒有能力開展復雜工程實踐問題的研究，沒有專業水平去發現專業領域的復雜問題。

2.3學生缺乏科研能力和寫作能力系統的指導

本科畢業設計本身解決的是新問題，這就說明畢業設計具備學術研究的基本要素，必定要求學生必須經歷提出問題、分析問題、解決問題等過程，進而具備將實際工程問題轉化為有數學模型指導的科學問題的能力，同時需要進行合理的論證、最后求解、實驗驗證過程。相較于學生之前所碰到的單一的數學難題，已經屬于一個更高層次的問題復雜的系統問題。然而，學生在畢業設計以前的學習過程中，更多的注意力注重于課堂教學、作業、實驗、考試等環節。面對畢業設計，學生最缺乏的是科研能力和寫作能力的訓練，因為這對于他們是新問題[2]。即使教師在平時課程教學中也布置了一些小論文，但是學生大多通過在網上查資料的方式東拼西湊完成，加上教師對小論文的批閱不夠深入，要求不夠嚴謹，更沒有針對學生論文的不足之處給予意見反饋，這樣學生的綜合能力難以提高。由于學生平時學習過程中缺乏科研和論文寫作能力的訓練，這也成為提高畢業設計論文質量的瓶頸。所以，作為指導教師必須從頭開始對于學生不足的能力進行課程式系統培養。工欲善其事，必先利其器，把握住三個核心環節：查閱資料、科研分析與寫作訓練，這個系統性畢業設計指導將使老師的指導工作達到事半功倍的效果。

2.4缺乏有效地管理和溝通

學生遇到困難時，如果學生和指導教師之間缺乏溝通，容易使學生感到失望、無助和灰心，嚴重挫傷他們的積極性，從而失去研究興趣，不愿積極投入，深入研究，這樣就起不到做畢業設計的鍛煉作用。通過對畢業學生調查，發現學生與指導教師的主動交流和溝通不夠，雖然規定有見面時間和地點，但是沒有嚴格的機制來進行約束，經常是學生遇到問題，不主動去和指導教師交流，部分學生甚至寧愿找同學請教、利用圖書館、互聯網或者找其他教師幫助解決，主要原因就是學生不夠信任指導教師。另外，不少教師對學生的要求不夠嚴格，不夠明確，缺乏過程管理，甚至部分老師自己都不知道每個時間節點要達到什么目標，畢業設計題目下達以后，幾乎不聞不問，沒有履行過程檢查督促的職責，采用學生走到哪里就在哪里歇的自由模式，學生設計過程目標不夠明確，沒有進度意識，以至于臨近畢業答辯時，部分學生畢業設計還處在剛剛起步階段。

3從專業認證談提高工科畢業設計對策

筆者所在的電子信息工程專業是卓越工程試點專業，目前準備2015年工程教育專業認證，在撰寫專業認證自評報告過程中，加深了對于畢業設計中復雜工程問題的理解，通過專業教學改革，也探索出一些提高本科畢業設計質量的新思路。

3.1加強指導教師與學生對畢業設計重要性的認識加強思想教育，提高指導教師對畢業設計重要性的認識是完成高質量畢業設計的前提。作為指導教師，需要自己理解什么是復雜工程問題，教師設計的畢業設計題目符合復雜工程問題的條件嗎？教師需要在畢業設計的過程中加深自己對于復雜問題的理解，調動學生的興趣，對學生碰到的難題悉心指導，對畢業設計進度和成果有效監督，才能最大限度發揮學生的潛能，培養出具有獨立解決科學問題的優秀畢業生。學生作為畢業設計的主體，更需要從思想上認識到畢業設計的重要性，否則難以達到專業的培養要求，這就使得他們避免在畢業設計過程中碰到困難之后不能深入思考，缺乏鉆研的動力和耐心。

3.2加強畢業設計過程管理

《工程教育認證工作指南》顯示：畢業設計的選題工作是關系實踐教學環節能否達到預期教學效果和教學目的、保證畢業設計工作質量的關鍵。選題首先應是復雜工程問題，具有一定綜合性、工程性和創新性，要求指導老師對選題范圍精心設計，嚴格把關，課題以學生興趣為導向，對于學生進行差異性指導。例如，筆者所在單位要求每名指導教師每年更新課題內容1/3以上，課題設計內容涉及前沿領域的工程問題，不能與系里其他老師以前的課題重復，如果因為沒有合適畢業設計題目，可以申請少帶或不帶畢業設計；同時，根據電子信息工程專業特點，要求每名教師必須有1/3以上的學生進行硬件畢業設計。

為方便學生學習，加強畢業設計中學生薄弱環節的指導，筆者制定了畢業設計資料查閱指南；開題報告、文獻綜述、中期報告、畢業設計論文撰寫指南與模板，從學生一進入畢業設計環節開始逐步進行有針對性的鍛煉，包括語言組織、公式編輯、摘要規范，繪圖、表規范，參考文獻規范，經過中間過程的考核與要求，最后學生逐漸達到比較高的水平。

3.3創造團隊協作機會

畢業設計最終目的是檢驗學生本科3.5年專業知識的掌握程度，以及為進入社會實際工作崗位打下基礎。無論是對于剛入職場的新人，還是有幾年工作經驗的老員工，碰到一些新問題的情況是在所難免的，這就要求學生具備進行團隊協作解決復雜問題的能力。筆者在每年設計本科畢業設計題目時，不同設計題目之間本身具有一定關聯性，這樣本科畢業生在畢業設計的完成過程中，就可以培養小團隊協作解決復雜問題的能力。每一個課題在選題方向上有一定相似之處，可以通過團隊協作互助的形式，使得在問題的解決方法和最終獲得的成果方面有比較好的突破，每一個學生均能體現自己的工作價值，并可獲得團隊其它成員的認可和幫助。學生通過畢業設計中團隊合作所獲得的成就感，提前感受社會工作的團隊運營模式，增強進入社會工作崗位的自信心和適應能力。