中職工科專業教學畢業設計課程的實踐探索

鐘曉珊

畢業設計通常是高等教育工科專業教學的重要環節。要求學生綜合運用所學專業的理論知識，獨立分析并完整解決某項實際的工程技術問題，從而培養初步的工程實踐能力和綜合的技術素質。就中等職業教育而言，由于學生知識儲備的不足、學習能力的欠缺，加之缺乏主動解決問題的心理準備，導致畢業設計課程較難有效地開展，勉強而為之，需要降低難度與要求，卻往往會淪為一個大作業而已。

一、畢業設計對于中職專業教學的重要性

作為專業人才培養方案的重要組成部分，畢業設計對培養合格的應用型人才具有十分重要的作用。在中職領域開展畢業設計工作，其重要性還體現在：

（1）畢業設計適合學生的現實需求

中職學生普遍年齡層次低，基礎知識薄弱，學習習慣差，導致專業理論學習難度大、學習興趣少。畢業設計需要親自動手解決實際的工作問題，符合中職學生實際操作能力較強、對實用問題感興趣的特點。通過畢業設計的實踐活動，能夠幫助學生進一步認識、了解所學專業，從而激發專業學習的熱情，掌握本專業的基本技能，為其進入高職階段學習奠定基礎。這也是中職專業教學的有效性的體現。

（2）畢業設計引導專業建設的服務方向

畢業設計選題來源于實際工作崗位，采用當下最流行的技術。經過畢業設計的訓練，學生能夠初步了解并獲取從事專業工作的職業資格，使專業所學能為崗位所用。畢業設計跟隨社會發展與技術進步不斷更新其主題和內容，可以引導專業建設及時調整目標與方向，使專業建設更好地服務于區域經濟發展。

（3）畢業設計助力課程體系的不斷完善

在完成一個有現實背景的畢業設計任務的過程中，總會遇到這樣那樣的技術問題，大部分問題綜合所學即能解決，有些問題則是全新未聞；此外，隨著技術發展，會出現新的、更為簡潔的解決方案。不斷解決現實的技術問題，無疑是課程體系建設的原動力。作為課程建設的反饋器，畢業設計的推進過程，也是對專業課程結構和課程內容設置的合理性檢驗過程，使得整個課程體系建設構成一個能夠適時完善的閉環系統。

（4）畢業設計促進教學團隊專業成長

中職學生的特點，決定了畢業設計任務無法交由他們來完全獨立地完成，關鍵技術點需要指導教師來攻克?，F實中的專業教師大多沒有實際的工作經歷，缺乏解決技術問題的習慣和經驗。在指導畢業設計的過程中，教師需要同時身兼項目工程師的職責，這種倒逼壓力促使教師主動研究技術，積極探索問題的解決辦法，自身專業素質得到提高，從而帶動整個教學團隊技術能力的提升。

二、如何有效開展中職適用的畢業設計工作

與高等教育相似，中職階段的畢業設計也是要求提交相對完整的工作結果的一項綜合實踐活動。但由于學生整體的差異，需要采用不同的方法。在中職階段，成功實施畢業設計工作，需要關注以下內容：

（1）確定畢業設計課程的設計原則

工作性原則

畢業設計課程的選題應當來自于職業崗位的任務項目。要求學生在給定的時間內，提交合乎客戶需求的產品。其工作流程、執行效率、勞動守則、技術規范、數據標準等方面的要求，與真實工作環境相一致。

綜合性原則

在完成任務的過程中，學生需要了解客戶需求、查詢技術資料和規范，梳理并綜合運用前期課程所學的專業技能。除此之外，還需學會團隊分工合作，養成良好的工作習慣。

獨立性原則

畢業設計應當是在教師的組織和指導下，學生獨立進行的學習和探索過程。以學生為中心，教師通過引導和幫助，學生獨立計劃并完成任務項目，從而得到完成一個實際項目所必需的綜合基本訓練。

創新性原則

現實的項目類型和客戶需求多種多樣，在工作過程中會出現各種已知的和未知的技術問題，需要師生共同學習，激發創新思維，獲取創新的工作成果。

（2）選擇合適的課程模式和教學方法

按照畢業設計的特點，采用工作過程系統化的課程模式。工作任務要清晰完整，學生需要經歷從明確任務、制定計劃、實施檢查到評價反饋的整個工作過程，從中獲取工作過程知識，掌握相關的專業技能，梳理并重構專業知識體系，同時獲得處理信息、掌握計劃、決策和實施、總結評價、團隊協作、溝通交往等關鍵能力。課程實施過程中，以小組為執行單位，學生扮演不同的崗位角色。以行動為導向，在不同階段，針對具體問題的特點，采用探究法、案例教學法、任務教學法、項目教學法等多種形式，使學生在完成畢業設計的同時，能夠學習并掌握相關的核心技術。

（3）指導教師發揮關鍵作用

中職學生的知識與經驗不足，邏輯思維能力、分析問題和解決問題的能力欠缺，無法強求他們能像大學生一樣，獨立、主動地去解決畢業設計中遇到的問題。中職階段的畢業設計，可以不妨設定為企業資深員工帶領新入職人員，共同完成實際工作項目這樣一個情景。指導教師扮演項目工程師、項目經理、技術培訓師三重角色，承擔解決關鍵技術問題、管控項目進展以及知識與技能教學的任務。這對專業教師而言，既是挑戰也是歷練的機遇。指導教師需要努力鉆研技術，多渠道地尋求技術解決方案，并善于對新的技術和技能進行教學化項目設計，采用合適的教學方法，傳遞給學生；此外，還要關注學生的工作過程，調節工作情緒，把控工作進度，確保畢業設計能夠提交相對完整的作品。

（4）加大畢業設計的工作力度

鑒于畢業設計的重要性，需要站在專業建設的層面，集聚科組或專業團隊的力量，來推進畢業設計工作。在設計選題時，要綜合前期課程的學習，選擇應用性強、可持續發展、可累積成果的項目；在隊伍組織上，要動員專業團隊集體攻克技術難關，同時盡力尋求企業的技術協助；在指導策略上，要為學生創造較好的實踐環境，幫助學生解決問題，力爭讓每位學生在通過自身努力后，能完成相應的工作任務，有不同程度的成果收獲和成就感；在總結評價時，既關注工作成果的的目標達成，也關注學生個體通過畢業設計而收獲的個人成長；在工作結束后，要及時回饋畢業設計過程中產生的教學成果，以不斷修正課程結構和課程內容，發揮畢業設計工作的最大效益，使其成為整個專業課程建設中的重頭戲。

中職工科專業教學畢業設計課程的實踐探索

三、畢業設計的應用實例

作為廣州市教育局精品課程“數字地圖加工”的終端教學環節，我?！翱臻g信息處理”專業的“三維地理建?！碑厴I設計已經連續開展了三年。作為中職生在校的最后一道大餐，師生共同成長，一起收獲了別樣的精彩。在此簡單介紹其過程和心得，以供分享和借鑒。

（1）專業背景及選題

我校開設的“軟件與信息服務（空間信息處理）”專業，其目標是為空間信息處理行業領域培養初級的技術技能型人才，要求學生具有基礎的程序編寫技能，掌握GIS軟件平臺的基本操作技能。在城市數字化的浪潮中，三維地理信息成為應用熱點，3D GIS成為IT領域的熱門技術之一。“三維地理建?！边\用到軟件技術、圖形圖像處理技術以及GIS技術，跟本專業課程密切相關；建模尺度可大可小，建模方法也在不斷推陳出新，連同后期的模型應用，本項目可持續開展，獲得系列化的成果。

（2）前期技術準備

前期工作由教師主導，專業社團協助參與完成。工作內容包括新技術調研、工作流程設計、工作規范編制、關鍵技術攻關等。

①技術選擇

當前主流的地理建模技術，是使用Google Earth（以下簡稱GE）獲取衛星影像；使用ArcGIS平臺進行地信數據處理；使用SketchUp（以下簡稱SU）創建3D模型；使用Skyline平臺進行模型展示。這些工具平臺都可以借助代碼來拓展其功能，實現特殊要求。

②工作流程

技術路線與工作流程圖示如下：

所使用到的工具與軟件：全站儀、測距儀、Google Earth、Auto CAD、Global Mapper、ArcGIS、SketchUp、Skyline以及自制工具。

③編制工作規范

各種規范文檔包括：工作紀律規范、技術指導手冊、測繪數據規范、三維建模規范＼程序代碼規范等。

④關鍵技術攻關

限于篇幅，這里簡介2個關鍵技術。

編程類：代碼獲取衛星影像數據

GE為普通的地信應用提供了關鍵的衛片底圖數據。手工逐幅截取，后期的拼接和配準工作量巨大，且大范圍時容易失真。代碼截取衛片，可以無縫拼接，確保影像精度和坐標精度。

在ArcMap的VBA環境中編程，創建UIControl并在其事件中編寫代碼，完成自動截取功能。程序界面如下：

在ArcMap中，繪制一個表示截取范圍的矩形面框，然后單擊“AutoMap”按鈕，啟動自動截取過程：首先獲取截取框的位置坐標，然后從左下角開始，設置GE的Camera.range=300（此時GE衛片的分辨率大致為1：10000），Camera.Tilt=0（確保無傾角），Camera.Azimuth=0（確保正北向），逐幅移動GE中的衛片，同時進行截屏保存圖片，并適時計算其World File數據。下圖為截取的學校附近的1幅衛片，其分辨率足以進行1：10000的矢量化提取。

一期項目計劃完成學校本部、雕塑公園、麓湖公園的三維建模，截取范圍3.26km×1.87km，共截取衛片10×7幅，耗時約2分鐘（跟網速有關）。這70幅衛片可以在ArcMap中直接加載，且無縫拼接。

繪圖類：創建3D地形

SRTM3.0是目前能夠公開獲取的較好的全球高程數據。項目區域所涉及的文件為：SRTM_f03_n029e118.tif.gz。在Global Mapper中加載該文件，并將其轉換為等高線，注意使用5m等高距加密。然后在ArcMap中，按項目所設定的區域，將其修整成封閉曲線，如下圖所示。

該等高線可直接轉至SU中成為三維線，然后使用“沙盒”工具生成三維面。經比較發現，由Tin數據直接轉成的SU三維面更加光順。所以，先在ArcMap中，使用“3D Analyst”插件的“Create TIN From Features”命令，生成TIN數據后，再轉至SU中，得到山體面。

接下來進行道路建模。先在ArcMap中，按照道路寬度，生成緩沖區；合并緩沖區后，轉至SU中，然后執行“曲面投射”指令，將道路面投射到山體面上，然后對道路進行貼圖。最后得到帶路面的山體面，如下圖所示。

（3）組織與實施過程

①創設情境

教師提出項目的任務目標，展示類似的三維地理模型成果；營造實境工作氛圍，宣布工作守則，明確考核方式。

②劃分工作小組

先指定1～2名優秀學生作為項目負責人，然后自主報名，成立若干工作小組，各組推舉1名組長。教師根據學生的能力和特點，進行互補搭配，最終確定工作小組成員。

③制定計劃

指導教師發放實習工作規范文檔和相關的技術支持資源。根據項目的具體情況，為各個工作小組分配任務。組長組織組員分析討論工作任務，對任務進行分解、分工，制定工作計劃，并報備項目負責人，最后由指導教師審定。

④實施檢查

整個實習過程強調學生自我管理、獨立完成。組長管理各個組員，項目負責人管理各個組長，指導教師管控全局，重點聯系項目負責人。要求每天撰寫工作日志，組員向組長、組長向項目負責人、項目負責人向指導教師及時反饋工作進程。指導教師需要及時發現學生出現的工作困難，適時進行個別指導、小組指導和全班指導，及時解決技術障礙，確保實習工作順利進行。

⑤評價反饋

實習結束，舉行“畢業設計分享會”，各工作小組展示工作成果，分享工作心得。根據工作日志的紀錄，組長為其組員評分，項目負責人為各個組長評分，指導教師最后根據整個項目的完成情況，給出團隊評價和個人評價。

（4）實施效果

下圖所示是首次畢業設計完成的三維校園。迄今為止，已經完成學校周邊的雕塑公園、麓湖公園的三維建模，做完白云山風景區后，整個區域連成一片，蔚為壯觀。

對學生而言，最大的收獲便是對工作的興趣，用他們的話來說，就是整個過程“好玩”。在工作中，他們有分工、有互助，自己做計劃、然后按自己的意愿去構建他們所看到的世界。這個跟課堂的學習體驗完全不同，應該也是他們在中職的最深的記憶。

對專業而言，畢業設計實實在在地帶動了專業建設。模型建完后接下來就是應用了，應用方向包括Skyline漫游、VR展示、景點APP等，這些內容已經列入專業的發展規劃，并且已經組織專業社團，開始了前期的技術探索。

責任編輯朱守鋰