交通類專業(yè)本科畢業(yè)設計質量提升的探索與實踐

李榮 吳彪 趙靜 呂德剛 張鵬 柳靚南

(黑龍江工程學院 黑龍江哈爾濱 150020)

畢業(yè)設計（論文）是檢測學生綜合運用所學專業(yè)知識解決工程問題問題、科學素養(yǎng)、創(chuàng)新實踐能力最重要手段，因此也是高校實踐教學最重要實踐教學環(huán)節(jié)，通常被安排在最后學業(yè)階段。本科生畢業(yè)設計（論文）質量直接體現該校的教學質量及辦學水平。為提升畢業(yè)設計（論文）質量，教育部陸續(xù)出臺了多個文件，涉及畢業(yè)設計多個方面：強調“真刀真槍”開展畢業(yè)設計、把企業(yè)需求或企業(yè)革新項目引入畢業(yè)設計，促使高校畢業(yè)設計題目更新的同時，解決高校人才培養(yǎng)同企業(yè)人才需求“兩張皮”的問題；為提升學生學術能力，保證畢業(yè)設計質量，強調對畢業(yè)設計全過程管理，要求高校對形式、內容、難度進行嚴格監(jiān)控；為提高學生的科學素養(yǎng)、誠信，避免心浮氣躁、急功近利等，今年相繼出臺多個學術不端行為文件，促使大學生樹立正確的社會價值觀及學術價值觀等。

如何通過畢業(yè)設計這一重要實踐環(huán)節(jié)，提高學生綜合利用所學知識解決當前企業(yè)、行業(yè)中存在的問題的能力，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和嚴謹的態(tài)度、激發(fā)學生專業(yè)興趣和科研探索，是近年來高等教育研究的重點研究方向對之一[1-3]。

1 階梯化畢業(yè)設計（論文）教學模式探索與實踐

隨著交通運輸行業(yè)新模式和新業(yè)態(tài)的到來，要求交通運輸專業(yè)加快調整方向，培養(yǎng)適應新需求的技術技能人才。高校教師承擔的科研項目都是相關行業(yè)發(fā)展前沿或源于企業(yè)的實際項目，因此將研究內容和教學相結合、將企業(yè)實際問題及相關技術引入實踐教學中，可有效提高畢業(yè)生能力。為提高學生的創(chuàng)新實踐能力，許多高校教師嘗試將自己的科研項目融入大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓練項目（簡稱大創(chuàng)項目）中，或指導學生畢業(yè)設計時有效結合自己科研項目，并取得了一定的成效[4-6]。

依托黑龍江工程學院交通專業(yè)重點學科交通信息工程及控制領軍人才團隊近年承擔的一些與交通相關的科研目，將科研元素融入教學內容中。開展教學活動前，先帶領學生了解科研項目進展過程，了解所學理論專業(yè)知識在實際科研中的應用。結合科研項目進展過程中團隊成員如何分工協(xié)作完成，在人才培養(yǎng)方面，學生通過加入科研團隊，進實驗室，在充分了解科研項目進展過程的基礎上，申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。整個大創(chuàng)項目的完成過程中鍛煉其科研能力及綜合解決問題的能力，為后期開展畢業(yè)設計積累經驗且奠定基礎。通過上述實施，根據畢業(yè)設計（論文）質量反饋，更新教學內容，具體如圖1所示。

圖1 階梯化本科畢業(yè)設計（論文）教學模式

1.1 科研項目融入教學促進創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新性是衡量畢業(yè)設計（論文）質量的一個重要指標點。團隊教師承擔了大部分交通類核心專業(yè)課。在授課過程種，通過科研項目介紹，讓同學了解相關科研項目同時也了解教師的科研方向，吸引同學加入項目研究，引導學生將所學理論綜合應用到實踐項目中。使學生能主動思考，提出新想法，積極動手，學習新技術，為后期開展畢業(yè)設計奠定基礎。

以承擔并完成的《基于繩索的爬行機器人》項目為例，在項目實施過程中，合理轉化提煉合適主題融入教學內容?！犊萍嘉膶懽骷拔墨I檢索》課程中通過分析項目申請書，引導學生寫大創(chuàng)項目申請；《機械設計》中，分析爬行機器人工作原理，學習自由度及運動機構設計；根據工作場合及指標等，確定其驅動方式，融入《液壓與氣壓傳動》《電工電子》等課程；《工程材料》學習中組織學生討論機器人各零部件材料選取等；根據機器人工作參數，為確保其可靠性、安全性以及工作壽命等，《工程力學》對主要零部件進行相應的計算分析等；《單片機設計與應用》《PLC編程與應用》中討論機器人控制系統(tǒng)設計與實現，如圖2 所示。項目逐漸進行過程中，團隊中的教師在完成科研任務的同時，各自將所承擔的任務融入教學中，教師間通過合作使得整個教學內容互相斜街，學生親歷親為參與進來，將所學知識融合起來，與科研及生產實際相聯系。

圖2 科研項目融入教學內容

1.2 科研項目驅動大創(chuàng)項目

科研項目實施過程中，授課教師綜合素質不斷提高，使教學內容方式得以動態(tài)調整。課堂中科研及創(chuàng)新元素的加入，除使課堂學習氛圍提高，也引起部分學生對學科專業(yè)的科學探索的共鳴。為提高學生的科研素質，筆者學校大力組織并鼓勵學生參與到國家級、省級和校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中來。依托國家—省—校三層次大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，積極開展階梯式創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)。通過對低年級學生基礎課教學過程中科研元素的滲透、科研意識的培養(yǎng)、鼓勵并引導學生在對所研究項目有一定了解的基礎上參與相應的活動。大二、大三部分學生已具備一定的科研能力，從而選取科研素養(yǎng)、動手、協(xié)作、學習能力強的同學，以學生為主，教師引導為輔組建大創(chuàng)團隊。教師團隊通過討論、預測、合理分解科研項目問題，確保分解項目大小適中、難易合理。學生團隊根據興趣、特長等選領子課題，教師團隊提供項目開展技術支持，學生團隊合理分工，互相協(xié)作確保大創(chuàng)項目順利實施。對于學生承擔的各級大創(chuàng)項目，在項目推進過程中，就項目設計、實驗準備、數據分析、報告撰寫等方面已經得到了充分鍛煉。

1.3 科研及大創(chuàng)項目融入為畢業(yè)設計（論文）

畢業(yè)設計（論文）質量依賴于畢業(yè)設計題目[7-8]。對教師團隊承擔的科研項目，團隊教師通過甄選、分解及論證，提煉出適合本科生畢業(yè)設計的題目，保證課題深度、廣度適中，滿足畢業(yè)設計指標點的同時，能激發(fā)學生創(chuàng)新能力且不打擊學生信心。另外，題目之間必定有相關性，因此可以實現“一題（同一項目）多人”畢業(yè)設計（論文）模式，學生通過互競互幫的方式，個人能力和團隊協(xié)作精神都得以鍛煉。在此基礎上團隊教師將優(yōu)勢的大創(chuàng)項目進一步凝練研究方向，衍生成畢業(yè)設計（論文）題目。通過將畢業(yè)設計（論文）同前期參與的教師科研項目、大創(chuàng)項目深度融合，使得課題研究內容貫穿學生大學4 年的學習，期間學生深入學習了畢業(yè)設計（論文）開展所需技術及工具，鍛煉了數據分析思維及處理能力，提高了文檔撰寫水平等。解決了傳統(tǒng)畢業(yè)設（論文）開展因時間緊、精力差、能力不足等造成的畢業(yè)設計（論文）質量差的問題，達到潤物細無聲的效果。

以學生興趣為基礎、科研項目為紐帶、大創(chuàng)項目為平臺，依靠交通領軍人才團隊，指導組織學生大創(chuàng)團隊，探索出科研反哺教學的畢業(yè)設計（論文）模式，實現師生教學科研能力及科研素養(yǎng)雙效提升的同時，為高質量畢業(yè)設計（論文）保駕護航。

1.4 畢業(yè)設計（論文）成果促教學內容改革

圖3 科研項目驅動大創(chuàng)項目

畢業(yè)設計（論文）開展過程中，由于題目來源科研或大創(chuàng)項目，對所解決問題的工具和手段，要求都有一定的高度。通過學生畢業(yè)設計（論文）開展，可直接驗證新方法、新理論、新設備等難易程度是否適合本科生學習。通過幾屆學生實踐，積累經驗，為交通類專業(yè)更新教學大綱提供依據。比如：交通類2019版教學大綱中，對《零部件測繪》實踐教學內容及模式進行了改革。其中三坐標測量儀及3D 打印技術就源于學生完成本科畢業(yè)設計過程中應用的新設備，且實踐教學中更新了傳統(tǒng)測量用零部件，有效提高教學效果；開展科技文寫作課程中，之前案例源于教師或其他學者發(fā)表的論文、項目研究報告等，學生對發(fā)表文章一直持敬而遠之的態(tài)度。通過將畢業(yè)生發(fā)表的本科畢業(yè)設計（論文）成果及優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）作為案例引入課堂，分析師兄師姐的成果案例，讓學生有親切感，為教學內容注入新鮮血液。新一輪教學活動中，組織學生分析、討論或者重現這些案例，可有效激發(fā)學生的專業(yè)興趣，“從學生到學生”模式，揭開低年級學生心中“科研神秘”的面紗同時消除學生對科研的懼怕感，且能激起學生科研嘗試的動力。

2 取得的進展與成效

黑龍江工程學院交通運輸重點學科專業(yè)團隊結合教師相關科研工作，率先開展了交通類專業(yè)畢業(yè)設計改革實踐工作。基于教師承擔的14 項科研項目指導學生申報大創(chuàng)項目46 項（其中國家級4 項目，省級21項目，校級21項）。基于科研及大創(chuàng)項目，衍生畢業(yè)設計（論文）題目100 多個，為畢業(yè)設計題目及類型注入新鮮血液。基于科研反哺教學畢業(yè)設計指導模式分別在交通類3 個專業(yè)實施，都取得了很好的成果。項目組將近5 年來通過團隊協(xié)作方式共指導216 名畢業(yè)設計，統(tǒng)計結果發(fā)現學生項目設計能力較往年有明顯提高，通過中期檢查和預答辯環(huán)節(jié)統(tǒng)計反饋進展緩慢的學生比例有所降低，畢業(yè)設計（論文）質量明顯提升。其中獲得優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）同學共40 名，且有8 名同學獲得校優(yōu)、2名同學獲得“創(chuàng)新杯”稱號，項目組所指導畢業(yè)設計優(yōu)秀率18.5%，高于交通類專業(yè)畢業(yè)設計（論文）5%～10%優(yōu)秀率。

3 結語

為更好地服務交通強國，順應高等工程教育與發(fā)展趨勢，結合新工科人才培養(yǎng)目標要求，黑龍江工程學院交通領軍團隊探索實踐了科研反哺教學提高交通類專業(yè)畢業(yè)設計（論文）質量。通過將教師科研項目滲透到教學內容，科研及學生大創(chuàng)項目融入畢業(yè)設計，實現了教師科研教學，學生創(chuàng)新實踐，畢業(yè)設計（論文）質量有效提升。