基于CDIO的工科類本科畢業設計制度改革研究

袁野

（汕頭大學工學院電子系，廣東 汕頭 515063）

基于CDIO的工科類本科畢業設計制度改革研究

袁野

（汕頭大學工學院電子系，廣東 汕頭 515063）

目前，我國的工科類本科畢業設計還存在一些不足，如時間安排的不合理等，造成了畢業設計/論文質量不高，流于形式的現象.針對這一情況，結合CDIO工程教育理念，以改變畢業設計時間起點為突破口，將CDIO思想融入到本科畢業設計過程中，從時間安排、導師制度、評審制度三個方面對本科畢業設計進行改革，建立新的“四段式”本科畢業設計制度，旨在發揮畢業設計在本科人才培養中應有的作用，為我國的教育制度制定者們提供一定的借鑒和參考.

畢業設計；CDIO；教學改革

0 引言

近年來，本科畢業生忙著考研、找工作，往往無暇顧及論文，部分畢業論文出現“東拼西湊”的情況.這使得我國教育界對高等學校本科畢業設計一直爭議不斷，甚至不時有聲音提出取消本科畢業設計，搜狐、騰訊等國內主流網絡媒體曾在首頁刊登了一條題為“華中師范大學博導稱應取消本科生畢業論文答辯”的新聞[1]，引起較大反響.

無法否認，目前的本科畢業設計由于制度及時間安排等原因，存在很多問題，沒有發揮它應有的作用.但筆者認為，畢業設計作為本科生大學四年所學知識的一次綜合檢驗，其作用不容忽視.通過畢業設計，可以使本科生的綜合應用能力得到升華，使他們的動手能力、文獻檢索能力、信息搜集能力、分析能力、理論應用能力，甚至文檔編輯能力都能夠得到有效鍛煉.所以，不能因為目前本科畢業設計存在問題就否定它，就因噎廢食，反而，更應該針對本科畢業設計存在的問題進行有效的改革，使本科畢業設計發揮它應有的作用.

簡言之，本科畢業設計的意義是不容否定的，本科畢業設計不能取消，反而應該得到更大的重視.國內的很多專家、學者也意識到了這一點，并針對本科畢業設計提出了大量的改革意見[2-5]，對現有的本科畢業設計起到了一定的彌補和改革促進作用.但筆者認為，目前所提出的畢業設計改革辦法基本是對現行的畢業設計制度的修補，而現有的問題是由畢業設計的不合理制度造成的，不從畢業設計制度上入手改革，就無法真正扭轉現在的局面，只有進行徹底的制度變革才能真正發揮畢業設計在本科人才培養中應有的作用.

此外，某項教育改革的成功一定要有先進的教育理念作為支撐.汕頭大學的執行校長顧佩華教授率先將CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）教育理念引入到國內[6]，在此教育理念基礎上，本文提出了基于CDIO的“四段式”工科類本科畢業設計改革，從時間安排、導師制度、評審制度三個方面對本科畢業設計進行徹底的改革.

1 現行本科畢業設計制度存在的問題

畢業設計（論文）是一次難得的綜合實踐性學習機會，是對大學四年學習成果的檢驗、總結與提煉，能否圓滿地完成畢業設計（論文），對學生今后的工作和成長有很大的影響，其重要性不言而喻.目前，我國絕大部分高校在現行教學規劃中明確制定了本科學生于第8學期（大四春季學期）開始做畢業設計（論文）的計劃，這種時間安排與本科學生落實工作和研究生考試產生嚴重的時間沖突，直接導致本科畢業設計越來越流于形式，沒有發揮它在本科教育中應有的作用.歸根結底，現在的本科畢業設計存在的種種問題是由畢業設計的不合理時間安排造成的.

因此，為了徹底改變目前畢業設計“流于形式”的現狀，使之成為本科生自我提高的一個有效途徑，必須在畢業設計的各個環節，包括：時間安排、導師制度、命選題方式、評審標準、答辯制度五個環節進行改革，才能從根本上解決目前本科畢業設計存在的問題.

2 CDIO教育理念

為了保證畢業設計改革的科學性、合理性，必須有先進的教育理念為基礎.CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果.從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2 000萬美元巨額資助，經過四年的探索研究，創立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織.

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程.從CDIO四個層面上看，該教學理念更強調激發學生的自主性和創造性，強調在一個完整的“產品”運作周期中鍛煉學生的獨立思考、創造力、團隊合作等綜合能力.因此，本文借鑒CDIO思想，將這種先進的教育理念充分地融合到畢業設計改革中，通過徹底變革現有的畢業設計制度來激發學生的獨立思考能力、創新力，培養他們的解決問題能力.

3 基于CDIO的新本科畢業設計制度

結合CDIO教育理念，本文以“改變畢業設計起始時間”為突破口，從執行過程、導師制度和評審標準三個方面對畢業設計進行徹底改革，提出“四段式”畢業設計方式，即讓畢業設計貫穿本科學習的主要階段，注重激發學生的獨立思考能力和自主創新意識；改變目前的導師制度，弱化教師在畢業設計中的作用，強調以學生自身為主導，建立“學生為主體-教師為顧問”的新導師制；著手建立畢業設計（論文）的質量評價標準，對畢業設計的各個環節給出詳細的評價標準，打破以往無標準、無淘汰的畢業設計體系，使學生的畢業設計（論文）的質量評價做到有據可依.

3.1 總體思路

本文總體的改革目標就是建立能夠保證高質量畢業設計的體系.而何謂高質量畢業設計？筆者認為就是使學生通過畢業設計這一環節能夠對綜合素質得到鍛煉，如創新能力、提出問題能力、分析能力、解決問題能力、總結能力、自學能力等，如果這些能力在一個畢業設計結果中能夠得到很好的體現，那么這必然是一個高質量的畢業設計.為了建立能夠保證高質量畢業設計體系，針對現有畢業設計制度的三個具體改革思路如下：

1）建立新的畢業設計執行制度.改變畢業設計起始時間，徹底解決本科畢業設計與畢業生找工作及考研相沖突這一主要矛盾，使本科畢業設計貫穿于整個大學的四年時間，實現精耕細作，從制度上為高質量本科畢業設計提供保障.

2）建立“學生為主體-教師為顧問”的新導師制.改變目前的“導師命題-學生選題”畢業設計執行模式，建立“學生為主體-教師為顧問”的新導師制，使學生成為畢業設計的主體，盡可能使畢業設計從選題到答辯由學生獨立自主完成，弱化教師的作用.

3）建立、細化本科畢業設計評審體系.有了從制度上保障高質量的本科畢業設計，還需要做到“有法可依”，需要把好最后的“評審關”，需要建立詳細的畢業設計評價標準，使學生和教師有的放矢，明確各自在畢業設計過程中的任務及需要達到的最低要求.

3.2 執行方案

目前，本科畢業設計的主要矛盾在于畢業設計的時間安排與學生找工作及考研相沖突.如何解決這一矛盾，是畢業設計改革的突破口.現行的畢業設計安排是“導師命題-學生選題”，學生在畢業設計過程中處于被動地位，且由于年年命題，教師也存在“題目資源枯竭”的問題.因此，如何發揮學生在畢業設計過程中的自主性，激發他們的創造力，是實現高質量的畢業設計的唯一手段.

3.2.1 新畢業設計制度的整體執行過程

針對本科畢業設計（論文）的現有問題，以“改變畢業設計起始時間”為突破口，本文提出“四段式”畢業設計方式，即讓畢業設計貫穿本科學習的主要階段，具體方案及階段管理細則如下：

1）學生從大學二年級的秋季學期（第三學期）即開始進入畢業設計的引導階段.在這個學期，學生已適應大學生活，且學習了本科階段的主要基礎課程，對于本科畢業設計而言，這一學期屬于引導階段.在學期的開學初，應由本專業教師對所有學生介紹畢業設計的重要性、必要性、執行流程、選題、如何開展等情況，并特別強調畢業設計（論文）的評價標準及淘汰制度，使學生對畢業設計有個初步的認識；接著在一學期內，學生可根據自己的興趣、愛好廣泛查閱相關資料，了解感興趣的研究、設計方向.在學期末提交一份總結報告或感想即可，這一階段教師可不參與，主要由學生獨立完成；但建議教師在期間對學生進行階段審查或問詢，起到督促作用，在總結報告的審查中首先要檢查是否存在抄襲現象，對于引用部分要進行參考文獻的標注，以保證學生能夠認真獨立完成.

2）大二的春季學期（第四學期）進入選題和前期準備工作.經過上一學期的了解和調查研究，學生會對本專業的主要研究內容和發展方向有了深入了解，在這一階段開始選題工作.選題過程可由學生先行提出畢業設計（論文）題目、方向，然后由教師審核創新性、可行性；教師亦可自行提出題目，但應以啟發、引導式為主，提高學生發現問題的能力.由于題目是整個畢業設計（論文）的核心，涉及要解決什么問題，直接決定一個畢業設計（論文）的創新性、可行性，因此，對于題目的確定比較慎重，安排了一學期的時間.對于這一階段的執行，建議以啟發鼓勵創新性為主，由導師對學生選題的創新性、可行性進行評價，并給出合理化建議.

3）從大三的秋季學期到大四的秋季學期（第五到第七學期），是畢業設計的執行階段.經過了縝密的選題階段，及各種基礎課、專業課的學習，學生的專業知識和學習能力又得到進一步的提高，有利于畢業設計具體實施工作的開展.這一階段以學生自身為主體、教師指導為輔，尋求解決問題的方法、方案.對于這一階段，教師主要起到答疑和監督工作，對于學生遇到的具體問題可以給出解決建議，同時要對執行過程跟蹤，避免學生出現懈怠狀態，執行過程完成的情況和態度可以作為畢業設計評價參考.

4）大四的春季學期，開始整理資料、撰寫論文、準備答辯階段.經過三個學期的執行階段，學生應該會得到令人滿意的研究/設計結果，經過總結、提煉，必然會寫出更加完善的畢業論文.在這一階段中，教師對學生的總體完成情況進行考核、總結，對論文的撰寫進行指導.

將上述重新設計的本科畢業設計（論文）實施過程總結如下：

實際上，所提出的“四段式”本科畢業設計制度完美地將CDIO教育理念融入到畢業設計過程中來，四個階段恰好體現了CDIO的構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個過程.四個階段都是由學生為主體來完成，可以使學生的創意、反思、執行等多個方面都得到有效的鍛煉.

圖1 “四段式”本科畢業設計制度安排

3.2.2 “學生為主體-教師為顧問”的新導師制

目前，在我國現行的本科畢業設計制度中，絕大多數高校都采取“導師命題-學生選題”這種形式，這種導師制度的安排也是造成本科畢業設計質量不高的原因之一.本科畢業設計每年進行一次，這意味著教師每年都要出幾個甚至是十幾個題目供學生選擇，這就很難保證教師每年出的題目都具有新穎性.此外，由于是教師命題在先，學生被動選題，命題過程沒有充分考慮每位同學的性格特點及研究興趣，會使學生產生被強迫進行畢業設計、應付差事的心理，不利于調動他們的積極性.而在最后的答辯過程中，由于每位同學都有歸屬的導師，所以難免使教師間礙于同事關系、情面，不愿嚴格、客觀的提問，而使答辯走過場、走形式，這也不利于畢業設計質量的提高.

因此，針對上述問題，提出建立“學生為主體-教師為顧問”的新導師制度，即充分強調整個畢業設計過程中以學生為主體，從選題、執行到最后的答辯全部由學生獨立自主完成.在新導師制度中，學生和教師的地位被重新安排如下：

1）新導師制度中“學生的角色”：學生是新導師制度中的主體，從信息、資料的搜集，題目或研究方向的選擇，實驗、設計，到最后的報告、論文，都應由學生獨立完成；學生不再有專屬的導師，甚至在最后的答辯中都不會出現教師的名字，答辯中學生完全是以獨立個體存在.

2）新導師制度中“教師的角色”：在新的導師制度中，教師屬于輔助地位，是學生完成畢業設計的“顧問”.雖然教師不再像從前需要每年擬幾個、十幾個畢業設計題目，但實際上，在新的導師制度中，教師的作用更加重要.教師作為“顧問”，需要對學生完成畢業設計加以正確的引導，讓學生能夠根據自己的興趣、性格特點選擇合適的研究方向（設計題目），還要對學生選定的題目的可行性、難易程度進行評估，這一過程對學生完成畢業設計非常關鍵.同時，在學生進行畢業設計過程中遇到問題時，教師應盡量以啟發的方式給予合理化建議，輔助他們完成畢業設計.

3.2.3 細化的畢業設計評價標準及學生完全獨立參與畢業設計答辯

最后的答辯也是本科畢業設計非常重要的一環，為了使“評判者”—教師、“參與者”—學生明確畢業設計的最低要求，即什么樣的畢業設計才是合格的畢業設計，就需要詳細的畢業設計評價標準相配合.因此，需要從題目的難度和創新性、方法的合理性、工作量、畢業論文格式與完成質量、答辯表現等幾個方面給出畢業設計詳細的評價標準.有了詳細的畢業設計評價標準，教師和學生都可以有的放矢的履行各自的職責，明確各個環節的最低要求.

有了詳細的評價標準，在答辯過程中就要對照標準嚴格的執行，對于綜合評價不能達標者，一定要予以淘汰或相應的懲罰，做到“有法可依，執法必嚴”，才能保證畢業設計高質量的完成.

在新的畢業設計制度中，由于學生和教師不再存在“專屬”關系，教師是作為“顧問”存在的，所以在最后的答辯中，學生是以完全獨立自主的身份存在的，教師在提問與評審中就可以避免人情因素，這樣就最大化地保證最后的評審環節客觀、公允.

4 執行效果

為了驗證本文所提出的方案，從本科二年級中選出八位同學進行一輪完整的方案測試.整個的測試過程嚴格按照上述所提的四個階段執行，即“引導-選題-執行-總結”過程.在引導階段，定期組織安排八位同學進行討論，介紹專業相關的一切前言知識，相互討論一些技術熱點，在這過程中形成了良好的閱讀和跟蹤前沿技術的習慣.在選題階段，一開始并沒有限定題目，而是由學生自己根據興趣完成，八位學生中有六位同學自己提出的初始題目不夠完善，設計內容難度較大或不夠合理，例如根據我國垃圾分類問題提出的“基于圖像識別的自動分類垃圾桶”，經過討論后改進為“基于人臉識別的實驗室門禁管理系統”.在執行階段，學生們實際上處于邊做邊學的過程，這時期已學過大部分的專業基礎課，主要的基礎知識已掌握，還在學習部分專業課；訪談中了解到，真正動手開始執行設計內容時，學生們還是比較吃力的，畢竟有些專業課內容還未掌握，但是隨著慢慢入門后，就越來越對知識的學習和應用感興趣，大大超過了老師的教學進度.由于邊學邊用，八位同學在動手能力上得到很大鍛煉，有五位同學在參加的廣東省大學生科技競賽和“合泰杯”大學生科技競賽中都取得二等獎的好成績.在最后的總結階段，八位同學都顯得比較輕松，因為畢業設計的設計環節都已完成，只剩下論文寫作部分，比其他同學更加從容；并且，由于之前的技術積累，讓他們在找工作面試中很快都脫穎而出，早早簽訂了工作協議.

從整個的項目驗證結果，以及參與學生們的切身體驗看，新的畢業設計過程是多方共贏的新方式，能夠有效避免畢業設計與學生畢業找工作這一主要時間沖突，且能夠緊密嵌入學生的大部分本科學習過程中，與課堂教學互為促進.同時也增強了學生的競爭力，對高校的就業率是一種保障.

5 新畢業設計制度改革意義

本文所提出的本科畢業設計改革思路中，將CDIO理念融入到了整個畢業設計過程，通過對畢業設計時間安排等的改革，結合實際的驗證效果，筆者認為可以帶來如下轉變：

1）提高畢業設計（論文）質量.通過改變畢業設計（論文）的起始時間，使得畢業設計不再與學生落實工作、研究生考試等相沖突，畢業設計時間的延長也使得教師有理由對學生的畢業設計（論文）執行情況提出更高的要求.

2）使學術型、專業型的分類人才培養模式提前.目前，國家、教育部在大力倡導研究生培養的分類培養模式，將研究生分成學術型和專業型進行培養.實際上，通過建立新的畢業設計（論文）運行體系，發揮學生的獨立自主學習、分析和解決問題的能力，無形中也起到了分類人才培養的作用.

3）提高學生的專業知識學習興趣，鞏固所學知識.通過建立新的畢業設計（論文）運行體系，將現有的單學期、“教師命題-學生選題”的簡單模式改變為六學期完成、分“引導階段-選題階段-執行階段-總結階段”四階段的多學期、多階段的新模式，使得整個畢業設計的執行過程與學生的專業知識學習階段緊密結合，可使學生做到“邊做邊學、邊學邊做”.

4）增強本科學生的職業/學術競爭力.畢業設計（論文）不是簡單的一個教學環節，它是對學生大學四年所學知識的一個綜合檢驗，是對所培養的學生的知識運用能力的一個全面考察.通過建立更加完善的畢業設計（論文）的運行體系，和細化畢業設計（論文）質量評價標準，建立有淘汰機制的畢業設計（論文）制度，必能大幅提高畢業設計（論文）質量.

5）實現“畢業設計質量有保證”、“學生有時間落實工作”雙贏的局面.由于整個畢業設計的時間被大大拉長，教師可以對學生提出更嚴格的要求，畢業設計的質量得到保證；同時，由于畢業設計的主要執行階段在大三的春季學期和大四的秋季學期，在大四的春季學期只需完整資料整理和論文撰寫，學生可有較多時間落實工作問題，進而實現“畢業設計質量有保證”、“學生有時間落實工作”雙贏的局面.

6 結論

在本文提出的畢業設計改革思路中，充分借鑒了CDIO教育理念，以學生為主體，調動學生的積極性與創造性，因此，新的畢業設計安排實際是CDIO教育理念在本科畢業設計過程中的綜合體現.有先進的教育理念做基礎，決定了新畢業設計制度理論上的合理性.本文是筆者在指導本科畢業設計過程中發現問題并受CDIO教育理念啟發后所產生的改革思路，在實際教學中也得到了很好的驗證效果，希望能對我國的本科畢業設計改革提供一些借鑒和參考.

[1]華中師范大學博導稱應取消本科生畢業論文答辯[EB/OL].（2012-05-04）[2017-01-01].http://news. sohu.com/20120504/n342323085.shtml

[2]高琪，李位星，廖曉鐘.工科專業本科畢業設計全過程考核評價體系研究[J].實驗室研究與探索，2013（11）：393-397.

[3]趙海軍.車輛工程專業畢業設計的改進與實踐[J].中國科技信息，2012（5）：149-150.

[4]李清富，渠遠芳，劉晨輝.工科學生畢業設計存在的問題與對策[J].教育教學論壇，2016（52）：221-222.

[5]李世廣，唐慶峰，操海群.本科畢業論文（設計）教學改革的實踐與思考[J].高等農業教育，2016（6）：52-55.

[6]顧佩華，沈民奮，李升平.從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-15.

Study on the Reform of Engineering Undergraduate Thesis/Design Based on CDIO

YUAN Ye
（Department of Electronics,Shantou University,Shantou 515063,Guangdong,China）

At present,there still exist some problems for the engineering undergraduate thesis/design,such as the unreasonable start time of the undergraduate thesis/design,which results in the lowquality of undergraduate thesis.To solve this problem,combined with the idea of CDIO,the start time of undergraduate thesis/design as the breakthrough is taken.The CDIO ideas is integrated into the undergraduate thesis/design process and the undergraduate thesis/design from scheduling,mentoring system,and the assessment system is reformed. Finally,establish a new“four-part”undergraduate thesis/design system is established to make the undergraduate thesis/design play a proper role in the undergraduate training,and provide a reference for the country's education system makers.

thesis/design;CDIO;reform

1001-4217（2017）04-0074-07

G64

A

2017-01-07

袁 野（1981—），男（漢族），遼寧遼陽人，博士，副教授，碩士生導師.研究方向：生物醫學信號處理. E-mail：yuanye@stu.edu.cn

基目項目：廣東省高等教育教學改革項目（2012175），廣東省高等學校優秀青年教師培養計劃項目資助