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中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0035-02
The Whole Process of Graduation Design Pattern Based On the Team Cooperation Study for Civil Engineering
Zhang Xuesong Chen Jinping
(College of Pipeline and Civil Engineering,China Univevsity of Petroleum,Shandong Qingdao 266580,China)
Abstract:Graduation design of civil engineering is a comprehensive practice teaching link, is a rehearsal stage in the field of graduates into practical engineering, which plays a very important role in the teaching of undergraduate course. In this article, in view of the China university of petroleum (east China) civil engineering professional based on team collaboration to build and practice of the whole process of graduation design patterns are discussed and summarized, in order to promote more civil engineering specialty and provide reference for graduation design teaching in colleges and universities.
Keywords:Civil engineering;Graduation design;Team collaboration;Whole process
2010年6月,教育部启动的“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量和各类型工程技术人才,对我国高等工程教育提出了更高的要求,具体地就是对毕业生的工程实践能力和创新能力提出了更高的要求。土木工程专业的目标是培养能在工程领域从事规划、设计、施工、管理和研究工作的高级工程技术人才。土木工程专业毕业设计作为综合性的实践教学环节,地位举足轻重。
研究针对目前毕业设计中存在的问题,结合我校土木工程专业“基于团队协作的全过程毕业设计模式”的实践,为我国土木工程专业毕业设计的改革和团队培养模式的构建提供思路和借鉴。
1 现状分析
根据笔者十年来的教学体会和总结,土木工程专业毕业设计现状并不能满足“卓越计划”和我国高等教育培养目标,从规划选题、教学模式、教学管理到结题考核都存在许多问题。
1.1 选题单一
选题以工程设计类为主,结构形式以框架和砌体结构为主,设计题目和结构形式多年不变,由指导教师确定方案,设计空间受到任务书制约,不利于学生设计创新能力的培养。
1.2 教学模式落后
目前,大多高校的毕业设计,仍采用单个学生独立完成建筑设计和结构设计工作的教学模式,每位学生题目虽然各异,但毕业设计实施流程和内容无异,浅层不利是抄袭现象频发,深层来看不利于调动学生工作积极性,难以达到毕业设计教学目标。
1.3 教师指导能力不足
毕业设计环节的生师比过高,指导设计的专业教师严重不足;青年教师缺乏工程设计和实践的经验,指导水平有待提高;繁重的教学和科研任务使得教师用于指导的时间较少等,这些都是导致教师指导能力不足的因素。
1.4 学生积极性不高
毕业设计过程中学生积极性不高的现象,主要体现在:主观上对毕业设计重视程度不够,缺乏主观能动性和创新精神,客观上迫于就业和考研复习的压力,无暇将很多时间用于毕业设计。
2 基于团队协作的毕业设计模式
2.1 团队协作的毕业设计模式
团队协作的毕业设计模式是根据毕业设计的各项规定和要求以及专业培养目标,从工程实际和科研实际出发,由多名教师合作组建的指导教师团队,指导学生团队完成毕业设计课题。团队协作的毕业设计的显著特点,就是无论是教师还是学生,在整个设计工作过程中都需要相互协作、相互协调。团队合作是毕业设计的基础,至关重要。因此,团队协作的毕业设计模式对教师和学生都提出了新的要求,一方面要求教师具备较强的团队组织能力和指导能力,另一方面要求学生分工和协作,互相帮助完成设计。
基于团队协作的毕业设计,多采用讨论式教学,每位同学对自己的工作内容和重点十分明确,对合作者的工作内容通过讨论增进了理解,团队成员之间相互学习、补充、启发,这种研讨的学习气氛有利于调动学生的积极性,也将有助于提高毕业设计质量。
2.2 全过程各专业整合
在一系列基础课程、专业课程的最后,开始的毕业设计课程,目标就是把相对零碎的知识整合为统一的整体。作为结束大学四年学业的最后一门课程,该课应该为学生提供完整的学习过程,不局限于某一专业的知识和技能锻炼,而是在教师的引导下,实现对既有专业知识和技能进行跨专业的拓展整合。团队合作为专业整合提供了必要条件,在团队协作的基础上,专业整合得以实现并最终达到重构学生的知识结构的目标。
就土木工程专业毕业设计而言,形成建筑学专业、建筑工程专业、建筑工程其他相关专业的协作,使各专业的学生的知识进行互补,在设计中互相学习、互相交流和互相协作,能提高各专业的毕业设计水平。
3 基于团队协作的毕业设计构建与实施
3.1 构建指导教师团队,保障全过程设计
合理构建指导教师团队,是基于团队协作毕业设计的重要基础之一。每个团队总指导教师由资深教授担任,每位学生也有各自指导老师。例如,科研题目一般以科研课题项目组为指导团队,由项目负责人或科研素质高的教授担任组长,各分支课题由中级职称以上的教师承担,也可邀请科研方向相关或相近的其他专业教师共同组建指导团队;设计题目则由专业教师协调组成几个平行团队,由工程设计经验丰富的教师或专家带队,带领中级职称以上教师,邀请校外企业或设计院工程师和设计过程中设计的其他相关专业的教师共同组建指导教师队伍。
根据我校土建专业现状,我们于2013年开始构建建筑工程毕业设计指导团队。每个团队由7至8名学生,指导教师分别来自于建筑学、结构工程、岩土工程、建筑环境、工程管理专业,指导学生完成一个单体建筑物的建筑设计、结构设计、施工组织设计、概预算等工作,内容涵盖了建筑结构的全过程设计。毕业设计过程中,在总指导教师的协调下,另外5至6名指导教师各承担相关专业指导,学生根据团队毕业设计任务指导书的要求,在指导教师设置的各层次的交流平台上沟通、交流、协作,在专业规范的框架下,不仅系统化并巩固了本专业的知识,而且全面并直观地了解了其他相关专业的知识,“厚基础,宽口径”得以保证。
3.2 根据实际项目和工程确定课题
基于团队协作的毕业设计根据实际项目实施教学,项目来源有工程技术开发和应用研究中的实际课题,有相关学科教师的在研项目或基金资助研究项目,具有紧密结合实际、贴近前沿的特点。通过实际工程的历练,可以使学生加深对专业的理解,巩固专业思想,接触到专业前沿知识,激发学生的学术追求和专业自信心。以实际工程选题的毕业设计,要求指导教师团队成员中不仅包括本专业教师,还邀请来自企业的、具有丰富工程实践经验的工程师共同指导,使得学生有更多的信息资源和渠道,更多的交流和讨论,优秀的设计和实践成果有机会应用于实际工程。根据实际工程选题的毕业设计成为了真实工程的演练,甚至实际工程的一部分。
近年来,我系基于国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目以及校外教学基地的工程项目,科学选题,保证课题符合专业培养目标与教学要求,有利于培养复合型人才,任务分配明确,研究内容联系紧密,适合团队协作配合与完成。
3.3 合理组建学生团队
毕业设计团队需根据工程项目设计要求组建,每个团队不少于5位学生,团队的组建应权衡专业构成、学生志愿、学生能力等几个方面的因素而确定。首先,专业组成应包括本专业的学生,也可包括跨学科、跨专业的学生。其次,毕业设计之前的筹备阶段,应征集学生意向,本着双向选择的原则,教师根据学生学习能力和平时成绩,尤其是课程设计成绩,合理划分团队。
在毕业设计过程中,选拔专业能力较强和沟通能力较强的学生担任团队负责人或联络人,有助于发挥能力较强学生的带头作用。布置任务时应尽量做到任务相互关联又相对独立,学习过程中,鼓励每位同学积极参加讨论、汇报,各负其责,有助于促进组内各成员的学习积极性。例如办公楼设计可分为3~4个方案,每个方案要有不同的侧重要求,建筑方案阶段每位同学根据自己的任务书进行方案设计,定时进行讨论,分析和比较方案的优缺点,互通有无,改变以往每位学生埋头只关注某一种设计方案的状况,有助于学生拓宽视野,掌握各种方案的设计要求和要点。
3.4 质量管理标准化,过程管理人性化
毕业设计一般安排在四年级下学期,此时学生面临考研面试、求职的紧张阶段,部分学生还应单位要求到现场实习,很难保证学生全身心投入到毕业设计中,往往出现不能按时完成各阶段任务而在临近答辩再集中突击的情况,设计成果东拼西凑,质量较差,年复一年,毕业生对毕业设计重视程度不足,并严重影响本专业低年级的学生对毕业设计课程的正确认识。针对上述情况,我们对毕业设计实施的标准化的质量管理和人性化的过程管理结合。
所谓标准化质量管理,即根据照任务书要求,毕业设计过程划分为4~5个工作阶段,每个阶段末都进行学生汇报,教师依据统一的评价标准打分,得分计入毕业设计课程总分。过程管理采用柔性的管理方式,只要在规定时间内完成该阶段工作目标,并按时参加汇报和讨论,不限定学生出勤率和工作时间。标准化的质量管理确保了毕业设计质量,弹性的管理更具人性化,学生具有较大的自我规划空间,更积极主动投入学习中。
4 效果总结与展望
近年来,我们根据土建类专业培养目标和毕业设计的基本要求,从科研和实际工程出发,实施的基于团队协作的全过程毕业设计,取得了良好的教学效果。
4.1 锻炼了学生综合能力
通过毕业设计,学生完整地体验了工程设计各个阶段,整合了原有的零散知识,形成了较为完整合理的知识结构,动手能力和独立思考问题能力增强,综合能力得到加强。同时,团队协作的精神和重要性也在学生的意识中生根发芽,学生学会了沟通,进而提升了创新能力。
4.2 提升了教师的专业水平
在培养学生工程实践能力和创新能力的过程中,学生的需求与进步提升了教师的责任感,激励着教师努力钻研业务、紧跟科技前沿,不断学习。尤其是对于青年教师,通过毕业设计可以提高专业水平,培育科研课题立项。
4.3 展望
(1)根据学生实际情况和能力,鼓励部分中、低年级学生参与到毕业设计团队中来,尽早接触和体验工程实践,承担实验工作或基础性的科研工作。
(2)土木工程专业实践性教学课程除了毕业设计以外,还有认识实习、专业实习、各类课程设计等,很多课程都可开展基于团队协作的实践性教学活动。
5 结语
在我国高等教育体系中工程教育占了近40%,规模已相当可观,但工程技术人员结构性紧缺问题却仍非常突出,根本原因是工程教育与产业需求存在脱节,高等工程教育应具备适应社会发展的新的工程教育理念。对毕业设计等重要的实践教学课程进行改革,探索加强毕业设计的更有效的方法和途径,是当前本科教学改革亟待解决的问题。我校土木工程专业构建并实践了基于团队协作的全过程毕业设计模式,学生以团队为单位完成一个全过程的实际工程设计工作,或参与一个相对完整的科研课题活动,为即将开始的实际工作奠定了坚实的基础。
参考文献
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关键词 毕业设计 团队指导模式 教育教学改革 人才培养
中图分类号:G642.477
文献标识码:A
文章编号:1002-7661(2012)20-0007-02
毕业设计是高等学校人才培养的一个重要环节,对于以信息科学技术为特色和优势的本科院校尤为重要,探索加强毕业设计工作的有效途径,是当前教学改革的重要课题和教学管理工作的重要内容。其中,毕业设计团队培养模式的构建,就是有益的尝试。为了提高本科生毕业设计的质量,培养学生的综合能力,我们建立了本科生毕业设计的团队培养模式,加强了对本科生毕业设计全过程中的指导、管理和监督,并对学生进行了文献调研能力、书面写作能力、口头表达能力、团队协作能力、动手能力和创新能力等综合能力的培养。
一、当前毕业设计中的问题
本科院校的毕业设计,应该以科研课题工程实际为支撑,通过产学研合作,为学生创造一个接受现代工业技术训练的工程环境。为此,国内众多高校都在积极探索提高本科毕业设计水平的新思路、新方法,并取得了一定成效。但当前本科院校毕业设计的现状却不容乐观。
1.师资力量不足
虽然教育部规定每位教师所带学生数不得超过10人,但是由于扩招后专业教师的严重不足导致实际上每位教师往往同时要指导10名以上学生的毕业设计。
2.产学研结合不够
毕业设计与科研和生产实际结合不够,与企业发展和地方经济建设严重脱节,毕业设计的真题少,假题多,且真题也未必真做。由于毕业设计套路化,学术含量低,致使很多学生对其重视程度下降,失去了积极性,教师要求做什么就做什么,要求怎么做就怎么做。
3.选题困难
在毕业设计选题时,大部分高校仍然实行约束性选题方式。如:要求学生的毕业设计选题不能雷同,且几年内不得重复,这给教师带来了很大难度;给定的题目缺乏新意,有的题目与学生的就业去向和所学专业相差甚远,学生不感兴趣,只能敷衍了事。此外,许多毕业设计的课题中实践环节所占的比重偏小,这是与人才的培养目标相违背的。同时,选题的难易程度也很难把握,选题太难,毕业设计指导工作量大,学生在短短的几个月内很难高质量地完成;选题太简单,毕业设计过程形同虚设,达不到预期效果。
4.学生精力投入不足
毕业设计基本都是安排在第8学期,受高校学生面临的就业形势和企业招聘时间的改变影响,这个时候正是学生找工作的时候,就业压力使得学生需要将大量的时间用在不时地去参加各地各种形式的招聘会,部分学生在4、5月还要参加研究生复试,这些优秀学生也把毕业设计放在了从属地位。以上种种原因,导致学生在毕业设计上精力投入不足,不能按时完成,甚至于还有的学生临到答辩前才匆忙突击,东拼西凑,一抄了之。严重影响了毕业设计的教学质量。
5.学生缺乏团队合作思想和协作精神
对于本科生来说,学会搜集与科研任务相关的资料是最重要的事情。由于每位学生的毕业设计选题不尽相同,遇到问题时,学生往往找不到合适的讨论对象。学习积极主动的学生,能及时主动查阅资料或请教老师,而主动性差的学生则不思考、不查阅、不请教,一拖再拖,最终影响了毕业设计的进度和质量。
二、毕业设计团队的构建与管理
毕业设计团队指导模式就是根据学校毕业设计的各项规定和要求以及专业培养目标,从科研、工程实际出发,由多名教师合作组建指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题。从学生和团队指导教师的角度出发,确定在毕业设计中的实施团队指导的相关具体方案,通过团队指导来提高毕业生的毕业设计质量做具体的讨论和研究。
1.指导教师团队的构建
毕业设计团队指导教师由1名负责人和若干名指导教师组成,团队指导教师应各有专长,能够取长补短,优势互补。负责人处于团队中心位置,对团队教师进行业务指导和工作协调,在整个毕业设计过程中,尤其是在选题等重要环节以及学术方向和关键技术等方面,对团队教师起培养、指导、协调和组织作用,同时对优质教学资源的使用起协调作用。负责人一般由优秀指导教师担任,通常也是所在学科团队的学术带头人。其他成员根据其学科专长与特点进行分工,负责对学生进行具体指导,一般由具有中级职称及以上的中青年教师担任,整个团队成员应具有较好的学缘结构以及不同的学科专长,以形成既分工又合作的指导团队。
2.学生团队的组建
毕业设计团队人员的多少,主要根据课题规模和任务的难易程度而定,每个团队不少于3位学生,其组成可为同专业的学生,也可为跨学科、跨专业的学生。学生团队的组建,应基于双向选择的原则。在组建学生团队时,教师应鼓励不同层次的学生组队。团队组建后,应选名责任心强、具有良好协调能力和组织能力的学生担任组长,负责团队的研究进度、实验组织和人员协调工作。
3.团队的管理
过程管理是能否按时保质保量完成毕业设计的关键。毕业设计过程可以分为前期、中期和后期三个阶段,每个阶段有具体指导和要求。所有指导教师对毕业生的开题、阶段性检查、中期检查、答辩进行互相把关,互相促进。总结这两届的指导经验,发现做好这几点至关重要:(1)教师的责任心要强。每天必须保证有一位指导教师在办公室随时接待学生,帮助解决困惑;团队负责教师关注实验整体进度,隔段时间组织一次座谈会。(2)规范管理。严格按照规范的毕业设计组织和操作程序进行管理,要求学生每天都要汇报工作。(3)充分调动学生主观能动性。
三、实践与收效
经过两届毕业设计的探索和实践,我校光信息科学与技术专业已逐渐规范和完善了毕业设计创新团队的教学模式,取得了较好的效果。
1.保证了较高的教学质量
通过毕业设计团队指导模式的构建,强化了各专业教师特别是青年教师之间的联系,深化了不同专业课程教师对相关课程的认识,从多方面加强了教师的教学水平,进一步提高了教学质量。
2.强化了学生的综合能力
参加了团队毕业设计后,毕业生经过锻炼,整合升华了原有的零散知识,形成了比较完善合理的知识结构,加强了综合运用知识的能力。同时,学生之间具有了团结协作的精神,增强了学生的动手和独立思考能力,并且培养了学生的沟通和创新能力。
3.提升了青年教师的科研水平
在培养学生创新能力与科学素养的过程中,学生对新知识、新技能的需求与期盼也能增强指导教师特别是青年教师的责任感,激励教师追踪前沿科技,努力钻研业务。对于暂无科研课题的青年教师,通过毕业设计可以获得学校和学院少量的资金资助,从而可以先开展一些基础性的工作,这对青年教师的发展是大有益处的。
毕业设计是大学教育最后的一个教学环节,是全面检验学生综合素质与实践能力培养效果的重要阶段,是锻炼大学生创新能力的主要手段。培养大学生的团队精神是高校全面推进素质教育的内容之一。通过团队毕业设计,学生的科研能力、创新精神、团队协作能力都得到了很好的锻炼和提高。将创新团队模式引人毕业设计的教学过程,以教师为主导、学生为主体,实现学生自主学习、合作学习和发现学习,有助于高校培养具有可持续发展能力的高等人才。
基金项目:本文系重庆邮电大学教学研究与改革课题项目(项目编号:XJG1128)的研究成果。
参考文献:
[1]王汉成,傅怀梁.加强毕业设计团队管理提高学生团队合作能力[J].中国电力教育,2010,(25).
收稿日期:2012-08-26
基金项目:黑龙江省教育改革项目;黑龙江工程学院教育改革项目
作者简介:武鹤(1963-),男,黑龙江工程学院土木与建筑工程学院教授,硕士生导师,主要从事教学与教学管理研究,(E-mail)。
摘要:毕业设计是高等学校人才培养最重要的实践教学环节,是对学生所学知识综合运用能力的一次检验。基于CDIO理念,以“大工程观”和“全寿命周期”为主线,以学科交叉与专业综合为基础,开展基于团队的土木工程专业毕业设计改革,采用企业导师和校内导师联合指导的方式,重在培养学生“大工程观”、团队合作意识、沟通协调能力以及实践创新精神,促进土木工程专业毕业设计质量不断提升,以期为推动高等工程教育人才培养方式改革提供借鉴和参考。
关键词:土木工程;CDIO;毕业设计;培养模式
中图分类号:G642.77 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0119-03 一、前言
毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种综合性、总结性实践教学环节,是学生在系统掌握专业知识、技术及平时教学训练基础上,按照规范化的设计研究程序与方法所进行的教学活动,其目的是培养学生综合运用所学知识独立分析、解决专业范围内有关工程应用问题,以及科学研究的初步能力,使学生的知识、素质及技能得到进一步锻炼、充实和提高。
土木工程是一门实践性很强的学科,土木工程专业本科毕业设计内容涵盖设计、施工、维修养护、管理等方面。近年来,毕业设计在适应性、实践性和综合性等方面有了很大的改进和提高,质量也不断提升,但毕业设计的基本模式却仍停留在“一师多生、一师多导”的层面,毕业设计的质量很大程度取决于指导教师的能力和水平,缺乏企业界的深度参与、指导与评价。归根结底,毕业设计的改革没有跟上时代的发展,需要突破原有禁锢,更需要实质性地创新。
卓越工程师教育培养计划对应用型人才培养提出了更高的目标和要求,如何发挥土木工程专业“大基础、宽口径、重实践、强能力”的专业特点,使毕业设计选题更贴近工程实际,充分体现学科交叉与专业融合,是毕业设计急需解决的问题。因此,积极探索土木工程专业毕业设计改革模式,采取基于团队的毕业设计模式和校企合作的指导方式,是高等工程教育改革的重要方向,对提高人才培养质量具有重要的现实意义。 二、基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革
土木工程专业技术人员直接从事着解决土木工程设计、建设、管理、服务等工程实际问题的工作,工程系统能力的培养尤为重要。基于CDIO(Conceive- Design- Implement- Operate)理念的土木工程专业毕业设计改革,正是适应这一要求而进行的。
(一)基于CDIO的毕业设计理念
CDIO教育模式和方法是近年来国外工程教育发展的新思想和新理念,对工程教育的发展具有重大影响,越来越受教育界的关注、重视和研究。CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典哥德堡查尔姆斯技术学院、瑞典皇家技术学院和瑞典林雪平大学等4所工程技术类大学发起的一项工程教育改革计划。以全寿命周期为主线和载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,以获取工程能力和经验,培养学生工程意识和素养、工程实践和创新能力。
CDIO模式教学主张用产生于真实环境中的问题启发学生思维,由此支持并鼓励学生进行有针对性地解决问题式的学习、拓展性学习、案例学习和项目学习。CDIO模式重视学生的观点和体验,让学生在项目开发和讨论中获得经验,并鼓励学生进行创造性思考[3]。CDIO教育大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这4个层面达到预定目标。毕业设计正是培养学生个人能力、人际团队能力和工程系统能力的重要而关键环节。基于CDIO模式的毕业设计改革,强调用真实复杂的案例呈现设计题目,营造设计需要解决的环境,使学生在毕业设计执行的过程中得到能力的培养和知识的活化。
此次毕业设计改革,采用“设计院模式”,以实际工程为背景,以项目建设为依托,从项目可行性研究到项目内容实施,充分体现黑龙江工程学院土木工程专业“大工程、大系统、大视野”的毕业设计理念。
(二)基于团队的毕业设计模式
立足于CDIO国际工程教育模式和理念,以大工程观和全寿命周期为毕业设计的基本主线,构建毕业设计团队培养模式,使人际团队能力培养和工程系统能力培养在毕业设计中得以体现。
以实际工程项目为背景,选定符合毕业设计的工程项目,从学校2011届和2012届土木工程专业毕业班中遴选15位毕业生组成毕业设计团队,分成6个专业方向组(每组2~3人),即项目可研组、路线设计组、路基路面组、桥涵组、隧道组、概算与施工组织设计组(如图1所示)。团队各组既有分工又有协作,共同开展项目设计工作,完成基于团队合作下的毕业设计项目训练,全面锻炼学生的工程系统能力、人际团队合作能力,培养创新意识和专业综合素养。
图1 土木工程专业(道桥方向)毕业设计改革分组设计
(三)基于校企合作的毕业设计指导方式
紧密围绕土木工程专业毕业设计改革“综合性、工程性、系统性、团队性”的规律和要求,开展毕业设计指导方式改革。以校企合作为基础,强化企业工程师的参与及合作。引入“双导师”指导制度,即由学院骨干专业教师和来自工程设计、施工及科研和管理单位的知名高工、技术人员组成指导教师组,共同担任毕业设计指导工作。通过企业导师的参与,推进毕业设计指导方式的改革,在提高毕业设计质量的同时,保持与工程界同步,使学生在完成毕业设计的过程中感受到技术的进步,体会到工程师的社会责任。
此外,土木工程专业毕业设计改革组采用“毕业开题+2周一次团体汇报+中期大检查+毕业设计答辩”的过程管理,从毕业设计开题到毕业设计答辩整个过程,始终坚持邀请工程界知名专家和一线工程师参与,让毕业设计选题更贴近工程实际。学生通过汇报并与知名专家和企业导师交流,能够更深入地认识工程设计与建造的本质与要义,实现了教学到工程,理论到实践的对接,获取工程经验,培养了学生的工程意识和素养。
三、结语
基于CDIO模式的土木工程专业毕业设计改革,与传统方式相比,让学生得到了更为全面的锻炼,正如答辩评审专家们所言:该毕业设计改革形式新颖,有利于培养学生的大工程观和对项目的全局把握;在设计过程中,充分体现以人为本,人与自然协调的可持续发展理念;创新成果突出,大胆进行了新型路面结构的设计和理论探索,应用先进的空间三维计算软件Midas进行设计验算,在一定程度上走在了设计院的前面。
土木工程专业毕业设计改革体现出选题真、任务实、模式新的特点,同时积极探索了校企合作双导师制,强调企业工程师的参与及指导,使毕业设计更贴近工程实际和未来发展需要。通过基于团队的毕业设计,学生的工程系统能力、团队协作能力、沟通交流能力、创新设计能力以及分析问题和解决问题的能力明显提高,改革效果显著,为毕业后较快适应工作需要打下了良好的基础。同时,也为推进中国高等工程教育的改革进行了有意义的尝试,对提高毕业设计质量具有一定的借鉴意义。
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Reform and practice of graduation design of civil engineering based on CDIO concept
WU He, GE Qi, ZHANG Jiaping, SUN Ling, YANG Yang
(Civil Engineering Department, Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, P. R. China)
1.时间安排的人性化目前毕业设计一般主要安排在第八学期,而第八学期学生需要奔波于找工作、为考研面试准备,即使部分学生找到工作,用人单位也会要求学生提前去单位实习然后才能签约,还有少数学生在为出国做准备。所以,可以在第六个学期末的时候布置毕业设计的课题和任务,让学生在第三个暑假和第七学期完成。[4]这次的毕业设计万一没有通过,第八学期仍然可以重修,节省了拿毕业证的时间,也可以更快地投入工作。还有另外两种设想:第六学期布置任务,毕业设计过程贯穿于第七学期、第八学期,总时间达到要求、论文达到标准,由本人提出申请,组织安排答辩;将毕业设计的训练融入到大一至大三的整个学习过程,进入大四时,只需提交一遍论文即可。2.选题的人性化(1)学生确定自己的毕设题目。部分学生已经找到工作,进入企业提前实习,题目可以来源于企业的一些实际项目,或是解决与企业生产相关的问题;部分学生之前参加过ACM程序设计竞赛、信息安全竞赛、电子设计竞赛等学科竞赛,或者参与了大学生创新训练计划项目,可以继续深入研究或拓展研究这些竞赛或项目的课题;还有部分学生根据自己的兴趣确定课题。(2)教师确定课题。指导教师根据自己的研究方向、科研项目、工作安排等具体情况,提出毕业设计的题目、设计内容、技术要求、设计进度、参考资料、课题难易程度等等,学生根据自己的兴趣爱好、学习状况、从业需要、个人发展等方面,选择适合自己的课题。这种双向选择的方式锻炼了学生独立思考、独立工作和独立解决问题的能力,激发学生的积极性、主动性、创造性。3.辅导的人性化指导教师辅导学生一般会采取面对面或者网上在线的形式。在辅导方法上指导教师应注重引导学生查阅资料、深入工程生产实践,思考、归纳、比较、综合与分析,独立地解决问题,从而教会学生基本科学研究方法,培养学生的创新意识、创新精神、创新能力,遵循自然的、科学的人的培养规律。相反地,指导教师不应该在一开始布置给学生任务的时候,就将“道路”告诉学生,有的教师甚至帮助学生完成一部分毕设任务。教师应扮演引导者的角色,而不是命令者或代办者的角色,“学生自由地学习、尊重教授的专门知识,这比一味顺从教授的命令更可取”。[5]4.学生管理的人性化本科生到了大四阶段,无非有三类学生:考研生、就业生、出国生三类,这三类学生有各自鲜明的特点。三类学生除因各自特点所需完成的任务外,主要就剩下毕业设计。如果站在学生的角度,大四阶段的各种任务中,无论是考研生,还是就业生,或者出国生,毕业设计无疑都是排末位的,这是不争的事实!毕业设计的实施不如顺应形势,分类而治。针对三类学生的特点统筹协调安排,比如可以将考研生的毕业设计放到第八学期,就业生的毕业设计采取校企合作的方式。5.毕业设计成果形式的多样化复旦大学新闻学院副院长俞振伟副教授说:“对于文科专业,很难让一个本科生提出一个非常有价值的学术观点,但却可以做一项非常有意义的调查报告或者对一个学术流派进行一次梳理,重要的是这个过程对大学生来说非常有意义。”[6]俞教授的话说明论文不是本科生的重点要求,那么论文也不是毕业设计的唯一成果形式。艺术类毕业设计应强调作品;工科类毕业设计应强调理论和实践的有机结合,可以是调查报告或者是作品;经济类、文科类也可以是调查报告;医学类应强调与临床结合,可以是实际病例的治愈过程记录。
二、制度化管理
“制度”是指约束和调整组织中各种行为和关系的规范体系,[7]制度化管理是以制度规范协调组织成员协作行为的一种管理思想,实现刚性管理。毕业设计的制度化管理主要表现在建立各种规章制度和促进机制。1.建立完善的毕业设计教学质量监管的长效机制毕业设计工作从选题到答辩历时一个学期之多,很多学生是在实习岗位上完成毕业设计,每个环节、每个阶段工作完成的好坏,都会影响到毕业设计的质量。必须加强对毕业设计指导教师的监督,建立指导教师的考核制度,实行责任制;加强对学生的监管,制定工作考勤、任务制度;加强对毕业设计过程的监控,制定严格、有序的毕业设计流程及检查制度。比如,指导教师要定期对学生进行答疑和指导,检查学生的工作进度,督促学生认真做好毕业设计(论文)过程记录并进行检查,填写相关表格;限制指导教师所指导的学生人数,并规定指导教师对每位学生的指导时间不少于5小时;指导教师原则上不得出差,确因公出差,须报相关部门审批,出差前指导教师事先向学生布置好任务或委托他人代为指导;学生要态度端正,严格遵守考勤纪律,凡离开毕业设计地点超过2天以上,必须办理请假手续,否则按旷课处理,凡随机抽查3次不到者,评分降低一级,凡累计缺勤时间超过全过程1/3者,不能参加答辩,按不及格处理;在毕业设计的开题、中期检查、答辩中,随机安排第三方(学院督导组或学校督导组)抽查学生的完成情况、指导教师的指导情况。2.建立多种毕业设计指导的形式毕业设计与教师科研相结合。鼓励并安排专业学术水平高、科研成果突出的年轻博士或教授指导本科毕业设计,让学生能参与科研项目,进而了解科技发展的前沿,学习科学研究方法,激发自己的创新思维,培养对实践与创新的浓厚兴趣。(1)校企双导师制联合指导毕业设计。[8]这种形式是工程教育改革和卓越工程师教育培养计划的实施要求,也是能够有效提高毕业设计质量的重要途径。学校聘请工程实践经验丰富的产业界人士——企业和行业的专家,从选题到最后答辩,全面组织和指导学生的毕业设计,让学生利用企业的设备、场地,参与实际工程项目,学习技术人员的技术经验,学习企业的生产与管理方式,积极解决实际工作中的问题,培养动手能力和创新能力,了解专业现状、国家经济建设和社会发展的需求。校内的指导教师则负责毕业设计的规范化管理。(2)毕业设计以团队的形式进行。团队毕业设计是指专业内学生三人以上(含)合作的团队或跨专业学生三人以上(含)合作的团队或跨学科学生三人以上(含人)合作的团队,在二人以上(含)教师的指导下,作为一个有机联系的整体,共同完成一个团队课题,每个学生各自承担团队课题分解的一个子课题。团队成员要有协作精神,应经常交流,独立完成各自的子课题。这种形式与个体毕业设计不同,它构建了以指导教师为主、其他教师为辅的群体指导模式,学生可以涉足本专业或跨专业中较多领域,了解更多的信息,得到更多的意见和不同的看法,增强学生的学习兴趣和团队精神,提高毕业设计的质量。3.建立有效的成绩评价机制考研、就业的压力仅仅是导致毕设质量下降的一个表面原因,笔者认为深层次的原因是毕设成绩评价结果对学生的考核影响。仅仅让学生意识到毕设的重要性还不够,应加强、完善毕设成绩对考研、就业的影响,加强毕设成绩对考研、就业的牵制,笔者所在学校要求考取本校研究生的学生毕设成绩必须为良好,保送研究生毕设成绩必须为优秀。4.建立奖惩机制制定对学生、对教师的奖励政策,充分调动其积极性,促进高质量毕业设计的产生。设立专项基金,专门用于分层次奖励课题质量高、设计有创新、报告撰写水平高、答辩出色的优秀毕业设计或优秀团队毕业设计,也用于奖励指导出优秀毕业设计或优秀团队毕业设计的优秀指导教师,同时颁发荣誉证书。对于毕业设计质量较差的情况,要采取一定的措施。每届毕业设计结束后,随机抽查部分学生的毕业设计,不合格的责令整改,整改仍不合格应取消其毕业资格。5.建立毕业设计信息管理系统毕业设计是一项程序性很强的工作,什么时间做什么工作,做完什么工作再做什么工作,有明确的流程。毕业设计信息管理系统的设计[9]严格按照其流程,可以设置各个环节的时间节点,设置逾期无法上传资料等功能,很大程度上可以督促指导教师和学生在相应的时间内完成相应的毕业设计工作,克服传统模式下人工管理的时空问题、交互问题、过程监控问题、检查问题以及资料的归档等问题,促进毕业设计工作的有序进行,提高毕业设计的管理水平,保障毕业设计的质量。
三、总结
关键词:四课法;毕业设计;空天作战;卫星测控
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0200-02
本科毕业设计作为大学四年最后一个重要的教学环节,长期以来受到指导教师的重视和关注,创新研究了各种有效途径,取得了很好的实践效果。[1-3]笔者所在的课题组基于多年的本科毕业设计指导实践经验,深入分析了国防科学技术大学军事指挥类学生和工程技术类学生不同的特点,考虑到大范畴下单个毕业设计课题研究的局限性,分别设置了相应的专题作为毕业设计课题,受到了学生的广泛好评。
在本科毕业设计指导实践过程中,课题组基于专题式本科毕业设计指导方案,提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法。针对军事指挥类学生,为促进空天作战力量建设和“天战”优秀军事指挥人才培养,基于空天作战背景,设计了空天作战专题作为毕业设计选题。另外,针对测控技术与仪器专业学生的专业特点,充分结合理论和实践,软件和硬件能力的双重训练,设计了卫星测控专题作为毕业设计选题。通过空天作战专题和卫星测控专题本科毕业设计的指导研究与实践,深入分析和总结了专题毕业设计指导的相关经验,对后续毕业设计指导工作具有重要的指导意义。
一、本科毕业设计专题设计
1.军事指挥类学生本科毕业设计专题设计
自20世纪90年代至今,国际上发生了几场较大规模的局部战争,其中一个不容忽视的重要特点便是空天领域的军事应用,空天作战的概念应运而生。空天作战是指以航空航天力量为主,在其他有关力量的配合下,为达成一定的作战目的,根据统一计划和统一指挥,在空天战场共同进行的以空天威慑、空天支援和空天攻防为主要方式的作战行动。[4]未来战争,谁能够掌握空天的“制高点”,谁必将掌握战争的主导权。近年来,世界主要军事强国都争先发展空天作战力量,太空领域的竞争更趋激烈,空天战场的地位将进一步凸显。随着航空航天技术的发展,未来高技术局部战争将首先从外层空间开始,空天战场将成为敌对双方激烈争夺的战略高地。
为了保卫国家的空天安全,有效防御军事强国的空天威胁,需要科学深入地研究空天作战问题,理解和系统掌握空天作战的有关理论,对空天作战中的相关技术问题进行前沿探索。结合国防科学技术大学军事指挥类学生的培养目标和特点,笔者所在的指导团队结合空天作战相关的人才培养的迫切需求,确定了“空天作战专题”作为学生的本科毕业设计课题。因此,本毕业设计专题不仅具有很强的军事应用背景,而且具有明确的研究意义。
以空天作战为背景,从争夺制天权的基本手段、空间信息的获取及在空天作战中的应用、空间环境监测、美国空天作战相关研究对我军的启示、空天作战系统中的目标选择、攻击和防御等方面展开研究,精心设计了14个子课题以供14名军事指挥类学生选择,每个子课题都是空天作战背景下相关问题的具体描述。专题包含的14个子课题是一个有机整体,有利于学生在毕业设计过程中资源共享,相互交流和探讨,群策群力,在有限的毕业设计时间里掌握更多的相关知识。
2.工程技术类学生本科毕业设计专题设计
课题组所指导的工程技术类学生来自于测控技术与仪器专业(以下简称“测控专业”),该专业一直被学生称为“万精油”专业。因为测控专业所涉及的领域很宽,它集计算机、软件、网路、传感、电子、机械、光学等多种技术于一体,用于解决实际工程中的控制管理、信号获取、传输和处理等一系列问题。[5]但随着我国航天事业的飞速发展,“航天测控”成为测控专业学生耳熟能详的领域,更愿意将本专业和航天技术的发展同等看待。航天测控是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。作为当今世界最尖端的领域之一,航天测控涉及天文、天体力学、空间控制技术、电子信息、数值计算等多个尖端学科。作为测控专业的本科毕业生,迫切希望通过毕业设计更深入地了解航天测控相关的技术细节。
针对5名测控专业学生,以卫星测控为背景,确定了“卫星测控专题”作为学生的本科毕业设计课题。从卫星测控星载仪器电路原理与设计、卫星测控星载仪器信号设计与合成、卫星测控星载仪器信号接收与处理、卫星测控中的扩频信号捕获技术研究、卫星测控中的扩频信号跟踪技术研究,精心设计了5个子课题,每个子课题都是卫星测控信号流程中的重要环节,环环相扣,最终构建了一个完整的测控实验平台。有利于在毕业设计过程中培养学生的团队协作精神,加强学生间的交流与探讨,共同将卫星测控领域的技术细节理解的更加透彻。
二、“四课法”本科毕业设计专题指导实践
专题式本科毕业设计与传统的“一对一”本科毕业设计之间的不同之处在于学生从给定的子课题中选择一个子课题开展毕业设计工作,所有学生要了解专题的整体情况,同时要求每人独立完成一题。所有子课题是一个统一的整体,指导团队通过开展相应的指导,确保每个学生都能在规定的时间内进行较为深入的研究,最终完成优秀的毕业论文。指导团队包括10名教师,作为一个整体,由负责人协调进行全面指导工作,同时根据教师的专业特长,确定具体指导的子课题。在整个指导过程中,提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法,在四个重要阶段集中指导,以确保毕业设计指导工作进行的更加高效。
1.下达任务课:明确任务,充分交代
在学生选定相应的子课题之后,教师将下发《本科毕业设计任务书》(简称《任务书》)。在学生初步理解《任务书》的基础上,给学生们上第一课:下达任务课。
对于学生来说,本科毕业设计是一个全新的重要环节,它不同于前三年的课堂教学,也不同于任何之前进行过的教学、实验等单一训练,它是一个综合的“项目”,所以学生在拿到《任务书》后会非常困惑,不知道具体该做什么,如何做。这就迫切要求教师能够在第一时间把握学生的心理特点,针对他们的疑问,逐一解答他们的困惑。在下达任务课上,教师要积极引导学生“发问”,这样才能有的放矢的解决他们最关心的难题,达到更好的指导效果。“好的开始,是成功的一半。”在第一课上,教师要针对问题充分交代,帮助学生充分理解《任务书》的要求,让他们明确自己的任务:需要哪些基础知识,需要补充学习哪些新知识,任务的最终目标是什么,各个过程环节该如何实施?每一个方面都要交代清楚,让学生彻底打消疑虑,给他们建立自信心,为接下来的毕业设计奠定坚实的基础。
2.开题报告课:确定方向,引导思维
学生在充分理解《任务书》研究内容的基础上,通过查阅相关参考文献,将各个任务进一步细化,提炼出课题的关键问题,提出课题研究的基本方法,并制定详细的研究计划,完成《本科毕业设计开题报告》(简称《开题报告》)。
《开题报告》是学生开始进行毕业设计实质性工作的第一步,也是毕业设计环节第一次由学生主导,向教师提交撰写材料。开题报告课作为毕业设计指导的第二堂课,教师需要着重从以下几个方面把握,协助他们确定明确的方向,引导学生的发散思维,为下一步毕业设计工作制定可行的计划。
(1)对专题及子课题的认识:学生针对不太熟悉的专题领域,要了解自己子课题的研究内容,必须要全面认识子课题所在的大专题背景。所以开题报告中,要简要介绍自己对专题及课题的认识。
(2)本课题国内外研究现状及发展趋势:要明确课题的具体研究内容,首先要对国内外的研究现状进行全面了解和梳理,准确分析它的发展趋势,找准课题的研究方向。
(3)课题在理论与实践上的意义:学生选择一个子课题,最初对课题的意义并不完全清楚。通过开题报告课,教师根据学生分析的课题在理论与实践上的意义,点评相关的内容,为后续工作的展开明确方向。
(4)课题需要解决的关键理论问题和实际问题:课题研究的核心内容是解决一定的理论问题和实际问题,这是学生必须把握的内容,也是开题报告课最重要的部分。教师要根据学生《开题报告》的内容分析他们的思路,从各子课题展开,确保每个学生都能理顺课题的关键问题。
(5)课题研究的基本方法、实验方案及技术路线的可行性论证,并估计在进行论文工作中可能遇到的困难、问题和解决措施:明确了需要解决的关键问题之后,学生在《开题报告》中对研究的基本方法及可行性进行分析。教师要客观分析研究内容的工作量和学生有效投入时间等因素,评价其可行性,及时修正不合理部分。此外,教师还要对论文工作中可能遇到的困难和问题与学生进行充分探讨,引导学生提出相应的解决措施。
(6)论文研究的进展计划:在有限的时间里,需要进行一定的研究工作。一般而言,时间较为紧张,通过制定详细的研究进展计划,划分重要的检查节点,有利于教师更有针对性的指导学生顺利完成毕业设计任务。在开题报告课上,教师根据学生制定的论文研究进展计划,分析其合理性和可考核性,并进行必要的调整。
3.中期检查课:查看方法与思路,细致指导,广泛讨论
在学生毕业设计工作进行到一半时,实施“中期检查课”。开题报告课上,已经对整个毕业设计进行全面规划和部署,在中期检查节点应该完成哪些内容,是有明确计划的。因此在中期检查课上,教师首先要查看研究方法是否正确,研究思路是否清晰,在更细节的方面加强指导,为后半部分的毕业设计定下方向。其次多个学生做同一个专题,有很多研究内容和研究成果是可以提前进行资源共享的。教师要引导学生进行广泛的讨论,取长补短,齐头并进,共同进步。另外,还要给每个学生吃下“定心丸”:大家一定能在规定的时间内顺利完成毕业设计工作,只需要稍稍调整心态,更加投入,按照《任务书》中的任务需要,对照《开题报告》中的研究思路,一步步朝着目标努力。
4.论文成稿课:查看内容与数据,规定格式
在学生完成《本科毕业论文》(简称《论文》)初稿时,开设“论文成稿课”。事实上,从毕业设计之初,大部分学生就开始着手为撰写毕业论文储备有用的素材,认真思考,形成新的观点进行论述。在论文成稿课上,教师要查看论文的内容是否是学生独自完成的,是否是带有自己新观点的论述;检查相关的实验数据是否真实可信,必要时进行相关的考证;其他方面也要严格把握,如语句是否通顺,逻辑是否合理等,都要进行全面的指导;另外,还要查看论文格式是否完全符合规定。
除了以上重要的“四课”之外,在毕业设计实施过程中,由指导团队负责人统一安排和部署,每周都有2~3名教师进行全面的指导;指导教师针对各自具体负责的子课题,定期和学生见面,了解毕业设计进展,进行现场指导,及时解决学生毕业设计过程中遇到的问题。此外,鼓励学生通过电子邮件的方式和指导教师每周联络一次,学生向指导教师汇报毕业设计的进展情况,指导教师检查学生的阶段性完成情况,以确保指导工作落到实处。
三、感想与总结
在本次本科毕业设计工作中,针对军事指挥类学生和工程技术类学生,均创新性地提出了“大专题”模式本科毕业设计团队指导方案。对于选定该专题的学生,每个人都要花费一个学期的时间完成一个完整的毕业设计课题,毕业论文就是最终的成果形式。事实上,每个人除了自己的成果之外,还能在每次讨论及最终答辩中汲取其他同学的研究成果,学到其他的新知识,达到知识共享。这就是专题式毕业设计最大的意义所在。
通过本次毕业设计研究与实践发现:第一,空天作战专题和卫星测控专题都是全新的毕业设计课题,深受学生们的欢迎,两专题可以作为固定课题以供后续的学生继续研究和学习。第二,毕业设计指导过程中,教师要指导学生学习基础理论、基本知识和基本方法,学生通过思考和提问,又能促进教师更多的思考,师生间碰撞出意想不到的火花,使学生学到更多新知识。第三,“四课法”本科毕业设计专题指导方法是通过多年实践经验总结出来的,应用成效显著。课堂上对学生进行针对性指导后,学生能更清晰地梳理自己的思路,调整自己的进度,学生之间也可以取长补短,资源共享,达到更好的效果。通过分析和总结相关经验,在后续的毕业设计指导工作中,教师将更有针对性地指导学生,让他们在毕业设计过程中取得更大的进步。
参考文献:
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[5]冯旭哲,陈建云,明德祥.测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J].高等教育研究学报,2011,34(1):86-88.
关键词:数学类专业;毕业设计;就业;一体化
中图分类号:G642477 文献标识码:A文章编号:1674-120X(2016)29-0085-02收稿日期:2016-08-11
基金项目:2015校级教改重点资助项目(15JGY24)。
毕业设计是高等院校教学过程的重要环节之一,是对学生四年学习研究成果的检查和总结。通过毕业设计可以使学生对某一课题做专门研究,巩固、加深、拓宽学生已具备的知识,培养学生综合分析问题和独立解决问题的能力,并增强学生的事业心和责任感。毕业设计多数高校安排在第八学期,完成毕业设计后学生将走上工作岗位或考取研究生继续深造学习,毕业设计的完成关系到学生下一阶段的工作和学习。
一、数学类专业毕业生就业现状 大学数学类专业毕业生是指高校里以基础数学课程(数学分析、高等代数、概率与统计、运筹学等)为主要专业学习方向的学生,他们的就业状况直接关系着数学类专业招生、办学等关键问题。过去数学类专业因为枯燥、难学、就业面窄等原因,少有学生愿意报考。如今,随着社会的发展进步和计算机技术的广泛应用,现代数学已延伸至各个行业和范畴。在大学的数学学院里,除了基础数学专业,大多数还设置了应用数学、信息与计算科学、概率与统计精算、数学与控制科学等专业。数学类专业在就业和考研上有着很强的优势,如今已经成为学生高考时热衷报考的专业之一。由于有扎实的数学功底和严密的逻辑思维能力,很多行业和单位更青睐于数学类专业的毕业生。比如,随着计算机的飞速发展,需要一大批懂数学的软件工程师做相应数据库开发,还有经济学的很多问题都需要用非常专业的数学知识进行分析。因此数学类专业毕业生就业面广,可从事软件开发、科研数据分析、金融保险等行业。
数学类专业毕业生的就业前景看似一片光明,可实际就业情况与我们的展望有一定距离。一方面,近年来高校毕业生数量逐年攀升,据教育部统计数据,2007年全国高校毕业生为495万,2013年毕业生人数达699万,2014年毕业生人数继续走高,达到727万,2015年应届毕业生高达750万人。全国本科毕业生普遍就业压力大,就业困难。数学类专业作为基础学科,在人潮拥挤的就业市场中更是难上加难。另一方面,在数学类专业课程设置和培养理念上,我们更注重对学生数学能力的培养。学生虽然数学基础扎实,可从事其他行业工作时,知识储备不足,实践能力差,用数学知识解决实际问题的综合能力不高。因此,我们要结合市场需求,在抓好数学基础教学的同时,采取对数学专业课程设置进行改革、组织学生参加数学建模竞赛、开展实用性强的毕业设计等一系列措施,培养学生良好的数学思维能力和分析解决问题的综合素质。实用性强的毕业设计,有利于培养学生具备用人单位要求的相关专业知识,并使学生在科研训练过程中,具有团队精神和责任感。
二、大学生毕业设计存在的问题1学生不够重视
被安排在第八学期的毕业设计和学生找工作、考研复试的时间相冲突,学生在找工作、考研的双重压力下往往选择在毕业设计上投入较少的精力和心思。本来需要将近一个学期才能完成的毕业设计,很多学生最后都是用较短的时间拼凑而成。毕业论文质量不高,写作水平低。虽然毕业设计能占据多达10个学分,并有专门指导教师负责,而且毕业设计不通过是无法获取学士学位的。从这些制度上看,学校对毕业设计是很重视的。可实际上,很少听说有学生因为论文不合格被取消毕业资格。并非学生的毕业设计都做得很好,而是如果毕业设计不及格学生就不能毕业,那就会直接影响学校的就业率,因此老师一般不会在毕业设计上“为难”学生。学生找工作时,用人单位一般不会看论文。一是因为在时间上,毕业论文6月份才答辩,而这时学生工作基本都已经找好;二是许多单位根本就不重视论文,因为若要了解学生的理论修养,他们觉得看学生的成绩单更直接。因此,学校和用人单位的态度也是促使学生对毕业设计重视度不够的因素。
2师资力量有限
我国从1999年大学扩招以来,生源不断扩大,而教师队伍增速相对较慢。毕业设计指导教师少,而学生人数过多,有时一名教师指导学生多达二十人。指导教师精力有限,指导学生人数过多,无法对每个学生毕业设计实施有效的监管和指导。
3毕业设计实用性不强
绝大多数本科生毕业设计的题目由指导教师拟订,学生自主选择。指导教师也是从学校毕业再进入学校教书,往往没有社会实践工作的经验。尤其是数学类专业属于基础学科,毕业设计的题目往往存在过于陈旧、理论性强、与实际脱轨等问题,无法激发学生学习研究的兴趣。学生对这些与社会实践脱节的题目,只是为了完成毕业设计而设计,为了交上毕业论文而写论文。
三、数学类专业毕业设计与就业一体化模式的构建 数学是基础学科,数学类专业学生毕业后仍从事数学研究工作的只是极少数,大多数学生工作或考研都选择与数学相关的其他行业,比如计算机、保险、金融等,虽然他们具备扎实的数学基础和数学逻辑思维能力,但从事其他行业工作时需要弥补专业知识储备不足、实践能力不强等缺憾。针对数学类专业学生在就业和毕业设计中存在的上述问题,我们需要构建毕业设计与就业相结合的培养模式,锻炼学生用数学知识解决实际问题的综合能力,最终实现毕业设计与就业一体化。
1加大毕业设计的宣传力度
一方面,可以在毕业设计开始前,开展毕业设计动员大会,使学生充分认识其重要性,让学生明白毕业设计不仅对毕业成绩以及能否取得学位有影响,同时对他们今后的工作、人生起重要作用。另一方面,可以开设与毕业设计相关的系列讲座和培训,比如检索、查阅、使用文献的方法,为学生后续做毕业设计铺好路基。通过开展上述活动,可以使学生对毕业设计在思想上有所重视、在行动上有所准备。
2严格筛选指导教师
毕业设计指导教师的水平和综合素质直接决定毕业设计的质量。虽然学生是毕业设计的主体,但是指导教师给出怎样的备选题目,用什么样的方式指导学生,能否给学生方向性、预见性的建议,都决定着毕业设计能否顺利地完成。因此,担任毕业设计的指导教师必须有扎实的理论基础、丰富的实践经验和科研能力。对于学院筛选出的综合素质较高的指导教师,一方面要求他们从选题入手,选题实用性要强。数学类专业的学生,毕业设计选题时可以选择学科内容的延伸,例如:利用所学最优化理论,要求学生设计出外出购物的最优路径、出外旅游的最佳路线、公交车中间间隔的最佳时间,等等。另一方面,要加强师德建设,指导教师不仅要有高的学术水平,更要具备很强的责任心,对所指导的每一个学生认真负责。
3结合学生毕业去向有针对地开展毕业设计
从大四第一学期开始,校园招聘会和一些用人单位的宣讲会就在学校展开。到大四第二学期开学,一些学生已经签好工作,研究生全国统一考试也已经结束。可以结合学生毕业去向和研究生报考方向,有针对性地选择毕业设计题目,有方向性地进行毕业设计。数学类专业学生报考经济金融方面的研究生,毕业设计的题目可选择与实际生活息息相关的经济问题,如随机矩阵在投资组合模型上的应用、市场经济中的蛛网模型等。毕业生工作去向是银行、保险、物流业等,毕业设计题目的选择也很多样,如居民抵押贷款购房决策模型、货物配送的优化问题等。对即将走上工作岗位的学生,根据工作行业开展毕业设计,有利于学生提前进入工作状态,弥补应届毕业生工作经验不足的缺憾。对于继续深造学习的学生,提前熟悉了解将要学习研究的方向,为下一步学习打好基础。
4鼓励学生进行校外毕业设计
如果学生在签约单位进行毕业设计,可以通过实地考察了解企业的工作模式和运行流程,学习如何把生产生活实际中遇到的问题与所学专业知识相联系,通过所学知识构造合理数学模型,最终解决实际问题。通过校外毕业设计,学生在毕业后能够很快适应相关工作岗位,就业适应期大大缩短。校外毕业设计也存在学校监管不到位、校内指导教师对这些学生关注不够等问题。为保障校外毕业设计顺利进行,需要学校和单位及时沟通,校内指导教师、学生、单位三者密切联系,相互支持,合作完成。
5指导学生掌握一种计算工具
计算机的发明标志着人类进入信息革命时代,各行各业都离不开计算机,大学生应该把计算机作为一种必备的生存技能来学习。数学类专业学生的毕业设计不能只做纯数学纯理论的研究,而应开展与实际紧密联系的课题,在完成毕业设计的过程中,必然要用到计算机,指导学生掌握一种软件或计算工具,比如Matlab、Mathmatic、Lingo、SAS等,它们对学生继续学习和工作有很大的帮助。
6团队指导共享资源
结合现有教学科研团队的人员、研究项目课题、实验优势等,组成指导毕业设计教师团队。教学团队由一名负责人和若干名指导教师组成。负责人对团队教师进行业务指导和工作协调,指导教师对所负责学生进行具体指导,形成既分工又合作的教学圈层结构。这样的模式,既可以实现优质指导教师和教学资源共享,又能深化学生的责任观和团队合作精神。
总之,数学类专业学生毕业设计与就业一体化模式的实现,在培养学生扎实数学功底的同时,有助于拓宽学生的知识面,提高学生的实践能力,强化学生的创新能力,使学生能够快速适应工作岗位的需要,缩短就业适应期,提高高校数学类专业毕业生的就业竞争力。
参考文献:
[1]王艳高校数学专业毕业生就业的误区及解决途径[J]中国大学生就业,2013,(10):41―45.
关键词:毕业设计 设计报告 自治与控制 规范
检 索:.cn
Abstract :In recent years, the quality of the graduate design and report are keeping worse, which is influenced by the subjective and objective factors. In order to improve the graduate design and design quality, it is necessary to investigate the reason. The discussion will be around the graduate design process specification model and control and autonomy model.
Keywords :Graduate Design, Design Report, Control And Autonomy, Specification
Internet :.cn
毕业设计和毕业报告是本科阶段最重要的一个环节,是对大学四年整个人才培养模式的检验,目的在于培养学生们的综合实践能力。通过指导老师与同学们的合作,使学生们通过市场调查、文献研究以及实际设计项目来实践设计管理的相关知识,通过设计报告总结毕业设计所遇到的问题,以加强毕业生对设计管理的深刻认识[1]。毕业设计和设计报告只有将课堂教学、研究和项目实践三个环节有效的结合起来才能够使学生交上一份大学四年完美的答卷。然而,在很多院校中,毕业设计和毕业论文质量逐年下滑,既存在主观原因又存在客观原因,若想高质量的指导学生完成毕业设计和设计报告,需要充分调动指导教师和毕业生的主动性,建立严格的管理机制和评分标准,运用多元化的指导方式以提高设计管理毕业生的毕业设计和设计报告的质量。
一、毕业设计及报告存在的主要问题
(一)在设计报告指导环节中问题主要表现在:首先,学生与指导老师联系不积极,由于大四的学生忙于找工作或者考研, 在时间上与毕业设计和毕业设计报告相冲突,和指导老师的交流非常不充分;第二,学生身处异地与老师交流空间上受限,很多学生在外地找到合适的工作,长时间不在学校,没有很好的处理工作与毕业报告的关系,与指导老师的沟通受限,使老师很难有针对性的进行指导;第三,学生对毕业设计的重视程度不高,缺乏最基本的学习主动性,认为毕业报告只是一个形式,因此,在毕业报告的攥写过程中产生了懈怠的情绪,使得毕业报告质量不高;第四,学生的实践能力比较弱,因此在毕业设计的选题上喜欢避重就轻,导致毕业设计课题效果不是很好。很多设计管理的学生偏重于管理而忽略了设计,因此,在毕业设计这一环节较其他设计类的毕业作品视觉效果不理想;第五,毕业设计缺少专业交叉,很多项目都是小组内部成员自行完成缺少与其他专业的沟通合作。设计管理强调多学科合作,很多毕业设计小组并没有真正实践多专业交叉,使得毕业设计课题并没有达到预期效果;第六,指导教师专业知识的局限和指导经验的欠缺,使指导效果不是很理想。指导教师的专业知识范围有限,对跨学科的知识指导力不强;个别教师指导毕业设计的经验不足,直接影响毕业设计质量。
(二)论文撰写环节中存在的主要问题:第一,格式不符合规范,在设计报告的指导过程中缺少对格式的规范,很多毕业生对摘要和参考书目的格式都不清楚;第二,设计管理的毕业设计需要小组合作完成,每个人在毕业设计中的分工不同,但是有些设计团队分工不明确,导致报告内容相似度太高,没有体现个人工作的亮点;第三,选题过大,缺少针对性,很多毕业生缺少对毕业设计的全心投入,对所做项目一知半解,在报告中所阐述的内容不够深入;第四,题文不符,很多报告中所陈述的内容和题目大相径庭,很多是因为对项目的了解不是很深入,对毕业设计和设计报告存在着应付的心态;第六,概念理解不深入,部分学生的报告中只是简单的概念堆砌,并没有融入自己的理解,学生对设计报告的重视程度不高,很多人更加重视毕业设计而忽略了设计报告,造成了报告内容的空洞。
二、本科毕业设计和设计报告提升的建议
(一)以落实毕业设计(报告)教学过程规范,加强检查,不断提高质量
1.做好前期的准备动员工作
在毕业设计(报告)开题之前,根据往年学生的情况进行预防性的控制。在开题之前严格审查毕业设计选题,并且制定时间表,让每个毕业生了解项目进度,以保证在规定时间内完成工作;规范任务书内容和进程安排的关键节点;对考研的学生单独提出要求,既要兼顾其考研的时间安排又不能太放任自流;定期检查其调研和资料查阅情况[2]。
2.完善中期设计项目检查体系
对毕业生的中期监控是在开题到项目完成这一段时间,针对三个方面:第一方面,检查毕业设计完成情况,是否存在中途改换课题的情况,如遇到课题难度太大超出能力之外的情况要及时发现,指导老师有责任帮助学生准确选题,避免因为中途换题而影响整个项目进程;第二方面,课题量有无过大完成不了的情况,了解在毕业设计中所遇到的困难并及时解决,如遇课题量过大,指导教师应该指导学生及时调整,缩小设计范围;第三方面,设计报告的规范性和学术性,要求学生除了将项目进行简单介绍之外,更重要的应该突出个人在项目中所从事的工作以及所遇到的问题、以及解决方案等方面的内容。
3.后期质量监控
后期的质量监控主要针对毕业答辩和毕业设计展之前的这段时期,毕业设计基本结束,指导老师对毕业设计进行最终审查,找出问题及时修改,并对展示效果提出要求;针对毕业设计报告要严格把关,部分同学对毕业报告的重视程度不高、对设计项目所涉及的知识点了解不深入,导致论文中题文不符和答辩过程中对所提出问题回答不准确。在后期还有一项任务应该引起指导老师的重视,即听取毕业生对于毕业设计相关工作的意见和建议,针对下一年的工作进行改进和提高。
(二)自治与控制相结合的毕业设计(报告)指导模式的建立
自治与控制相结合的毕业设计(报告)指导模式,以提高指导教师和毕业生的积极主动性,主要采用与课题相结合的指导模式、指导方式多元化和多学科交叉化的指导以及企业参与毕业设计模式。
1.与课题相结合的指导模式解决毕业设计(报告)时间上的局限性
首先,将毕业设计的选题与指导老师的项目相结合,让学生参与到教师的科研项目中去,可以在大三提前介入,同老师一起系统的完成项目,在这个过程中将四年所学课程完全融会贯通于毕业设计中。不仅如此,通过这种方式能够增强学生对毕业设计课题的兴趣,有利于调动学生的积极性,同时便于指导教师对学生的管理,在项目的进行中学生们会跟老师有较多的接触,能够对毕业设计有深入的了解,以提高毕业设计以及毕业设计报告的质量;第二,规范毕业设计(报告)要求,在学生选题的初期,毕业指导教师举办小型讲座,针对前几届毕业生在毕业设计(报告)中存在的问题进行沟通,并对本次毕业设计和进行规范性指导,以防止旧问题重复出现;第三,学生自身情况制定毕业设计以及设计报告时间进度表,一般情况学校开题时间都在大四第一学期,很多毕业生要找工作或者应对各种考试很难专心考虑开题的事宜。建议将开题时间提前,最好在大三下学期期末完成这项工作,学生可根据学校的时间表制定自己团队的工作进度,以兼顾学生各方面的需要。
2.指导方式多元化,克服个体指导带来的局限性
多元化的指导包括三个方面:第一,指导方式多元化,由原来一名教师指导一组学生,改为一个导师组指导一组学生。这样既可以有效克服年轻教师指导毕业设计(报告)经验不足的问题,又能够将各指导老师的优势充分发挥出来;第二,指导教师多元化,由于设计管理的专业决定了指导组教师的专业背景应该多元化,例如:有商科背景、有侧重理论和侧重实践的教师共同组成,指导组教师的年龄应该多元化,要包括年轻的教师和指导经验丰富的教师,通过老教师带动新教师逐渐完善毕业设计(报告)指导团队的建设;多元化指导团队的建设也可以避免教师知识领域的局限性、有效的解决毕业设计指导与上课时间冲突的问题;第三,指导空间多元化,根据学生的个人情况实行校内外指导、面对面指导与远程指导等方式进行,这样灵活性的安排有助于学生解决忙于实习或者考研时间和空间上的问题,也有利于提高学生的自主学习能力。
3.学科交叉化的毕业设计分组
设计管理毕业设计通常会根据不同主题分为几个小组,由于设计管理学生的设计基础相对薄弱,在毕业设计中需要在学校内部打破专业壁垒,引进设计专业的毕业生加入其中,使其毕业设计更充实。通过打破专业界限,利用多学科的指导老师团队,提高毕业设计质量,使毕业设计具有理论联系实践的特点。具有不同专业背景的学生同时完成一个课题,这对指导教师和毕业生都是一次提高和学习的过程。专业交叉化的毕业设计分组和多元化的指导团队有利于学生知识面的拓宽、解决了教师知识领域单一的局面,也有利于教师们的互相交流和学习。
4.企业参与毕业设计模式
学校可以同当地企业进行合作,鼓励企业参与学生的毕业设计,这样做有以下两个方面的好处:第一,通过这种方式能够鼓励学生的积极性,根据自己的兴趣在项目中进行定位,对所做的工作进行深入研究,既能够与企业实际接轨完成设计项目,同时还可以在企业中体会设计管理的内涵[3] ;第二,能引入业界行家作为指导教师身份参与整个过程在毕业设计全过程中使学生能更好地将理论和实践紧密结合,真正掌握项目运作过程,提高实践能力,并对设计管理者应当具备的技能有所认识,使学生们在实际操作中及时发现问题,通过这种方式促进设计管理专业毕业生提高设计和设计报告的质量。
注释
[1] 洪建峰. 基于WEB 的毕业论文指导交流系统设计与应用[J].中国教育信息化, 2011,13:49-51
关键词:中外高校;机械工程;毕业设计;比较
中图分类号:G642.477 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)48-0045-02
一、我国高校机械工程专业毕业设计存在的主要问题及原因分析
存在问题:导师对本科毕业设计题目进行预先指定,给出具体实施步骤和解决方案,学生被动接受并完成,许多问题分别存在于选题、开题、设计或研究、论文撰写、答辩、评价等环节中,表现在:无论是以软件设计为主的计算机编程类题目,还是以工艺设计或以结构设计为主的工程设计类题目,综合性不够。选题环节中导师的课题题目大而空洞,毕业设计内容和要求不明确。
作者对北京科技大学机械工程专业2004级(2008年毕业)、2005级(2009年毕业)、2006级(2010年毕业)、2007级(2011年毕业)、2008级(2012年毕业)、2009级(2013年毕业)毕业设计的选题类型及来源进行统计分析,80%以上为自拟课题,务虚化严重。
设计类课题所占比例不足4成(2008年及2011年除外),有理科化的倾向。设计类选题(包括机电专业硬件设计、机械结构设计或工艺设计)较论文类(包括以软件应用和程序编写为主)题目比重所占比例过小。学生识别能力下降。
国内其他大学也有类似的情况:一人一题虽然可体现学生的工作能力和态度,但不利于培养合作精神,不利于设计成果的实物化和产品化;毕业设计任务书代替开题报告,设计环节学生得不到及时指导;低水平,重复多,创新能力不足;设计任务不明确,进度不合理;外文资料与设计内容相关性不强,综述缺少整体感,文献数量不够;毕业答辩环节中提问简单,学生回答随意,成绩评价不够客观;很少做出物理样机或经过实验验证,不能反映学生的水平;毕业设计成绩对就业和升学没有太大影响,也是导致设计质量下要原因之一。
大学考核或排名主要依据的是科研而非教学水平,导致对教学不够重视!高校扩招,教学和科研资源紧张,现有经费难以做出一定水平的研究。毕业设计是让学生运用所学动手解决问题的良好契机,不良学术风气造成粗制滥造现象严重!就业不容乐观,设计与工作几乎毫无关系,重视度不够。毕业设计质量与指导教师有直接关系,选题深度广度不够。扩招后,师生比例呈放羊状态。
二、国外高校工程专业毕业设计过程与要求
1.美国高校:许多研究型大学一般在大四开设顶峰(又译尖峰)体验课程,通过研究难度项目,把本科教育零碎知识整合,提高解决问题的能力,使学生获得“顶峰体验”。
美国工程顶峰体验课程的采用,有利于学生接受新知识新技能。教学模式为:接受(Receive)―联系(Relate)―反思(Reflect)―提炼(Refine)―建构(Reconstruct)。打通技能和知识间的壁垒,可使学生发现技能与技能、知识与知识、知识与技能之间的有机关系;反思过去改进不足;把学习经验融会到知识和技能体系中。
(1)师资保障:ASEE2005年调查结果显示,2005年所有工程类高校教师均参与了顶峰课程及项目。教师主要担当指导(57%)、咨询(34%)和评价(16%)等三种角色。
(2)经费保障:经费是保证课程质量的重要保障。成本在1000美元以上项目:硬件成本55%,物资成本63%,旅行成本26%,软件成本36%,其他成本26%。
(3)项目保障:项目数量关乎质量。2005年,每个项目团队有10个以上的项目的占4%,有7~9个项目占3%,有4~6个项目占10%,有1~3个项目占12%,有1个项目占71%。每门工程顶峰设计课程有16个项目的占12%,有11~15个项目的占11%,有6~10个项目的占23%,有2~5个项目的,所占比例是38%,有1个项目,所占比例是17%。
(4)设计流程保障:综合考虑需求拟定科目,工程课程的主题定位为:首先要易于整合以往学生的学习知识和经验,其次要易于学生在实际的工作中使用所学技能和知识。
专家经过评估后,编写大纲,即课程目标、教学方法、教学内容、教学时间、考核方案等。
2.英国高校:有些专业要求写毕业论文,有选修有必修,较多部分是以课题为主。以英国帝国理工学院(Imperial College,简称IC)为例,机械工程专业本科毕业设计过程可分为:(1)及接受毕业设计任务书;(2)依据毕业设计任务书的内容及要求进行考察、调研、查阅资料,并制定毕业设计任务进程表,进行总体方案设计;(3)详细设计;(4)样机制造及装配;(5)样机性能测试、实验和综合分析;(6)撰写总结报告;(7)考核答辩。英国IC机械工程专业毕业设计过程时间为15周。
IC的毕业设计不是一人一题,而是四人组成团队,题目一样,但参数不同,成员共同完成。之后,将实验与理论结果进行对比分析,成绩评定由实验测得实际效率决定,最后评定出最佳设计和最佳工艺奖。
由IC的毕业设计,可看出英国高校毕业设计的特点:选题综合性强,熟练运用AUTOCAD、SOILDWORKS、FLUENT、ANSYS等各种CAD/CAE软件包;3~5人组成小组,进行设计,培养加强团队合作精神;成绩评定基本基于对学生毕业设计成果的实际功效做出;对深造或就业影响重大,因此学生们一开始就投入最大的热情和努力。
3.德国高校:德国工程应用型大学除必要外,不开纯理论课程。学生毕业设计课题需自己到企业寻找。政府制定法规、优惠政策和提供经费。
(1)德国大学本科机械专业教育阶段:德国本科生教育第一阶段为两年,学习各系共同基础课程,进行选拔和淘汰。第二学习阶段也是两年,学生选择专业方向,完成选修课、必修课和任选课程的学习任务,还需要完成学校规定的课程设计、专题报告、实验、实习和毕业论文。第五学年,花3~6月时间写毕业论文。
(2)毕业设计选题:大公司在本单位的报纸杂志上或网站课题信息,学生提出选题申请,企业对学生选择录取与否。小公司直接与学校联系。
(3)毕业设计管理方式:如果申请毕业设计题目的学生被公司选中,公司会安排工程师来指导毕业设计,包括给出具体的课题名称、任务内容及要求、课题时间进度、预期结果等。学生在公司做毕业设计课题一段时间(如2~3个月)后回到学校,导师进行审查。一旦导师和学生均认为能够完成,该课题就可作为学生正式毕业论文课题。
(4)毕业设计基本要求:包括100页左右的文字材料、需要的图表及说明论文格式。论文以应用为本进行质量控制。课题未完成,但学生以科学的方法进行研究,一样可获得通过。
(5)毕业设计成绩考核及评定:毕业论文与专业考试用五分制进行评定。毕业总分是由论文分数加上专业考试分数得出平均分数。考核评定毕业论文原则上一般由两位考官完成,一位(教师或毕业设计单位工程师)由考试委员会主席委派,另一位是毕业论文题目的指定者。如果两位考官在评定考核中有意见分歧时,则采用地方性考试的评分规则。成绩由学校教师给出,毕业设计单位不参与成绩评定。
4.法国高校:对应的课程设计:从题目到项目开展及检查,都与企业联系密切,等同于我国本科阶段的“毕业设计”课程,但在形式与方法上有差距。
法国课程设计的特点:(1)法国的课程设计学分较多,为本科总学分的1/16,我国高校毕业设计平均占总学分的1/20;法国工程师学校与我国的工科院校毕业设计的时间都是16周,一个学期,但法国工程师课程设计每天2学时,一周5天,共16周,总计160学时,而我国毕业设计总学时数是640,毕业设计要求学生每周5天,每天必须保证8学时,总共16周,法国学生只需要每天2学时。(2)法国工程师院校工程师阶段的第二年,即四年级的课程设计题目通常以公司题目为主,经过主题演讲阶段、题目选择阶段、演讲阶段。(3)组织形式:以团队形式完成。为保证科学及结果上的正确性,每一个“项目设计”小组均配备相关专业教师。(4)指导方式及要求:主要集中在实验、选材及答辩等方面。教师提供参考资料供学生查阅,提供方法和思路供学生开展实验、表述过程及结果,定期报告,经过反复分析和实验获得结论,准备答辩。教师给予指导。(5)考核方式:在学期末,课题进行最后答辩,以此作为企业工程师第一年一项重要的考核指标。答辩考核既有企业教师,也有本学院教师。
法国课程设计的优缺点:强调团队协作,课程设计及答辩各个环节均以团队――组的形式进行。“项目设计”学时占学年全部课程的20%,学生每周有专门时间参观公司、做项目。“项目设计”是考核学生的重要指标,占到3~6个学分。
三、对我国机械工程专业毕业设计改革的启示
淡化专业方向,加强通才教育。选题综合性强,不局限某一方面训练,选题采用校企联合形式。3~5人以组为单位进行毕业设计,培养加强合作精神、设计成果的实物化和产品化。研究经费筹备由学校、企业及教师共同分担。毕业设计考核成果多样化,图纸、毕业论文、报告、实物及程序或视频等多种形式成果,只要能反映创新成果,就可达到目的。毕业设计大四上学期或大三下学期开始,主要是基础知识及研究(设计)工具熟悉、对设计项目进行理论知识及文献准备。
参考文献:
[1]夏伯乾,冯静,郭红.中外高校机械工程专业毕业设计的比较与思考[J].青岛职业技术学院学报,2011,24(6):64-67.
[2]王乐梅,张巍,唐宏哲.中法高等工程教育体系中的毕业设计比较研究[J].高等工程教育研究,2013,(4):132-135.
中图分类号:G482;G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)26-0248-03
一、引言
高校实验室是高等学校人才培养、学科建设、科学研究以及社会服务的重要基地,是办好学校的基本条件之一。我校作为应用型本科院校,其培养目标是面向生产、管理、服务第一线工作的高级技术应用型人才,强调学用结合、学做结合、学创结合,为地方经济建设、区域社会和行业发展服务。专业实验室对学生的实践能力和创新精神的培养起着重要的作用,是培养学生综合素质的重要基地。因此,专业实验室建设必须与学科建设、教学科研相结合,才能建设出先进的、适应新世纪要求、具有鲜明特色的学科专业实验室。我们汽车与轨道交通学院作为学校的一个新建学院,在专业实验室建设中为克服经费不足,避免实验设备固化和实验项目陈旧等问题,确保专业实验室的建设有利于学科专业的发展和教学、科研水平的提高,为此,我们提出了将专业实验室建设与毕业设计相结合,通过毕业设计来做好专业实验室建设的预规划、开发新型实验项目、为自制实验设备做好铺垫工作等,既提高了毕业设计质量,又为专业实验室的建设做出贡献。
二、结合专业实验室建设做好毕业设计选题工作
恰当的毕业设计选题是学生顺利完成毕业设计的先决条件。由于毕业设计的选题来自于本专业的实验室建设项目,符合本专业人才培养目标的教学要求。结合专业实验室建设用于毕业设计选题的课题主要有三类:①实验室建设规划类;②实验装置开发类;③新型实验项目开发类。
专业实验室建设通常与学科专业建设、教学基地建设等紧密结合,其建设规划的制定离不开学科专业的发展规划和专业人才培养方案,但由于学校实验室建设经费的紧张,只能量力而行地建设一些紧缺的专业实验室,其他专业实验室建设只能依靠中地共建项目的经费。近几年来,我们根据专业人才培养方案中的课程实验、课程设计、实习、实训等需要的实验教学设备,统筹规划了我院车辆工程实验中心的各个实验分室,将其中一部分实验室的建设规划作为毕业设计课题,如汽车综合性能检测实验室方案论证与设计、汽车电子控制系统仿真实验室方案论证与设计、新能源汽车实验室方案论证与设计、交通控制实验室方案论证与设计等,由学生通过毕业设计来完成部分专业实验室的预规划,后来在申报中地共建实验室项目时得到了很好的借鉴,获批两个中地共建项目,资金约600万元。
用于毕业设计的实验装置开发类课题有很多,这类课题需要有一定的知识结构,涵盖机械设计、流体传动设计、自动化控制设计和软件设计等,需要学生综合运用基础知识和专业知识来进行设计,工作量较大,可将其作为一个团队的课题。如将“电动助力转向系统实验台设计”分成三个子课题,分别是机械结构设计、控制系统设计和性能测试软件设计,由三个学生组成设计团队来完成整个课题,这样,每个学生的毕业设计难度和任务量都比较适中,由于三个子课题对知识结构的要求各不相同,将任务分配到不同专业方向的班级,机械结构设计子课题由车辆工程汽车技术专业方向的学生承担,控制系统设计和数据采集分析系统设计子课题由车辆工程车辆电子电气专业方向的学生承担。
用于毕业设计的新型实验项目开发通常是针对新建专业实验室的实验设备的,这类课题需要学生掌握已有实验台的结构原理,通过创新设计实验项目,并与设备供应商合作对实验台进行改进,以使开发出来的实验项目能更好地满足本专业的实践教学目的。这些课题既注重对学生基本能力的培养,又能充分发挥每个学生的积极性与创造性,使他们在各自已有知识和能力的基础上都有较大的提高。
三、专业实验室建设与毕业设计相结合以提高学生工程实践能力
工程实践能力主要包括工程设计能力、信息检索与处理能力、组织管理能力、分析问题解决问题能力、实践动手能力、科研能力、创新能力、团队协作和交流能力以及计算机应用能力等。结合专业实验室建设完成的毕业设计选题是紧密结合工程实践的,可使学生在“真刀真枪”中得到训练。下面以“电动助力转向系统实验台设计”这一课题为例说明如何在毕业设计中提高学生的工程实践能力。
“电动助力转向系统实验台设计”这一课题本身是一个实际的工程项目,需要通过项目规划、方案设计和详细设计来完成。通常由指导教师根据实验室建设的需求完成项目规划,所设计的实验台用于电动助力转向装置的性能试验,包括功能试验、输入输出特性试验、助力电流特性试验、反向冲击试验、回正特性试验、空载转动力矩试验等,学生通过毕业设计来完成方案设计和详细设计。这是一个需要三人合作完成的毕业设计课题,其中的方案设计是三人共同完成的任务,详细设计由三人各自独立完成。
在进行方案设计时,首先要了解课题的主要任务、目标,通过查阅有关资料和调研,拟定总的设计思路,进行方案的比较和设计。这一阶段主要培养学生的工程设计能力、信息检索与处理能力和团结协作能力等。收集资料和积累知识就是继承前人和别人的科学研究成果,继承的目的是为了创新,为社会实践服务。让学生学会在图书馆、网上进行论文检索的主要方法,要求学生依据课题的内容进行相关论文的检索、收集、学习等,阅读和分析已有的相关文献,可高效率地获得有益的观点和建议,这大大提高了学生获取知识的能力,在此基础上让学生总结分析出设计思路,完成方案的分析比较,按工程设计的惯例,求优化而不求惟一答案,强调综合地分析问题,从而在很大程度上激发了学生的求知欲和科研积极性,培养了他们独立自主的创新能力。在进行该课题的方案设计时,要以国家标准《汽车电动助力转向装置技术条件和试验方法》作为依据,可先根据个人设计的重点提出本人设计部分的几个方案,再综合起来进行优化,通过团结协作,确定出最佳的方案,共同完成总体方案设计。
接下来进入详细设计阶段,每个学生均在总体方案的基础上开始进行子课题的设计。这一阶段主要培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立科研能力、分析问题解决问题能力、实践动手能力和创新能力等。做机械结构设计子课题的学生需完成输入端旋转动作器、输出端旋转动作器、工装夹具、逆向冲击部分和台架的设计。其中,动作器由伺服电机、减速器、联轴器等组成,这些部件只需通过计算然后合理选择就可以,减速器与电动助力转向装置输入、输出轴之间的联轴器如果选不到合适的就需要自己设计。工装夹具、逆向冲击部分和台架需自行设计。做控制系统设计子课题的学生需完成传感器的选择、电机驱动模块的选择、硬件电路图和PCB板图设计、电气接线图设计、元器件的详细清单、电路板卡的制作、控制系统组装等。做数据采集分析系统设计子课题的学生需完成的主要软件模块包括系统管理、项目测试、实验台与计算机之间的数据传输、实验数据记录、结果处理和显示等,以实现对试验过程进行控制、对试验系统工作参数进行设定、根据国家标准的要求设计相应的试验方法并得到测试结果、对测试结果进行分析、评价、显示、存档、查询、打印等。
通过完成这样的工程实际课题,整个团队相当于完成了一个产品设计的绝大部分工作,充分发挥了学生的设计主动性,强化了工程实践能力中的获取知识的能力、运用知识的能力、共享知识的能力、发现知识的能力、传播知识的能力,大大提高了毕业设计的质量,该团队课题中有2人的毕业设计获得了优秀。
四、利用毕业设计推动专业实验室建设项目的完成
把专业实验室建设项目通过毕业设计完成预演,有利于更好地完成专业实验室建设,完善、丰富了教学内容,并且更加适应了学科及专业的建设,充实了实验设备,促进了实验室建设。可见它不仅有利于学生综合素质的培养,而且加快了实验室建设的步伐。