基于本科毕业设计的工科类专业教学改革探讨

摘要：对当前工科类专业本科毕业设计执行过程中反映出来的教学环节存在的主要问题加以分析，针对培养计划、教学体系和能力素质培养等多方面的问题提出了进行教学改革的相关措施，包括适当延伸毕业设计至相关专业教学环节、整合专业课程教学计划、创新毕业设计模式等措施，为基于毕业设计质量工程的教学改革提供了有益参考。

关键词：毕业设计；教学质量；实践教学；教学改革

作者简介：罗怡（1979-），男，重庆人，重庆理工大学材料科学与工程学院，副教授。（重庆 400054）

中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0152-02

毕业设计是本科专业按照培养计划实现培养目标的重要实践教学环节，对于以工程实践为背景的工科专业本科生而言，毕业设计也是培养其综合运用专业知识科学研究和解决工程实际问题或学术问题的一次较为全面的综合训练和总结测评，是将本科数年所学知识融合提炼并加以升华的过程。毕业设计的实际效果是衡量高等院校教学质量的重要评价标准，在高等工科教育体系中具有举足轻重的地位。

根据国内大多数高等院校工科专业的培养计划，毕业设计工作一般安排在本科第八学期执行，实际持续时间往往在3～5个月不等。因此，如何高效率地利用时间保证这一重要实践教学环节的顺利进行，并保证毕业设计质量，是高等院校工科类专业面临的现实问题。本文针对目前工科类专业毕业设计工作中存在的问题，探讨与毕业设计相关的工科类专业教学环节改革问题。

一、工科专业毕业设计存在的问题

从表面上看，学生掌握的知识基础、能力水平及对待态度是影响毕业设计质量的重要原因。但实际上，毕业设计质量的好坏能够客观地反映出工科类专业课程教学的效果和教学中应该注意的问题。近些年来，随着许多高校办学规模的扩大，工科类专业毕业设计环节反映出本科教学存在诸多问题，这些问题影响了工科类专业毕业设计的质量，主要包括如下几方面：

1.教学培养计划在毕业设计环节分配的时间不够充足

根据高等院校工科专业的本科培养计划，毕业设计选题在第七学期末进行，并在第八学期执行。通常学生必须在第八学期开始的一至四周或一至六周时间内进行文献资料的收集和查阅，完成文献综述，并阅读和翻译与课题相关的英文科技文献，在对课题研究内容形成一定认识的基础上撰写开题报告。之后利用约七至八周的时间进行实验方案的设计，并进行具体的实验研究工作。最后利用四周时间进行毕业论文的撰写和论文答辩。整个毕业设计环节约持续十六周时间。[1]其中，某些专业还需要穿行或安排专门时间进行毕业实习工作。

可以看出，对于工科这种实践性非常强的学科专业，学生缺乏足够的时间进行实验设计、实践工作以及课题的深入研究，并最终完成高质量的毕业设计或科研论文。由于课题准备时间比较紧张，一些学生在拿到指导教师下达的毕业设计课题后，不能形成对课题研究现状的基本了解，也迟迟不能进入课题研究的工作状态，以致于在设计实验方案时无从下手，甚至不了解实验研究的具体目的。显然，即使有合理的毕业设计程序计划，由于无法充分保证各个阶段的实际执行时间，也会直接影响毕业设计及科研论文质量。

2.专业课程教学体系没有给学生打下扎实的专业理论知识和技能基础

在多数高等院校工科专业现行的本科培养计划中，一般来说包括两种培养模式：一种是“通才”培养模式。这种培养模式根据学科大类对专业人才的培养需要，对课程教学计划和教学内容进行整合，改革以传授大量专业知识为主的人才培养模式，拓宽专业知识面，通过强化基础教育，重点培养学生成为复合型专业人才。另一种是“专才”培养模式。这种培养模式更多的是承袭计划经济时代的传统人才培养模式，细化学科专业门类和课程，在一定基础知识平台上重点培养在某一专业技术领域具备熟练专业技能的专门型人才。两种人才培养模式各具特色，适用于工科大类的不同学科专业。

不论是“通才”培养模式还是“专才”培养模式，对于专业知识体系的构建通常在本科培养计划中的第六、第七两个学期的课程教学中进行。其中，第六学期主要进行学科基础课程的教学，第七学期主要进行学科专业课程的教学。但在实际执行过程中，许多学生把大量本应用于专业知识学习的时间和精力用在了考研复习和找工作上，使其很难有足够的时间和精力来钻研和深入学习专业知识、技能。这样前导课程的学习欠缺不利于后继课程的学习和理解，也不利于各门专业课程知识的融会贯通。从而使学生在第八学期进行的毕业设计环节，无法具备扎实的专业理论知识基础和相应的专业技能水平。

另外，在专业课程的设置和教学内容的设计上，各课程相对独立、缺乏连贯性。无论是在安排理论教学内容还是在安排实践教学内容时，任课教师往往更多地局限于关注本门专业课程自身，缺乏对该课程的先修专业课程、后续专业课程或相关联专业课程教学内容的综合考虑，忽略了培养学生综合运用专业知识的能力，进而也无法在毕业设计中使学生将学到的各种专业知识进行综合应用，制约了学生综合应用专业知识解决实际问题的能力的训练和提高。

3.实践教学环节对学生动手能力、分析能力及创新意识的培养不足

多数工科专业对实践动手能力要求较高，较强的动手能力是高质量完成毕业设计的前提。近年来，越来越多的用人单位也更加注重毕业生的实际动手能力以及理论与实际结合的能力。工科专业的毕业设计往往涉及学科专业多方面的知识，既要求学生在专业方面具有较为宽广的知识面和综合应用知识的能力，也要求学生具有独立分析思考问题的能力和一定的创新意识。实践教学环节便是培养学生实际动手能力、独立分析思考习惯和激发创新意识的重要环节。[2]

但是受师资、经费等各方面因素的影响，目前许多工科专业设置的实践教学环节对学生实际动手能力、独立分析思考习惯和创新意识的培养不足。[3]本科专业培养计划中涉及专业素养培养的实践环节主要是专业实验和毕业设计。受本科培养计划总学分的限制，专业实验教学设置在专业培养体系中所占比例较低。而实验教学设置以专业基础性实验为主，这些实验大多为演示性实验或验证性实验，在学生掌握了这一部分实验能力之后，留给学生锻炼实际动手能力、激发创新意识的空间并不多。而过多的演示性和验证性实验，并不能使学生分析实验数据的基本技能得到培养和锻炼。这样在毕业设计环节，一些学生在课题研究中面临具体问题时往往感觉无从下手或不知如何进行分析研究，也就更谈不上在课题研究中进行创新了。

4.缺乏培养学生从事科研工作所具备的基本能力和素质的教学及实践环节

工科类专业的大学学历教育的目的之一是培养具有一定科学研究能力和素质的研究型或应用型专门人才。这就要求培养学生具备从事科研工作的基本能力和素质，包括查阅国内外科技文献、撰写科研论文、团队协作精神、严谨治学等各方面。但在多数工科专业的本科培养计划中，缺乏或并不重视对这方面能力和素质进行培养的教学和实践环节。学生在毕业设计过程中表现出缺乏查阅国内外相关科技文献的研究习惯、不能规范地撰写学术论文、语言组织能力较差、抄袭他人研究论文、团队协作精神缺失、不能承受多次实验失败的挫折等一系列问题。[4]

二、提高毕业设计质量的教学改革措施

针对上述存在的主要问题的分析，可以看出影响毕业设计质量、制约学生能力培养的绝不仅仅是毕业设计这一个教学环节的问题，而是涉及到了诸多因素，尤其是本科教学培养体系。因此，基于毕业设计在工科类专业整个本科培养计划中的重要地位，要提高其质量，发挥其应有的效果，就必须改革现有的教学模式，科学地整合各专业课程教学内容，加强各专业课程及其实践教学之间的相关性和延续性，循序渐进地引导和培养学生的实践能力和创新意识。

1.延长毕业设计环节的运行时间，保证科学有效地执行

为了避免由于时间冲突，造成考研与就业对毕业设计教学环节产生的不利影响，并保证实际执行毕业设计的有效时间，将毕业设计实际执行时间延长至一年，即第七学期和第八学期进行。这里并非简单机械地延长毕业设计持续时间，而是要延伸毕业设计的教学计划，使其与专业课程理论教学和实践教学计划穿行，并在内容上形成有机结合。

首先，将毕业设计的选题工作提前至第六学期初进行。在第五学期规划好部分学科基础课程的开设，使学生在进入第六学期时已经初步构建好基本专业知识框架。此时，由教师引导，学生根据自己的兴趣自主选择毕业设计的研究方向，并在之后的学习过程中逐步调整和细化。在第六学期安排学生进行学科专业主干课程理论及其实践部分的学习，使学生在专业课程的学习过程中可以更多地关注自己在毕业设计中的研究方向。并在学习专业知识的基础上，以及毕业设计指导教师的辅助引导下，结合毕业设计研究方向，利用业余时间查阅国内外科技文献，形成对毕业设计研究方向的基本认识和了解。这样的选题工作安排，保证了学生在进入课题研究前，有充足的时间对自己的研究方向进行学习和了解，使其在进一步深入课题研究前自主培养形成明确的研究目标感。这一过程实际上是为即将进行的毕业设计进行知识储备、前期铺垫等准备工作，使学生能够在后续展开的毕业设计中快速进入工作状态。

其次，根据前期准备中学生对毕业设计研究方向的学习和了解，安排其在第七学期初进行文献综述、开题报告等文字撰写工作，使其具备撰写科研论文的基本能力。此时，毕业设计的研究课题内容已经确定，且通过第六学期对专业主干课程的学习以及第七学期对部分专业选修课程的学习，学生已经具备了完成课题的基本专业知识储备，随后可展开研究课题的具体工作，包括实验方案的设计以及实验工作的实施。由于毕业设计实际执行时间延长至一年，因此，学生有较为充足的时间深入研究课题，且可以根据课题研究需要展开学习相关专业知识，拓宽专业知识面，强化专业技能。同时由于在前期学习的过程中已经为毕业设计环节作了充足的准备工作，在一定程度上使学生能够兼顾考研、就业与毕业设计，避免了考研和就业对毕业设计造成的强烈冲击，也使学生客观上具备了高质量完成毕业设计的条件。

2.整合与调整专业课程理论教学及实践教学计划

在第五学期开设学科基础课程，第六学期开设学科专业课程，并配合毕业设计前期准备工作的需要开设部分专业选修课程，在第七学期开设其他专业选修课程。在这样的培养计划安排下，学生在第六学期毕业设计选题时已经形成了对本学科专业的基本认识，建立了专业知识架构。在第七学期正式进入毕业设计课题研究时，已经基本完成了学科专业主干课程和部分专业选修课程的学习，具备了承担并完成具有一定深度要求的毕业设计课题的基本理论知识和实践技能基础。

整合专业课程理论教学与实践教学的课程计划，注意不同专业课程在教学内容上的承继关系，以培养学生具备解决工程实际问题的能力为先导，也是提高毕业设计完成质量的保证。在专业课程的理论教学中，特别是在专业课程相关的实践环节教学中，改变教学内容设计上相对独立的缺陷，注重与相关先修课程或后续课程的连贯性，以促进专业知识的融会贯通。尤其是把毕业设计的前期准备及能力储备环节渗透到实践环节教学中，针对实际工程技术问题，注意专业知识综合应用能力的培养，为高质量地完成毕业设计提供保障。这样可以使各专业课程教学内容之间环环相扣，依层次逐步推进。先修课程为后续课程做了铺垫和准备，使学生在学习中的疑惑能在后续课程学习中得到相应解答，并能及时得到实践锻炼，加强和巩固了学生对专业知识和实践技能的掌握。

3.重视实践教学环节中的能力培养，创新毕业设计模式

某些发达的欧美国家具备完善的职业培养教育体系，学生在完成大学学历教育后，由各工科门类的行业专业协会对其进行完备、专业和较强针对性的职业教育，从而在大学学历教育和企业对应用技术型专业人才需求之间形成无缝衔接。我国还没有形成完备的衔接大学学历教育的职业教育培养体系，对于职业教育这部分培训工作多由各高等院校以及用人单位根据实际情况分担负责执行。

对于工科类专业的学生而言，毕业设计环节既是对学生接受本科四年教育后的全面的综合训练和总结测评，也是进行职业教育的一个契机。既要重视实践能力的培养，也要创新毕业设计模式，培养学生的独立研究能力和创新意识。近年来，国内提出了多种高等工程培养的新模式与毕业设计的培养相辅相成。例如，教育部启动的“卓越工程师教育培养计划”，[5]或者一些高等院校实施的“3+1”、“5+1+1+1”校企联合培养模式，都着重解决高等院校工科类专业教育中的工程实践性和创新性问题，从而培养一批创新性强，能够适应经济和社会发展需求的各类工程科技人才，以提高人才的竞争力和科技创新能力。[6]

三、结束语

毕业设计是大学本科学历教育阶段的最后环节，对于工科类专业而言，是专业知识升华的重要过程，在培养学生探求真理，提高综合应用能力、实践能力与创新能力等方面具有不可替代的作用。要在日新月异的社会环境与教育形势下仍能保证毕业设计环节的教学质量，就要因势利导，对现行的教学方法、模式进行调整和改革，使其更加适应新形势和新环境，从而提高工科专业研究型或应用型人才培养的质量。

参考文献：

[1]吴国杰，吴炜亮，赵宏霞.本科毕业论文教学改革探讨[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008，（8）：177-179.

[2]秦春波.大学生创新能力培养研究[J].长春理工大学学报（综合版），2006，2（3）：189-190.

[3]马清珍，张宝魁.本科生创新能力培养的探索与实践[J].理工高教研究，2008，27（2）：83-85.

[4]邓小玲，贾碧，蔡苇，等.本科生毕业设计质量的影响因素及改革措施[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2009，（8）：206-207.

[5]张勋才，牛莹.“卓越工程师教育”背景下电类专业毕业设计改革探索[J].中国电力教育，2012，（6）：98-99.

[6]陈鹤鸣，汝一飞.本科毕业设计模式改革的探索[J].电气电子教学学报，2009，31（9）：107-109.