本科生畢業設計質量提升實踐思考

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摘要：本文以蘇州大學機電工程學院本科學生畢業設計依托校級大學生課外科研課題為例，基于指導本科生科研課題融入畢業設計的實踐，從引導學生了解項目選題、研究思路出發，通過加強過程管理，促進學習和分析能力培養等方面總結科研課題對本科生畢業設計質量的提升作用。重點分析基于本科生個人特點而調整的參與科研涉及的深度和廣度。

關鍵詞：畢業設計；科研課題；教學和科研

工科類專業的畢業設計是本科教育的重要環節，是學生應用專業知識和方法分析解決問題的一次系統化鍛煉。學生通過完成畢業設計論文，主動綜合運用所學專業知識或者查閱學習相關前沿科技進展，在教師指導下完成結果分析總結與科技論文撰寫。因此，畢業設計在本科生教學環節中非常重要，尤其是對于直接從事科研的研究生而言。機械類專業是實驗性較強的專業，在畢業設計前期是否能夠有相當機會參與到具體實驗設計與優化中，將在一定程度上決定本科生最終對于畢業設計的理解與收獲。同時，智能制造等前沿機械制造理念的普及應用，需要當前的科研對于機械類專業的引領，以及教師了解工業界對于機械專業人才創新能力的要求，這對于整個專業培養目標提升將至關重要。目前效果較差的畢業設計論文問題主要表現在本科生在較短時間內無法理解相關畢業設計的基本思路與要求，從而無法按照畢業設計的基本要求獨立完成最終論文，或者在最后階段簡單堆砌文獻及粗糙實驗結果。如果缺乏畢業設計前期指導老師與學生的充分溝通交流，并在討論過程中撰寫論文，則雙方滿意度都未達到期望值。因此如何在畢業設計開始前即實施引導本科生介入到科研課題的一些環節中，在科研進行過程中衍生出畢業設計課題，將畢業設計環節前提，促進本科生的自我學習強化和能動性，是本科畢業設計改革值得探討的重要問題之一。蘇州大學建立了本科生參與校級課外科研課題的制度，并鼓勵學院教師與學生積極參與到大學生課外科研課題的申報選題與實施過程，對科研課題給予多渠道的經費支持和指導教師工作量獎勵。該制度促進了一部分本科生提前介入每位對本科生科研培養感興趣的指導教師實踐工作，也幫助了教師將平時的科研融入到本科生教學環節，對教學改革起到積極的推動作用。通過此項制度，基于兩項蘇州大學大學生課外學術科研基金項目，并借此指導八位本科生畢業設計，總結本科生課外科研課題與畢業設計的有機結合經驗，討論科研課題與畢業設計對于教師科研與教學個人發展的重要性，探討學生對于畢業設計培養環節的認同感，提升學生將來從事本專業相關工作的專業興趣，為促進教學與科研的融合提供參考。

一鼓勵師生雙方參與本科生科研課題培養各個環節

機械類專業畢業設計作為一種實驗性探索性強的專業培養環節，需要充足的時間進行基本知識學習、問題調研和歸納整理及實驗驗證。以近期的熱點領域增材制造技術方向為例，介入該研究方向需要基本的機械原理、激光制造、物理化學、成形原理等知識儲備、熟悉制造設備及原料、目標零件成形難點分析，進而開展工藝改進、測試性能評價及反饋，最終回到原始設計環節的優化，整個周期甚至需要多次循環或補充試驗，甚至短期內無法獲得較為理想的結果，導致相關設計或試驗失效。機電工程學院在2018-2019年學年初即開展新生及本科二年級、三年級全體學生的科研宣講，各位年輕教師踴躍報名參加宣講，用深入淺出的方式介紹正在進行或計劃開展的研究工作背景及進展，明確對參與研究的本科生的知識儲備、個人技能、團隊協作、時間投入方面的基本要求，鼓勵感興趣的學生自行選擇指導教師及參與課題。以金屬激光選區熔化3D打印成型拓撲優化為例，需要一定的有限元法、材料科學等相關知識，學習有限元、繪圖等軟件。在作出雙向選擇前，需要學生利用課余時間查閱相關研究熱點及難點，對合理安排個人業余時間做出調整，并樹立強烈意愿接受系統的項目訓練。教師在雙向選擇過程中也了解到本科生的思想、學習狀態，發掘具備一定科研素養的本科生，引發其接受研發思維方式，共同為科研項目進展做出貢獻。前期的相互溝通討論為開展畢業設計營造了良好氛圍，參與度高的指導老師和學生在此基礎上促進了畢業設計雙向選擇，為后續畢業設計奠定基礎。同時，雙方的積極參與也使指導老師教學實踐得以發揮。在前期專業基礎及專業課的課題教學過程中，利用科研課題對教學內容進行擴展討論，將新的技術、新的進展或引發的問題點引入到理論教學中，發動本科生討論、思考本學科涉及的某些關鍵問題，穿插各類相關的實踐任務，如小論文、專題演講、調研報告等，通過課堂實現了引導研究問題的培養，從而使教師的教學內容和教學方法都得到充實，而學生的專業學習也擴充了專業知識的前沿[1]。最終，教師的科研與教學、學生的專業基本功和實踐都獲得促進，畢業設計選題和工作開展營造了良好的氛圍。

二科研課題作為本科畢業設計選題來源增強本科生畢業設計的重視程度

一部分開展畢業設計的本科生認為前期學位學分已經修滿，畢業設計只是最后的一個程式化環節，因而抱有消極應付心理。同時，不可避免一部分畢業生需要安排求職或各類職業考試、工作實習，存在時間沖突。當這種沖突出現時，往往畢業設計放到了次要地位[2]。事實上，從學校角度，本科畢業設計是培養學生創新實踐能力的重要環節，甚至作為教學質量水平的關鍵評價標準之一；從學生角度，這是專業學習及專業素質能力的一次綜合考核。然而，即使學校層面的過程管理實現了流程化和信息化，畢業設計開始階段指導教師的短暫交流仍難以改變看待畢業設計的責任感，并感覺到文獻綜述、外文翻譯、方案制定、論文撰寫、畢業答辯等環節的管理不僅要發揮主導作用而且還要包辦，畢業設計最終變成了指導教師單方面的重點工作。少數學生僅僅關注本科畢業論文管理系統里的每項節點是否提交完成，而無視提交的任務是否達到要求。此外，在兼顧畢業學位要求的大背景下，指導教師不得不投入大量時間協助或督促畢業生完成每個環節的前期準備。最后，甚至落入反復督促學生改正格式不規范、引用注明不明確、字體不統一的困境，更談不上參照畢業論文審閱和畢業答辯標準條款進行詳細評價。通過提前介入本科生科研課題，課題主持人帶領成員在申報課題、立項申請、項目任務制定、進展報告、項目結題和課題競賽環節都經歷過一次實踐演練。這個過程中，借助各種渠道的公開學術報告或專業展會、會議交流，鼓勵學生去了解學術或工程技術發展動態，建立起對相關研究熱點或難點的基本認識。同時，每項科研課題為四人小組，組長及團隊成員之間互相協調溝通任務，分工完成調研、實施、撰寫、口頭報告等環節，也培養了本科生對自行掌控項目進度的能力。此外，在科研課題和畢業設計進展過程中，舉行研究組的學術報告討論，學生參與促進了學術氛圍和畢業設計的正式感，也獲得了口頭專業報告和表達的練習機會。經歷了這樣的標準化系統化訓練后，相當于前置了畢業設計環節。再看待畢業設計的整個環節，完成畢業設計答辯將是順其自然、水到渠成的結果。在前期的科研課題中獲得的發現問題、解決問題的經驗體會將自然而然運用到畢業設計中，節省了教師對于提高本科生思想重視程度所需精力和時間，避免了畢業設計格式要求和規范性方面的督促檢查，將重點放在幫助學生分析問題和結果論證的難點上來。最終，畢業設計成為了一項延續性活動，貫穿本科學習的全過程，而不是為了獲得學士學位的單一環節。借助科研課題衍生的畢業設計選題，也避免了畢業設計中的老題重做、舊題新論等缺乏探索性與創造性的問題，更加貼近科學前沿熱點或工業界發展需求。這些與學術前沿相關的課題圍繞工業界比較關注的問題進行，提升專業興趣的同時自然有助于增加重視程度。最新的科研動態與工業生產實際中亟待解決的工程難題，總是能夠激發學生在畢業設計乃至后續職業發展過程中的拼搏精神。而專業上的拼搏精神將是從事學術或工業生涯成為專業人才的支撐力量，這股力量將匯聚成突破一個個科學或技術難題的專門型人才。

三科研課題與畢業設計結合促進本科生職業發展

本科生科研課題實施過程中，除了最初指導教師設定的問題點研究方向，學生可能會隨著參與度和個人理解的加深，延伸出相關的其它問題點。主動探索問題點的解決思路并積極嘗試，將提升學生個人的科研能力。對于繼續從事科研攻讀碩士學位的本科生而言，從研究興趣和研究方法上均為其后續科研工作奠定了基礎。從畢業設計之前的課堂教材學習逐漸過渡到科研文獻學習，邁出獨立從事科研課題的第一步。文獻查閱、綜述撰寫是完成開題報告的基礎，科研進展過程中問題點的方案調研、可行性論證和結果可靠性分析，甚至最終的學位論文撰寫，都能在本科生科研課題與畢業設計環節得到鍛煉。有了最基本的學術訓練后，將有助于迅速跨入碩士研究生階段，樹立研究工作的科學性。即使后續直接走向職業崗位，前期的學多是基于課堂教學或基本的實驗課程，而通過科研課題掌握的項目實施經歷，將成為工程化問題解決的經驗參考，離開校園將具備一定的應對能力。在本身工程問題解決經驗不足的前提下，通過系統演練，積累了從事技術研發工作的基礎，獨立面對工作中的技術難題攻克任務，快速適應獨立工作的需要，進而在職業發展道路上獲得更多鍛煉成長機會。認識到科研課題與畢業設計的長遠意義后，當本科生教學培養到畢業設計這一環節時，自行將此視為類似科研課題或工程項目對待時，其重視程度自然遠遠高于完成一個普通的學分任務。從職業發展角度出發，指導教師和學生都應當從注重方案論證、問題分析角度看待畢業設計環節，給予最貼近實際的職業培訓和能力培養，這是最后一項師生共同開展的在校期間的工作和實踐經驗考驗。當然，如果將畢業設計看作一場本科期間最后的科研項目，這將是高校及指導教師給予的最寬松的實踐舞臺，其個人發揮的自由度將是職業生涯中難以比擬的。當畢業設計設定的問題獲得圓滿解決，從中得到的自信力將成為后續實際工程項目艱難探索的鼓舞；即使結果不及設定目標，經歷的挫折也是實際工作過程中可能遭遇的演練。這個過程中不少細節可能影響最終結果，而嚴謹的科研行為習慣養成不是一朝一夕的，借助科研課題和畢業設計結果分析，提示每位參與者關注細節，嚴謹分析，將是后續工作生涯中減少不必要的失敗的必經之路[4]。

四本科生科研課題與畢業設計的深度及廣度

校級普通科研課題跨度一般一至兩年時間，對于同時完成多門專業學位學分的本科生而言，課余時間堅持投入大量精力和時間到資料閱讀和實驗驗證等相關工作，需要個人持之以恒的堅持。初期階段的濃厚科研興趣和積極性需要持續到科研這項嚴謹的實踐活動中[3]。此外，當研究結果沒有預期設想的具有吸引力時，枯燥的重復分析原因可能將打擊本科生的好奇心。如果最終變成了本科生僅僅為個人貼上參加過課外科研課題的標簽，則出現無法達到預期目的的結果。因此，指導教師對于課題涉及的深度及廣度需要及時作出調整。一般而言，高年級學生相對于低年級，在問題的深度上更具有選擇性。當具備一定專業認識和掌握專業方法后，個人的興趣點也將有一定的選擇性。比如，部分本科生對于圖像處理或結構仿真分析有較強探索欲望，因此對于指導老師指定的課題中，可以以此為重點，引導學生深入探討，并將有一定挑戰性的問題點交由其進行各種可能性的嘗試，為其提供方便的硬件和軟件支持。同時，選題之后的執行過程中，對于研究深度的把握也必不可少。如果獲得了大量數據結果，缺少較為全面的分析方法論證，無法提煉出有代表性的結論，則本科課外科研課題淪為泛泛而談。當然，科研及畢業設計選題過程中除了深度外，還必須兼顧廣度。尤其，需要避免一些無解或難以得出確切結論的題目，畢竟在一個本科生科研課題進展周期和一個學期的畢業設計時間段內，探索性太強或毫無把握的設計課題可能會起到負面作用，甚至影響正常畢業流程。當然，只要經歷一些獨立思考的研究工作后，有助于將被動畢業設計轉變為主動探索。盡管短時間內的研究工作無法盡善盡美，但能夠留下一些需要后續改進或分析的問題點，成為后來學生的工作切入點。有利于科研課題和畢業設計工作的繼承性和延續性。

五結語

總之，通過科研課題與畢業設計相結合，對于提升畢業設計水平、培養本科生專業思維，促進科研與工程實踐能力十分有益。但是，在實施過程中，關于本科生科研課題的進展安排和研究深度等問題需要指導教師與學生之間的通力合作交流，才能在此基礎上發揮主動性，衍生出有學術性與工程實踐意義的畢業設計選題，并按照更高要求完成整個畢業設計環節，使畢業設計質量實現質的提升，實現指導教師與畢業生的共贏。

參考文獻

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[4]張鵬，何宏，邱會東，等.依托科研項目培養學生創新能力的實踐與思考[J].重慶科技學院學報（社會科學版）,2018（3）：111-113.

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[6]姜丕杰，陳曉英，冮明穎.畢業設計論文的教學改革的探討[J].教育現代化，2016(3):57-58.

作者:李文利 邢占文 劉衛衛 單位:蘇州大學