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摘要:畢業設計是工科類本科生培養過程中的重要實踐性教學環節,對于培養學生的專業綜合能力有著十分重要的作用。我國工程教育認證標準對畢業設計環節提出了新的一系列要求。畢業設計是認證考核評價的一項重要指標,畢業設計的質量對學生的畢業要求達成度具有重要影響。本文以土木工程專業為例,從設計選題、課題研究、質量評價等幾個方面去分析當前畢業設計環節所存在的問題及其原因。基于以學生為中心的教學理念,結合本科生導師制,以提高學生的專業綜合能力為目標,提出相應的畢業設計教學改革方案和貫穿全過程的管理模式,以提升工程類畢業設計實踐教學環節的培養質量。
關鍵詞:工程專業教育認證;畢業設計;本科生導師制
我國是人口大國,也是教育大國。2016年6月,我國正式加入《華盛頓協議》。正是在這種工程教育專業認證的國際化趨勢背景下,我國對工程人才提出了更高的要求,我們需要從關注工程人才數量的增加向工程人才質量的提升上轉變。本科畢業設計是工科類專業本科教學中的最后一個環節,對本科生工程意識的培養、專業素養以及綜合能力的提升起到了重要的作用。中國工程教育專業認證協會根據《華盛頓協議》制定的《工程教育認證通用標準》對畢業設計(論文)提出了明確的要求:“畢業設計(論文)選題要結合本專業的工程實際問題,培養學生的工程意識、協助精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力;對畢業設計(論文)的指導和考核需要有企業或行業專家參與。”[1]根據工程教育專業認證標準的要求,重新配置和優化畢業設計流程,成為提升高校畢業設計教學質量,強化畢業生工程知識、工程素養和工程能力的必由之路[2]。本文以土木工程類畢業設計為例,以工程教育專業認證標準對畢業設計環節的要求為基本導向,從設計選題、課題研究、質量評價等幾個方面去分析當前畢業設計環節所存在的問題,提出了相應的畢業設計教學改革思路和全過程管理模式,以促進工程教育相關專業的建設和發展。
一、工程教育認證背景下土木工程類畢業設計存在的問題
土木工程專業的畢業設計是對本專業大學生專業知識及實踐能力培養和檢驗的重要環節。要求學生能夠綜合運用四年所學,例如高等數學、大學英語、理論力學、工程制圖等基礎知識以及彈塑性力學、巖石力學、土力學、工程地質學、結構力學、基礎工程、錨固與支擋技術等專業知識對某一工程實際問題進行深入研究,旨在提升學生的工程意識、綜合能力和專業素養。然而,由于各種因素的影響和制約,例如選題偏難或與工程實際問題相脫離,指導老師工程經驗缺乏或時間有限,學生認識不足或因面臨找工作、考研等而疲于應對,導致畢業設計環節的培養效果往往不盡人意[3-6]。
1.選題方向不明確筆者通過對中國地質大學(北京)師生的問卷調查和訪談,發現在土木工程專業類畢業設計選題方面學生的整體滿意度不高,教師的積極性也不足。通過分析筆者認為其原因主要有以下幾點:(1)選題的前期準備工作不充分。在目前畢業設計的選題工作中,多數指導教師需要在一兩周時間內給出多個選題供學生選擇,這難免會出現選題之間相互重復、科學性低、可行性差等問題。(2)選題難易程度把握不好。由于教師特別是青年教師缺乏經驗,容易出現題目選得過難或過易,太大或太小等問題,難以給出與當前工程問題密切相關、并有一定廣度和深度的選題。此外,若沒有針對學生的興趣和特長來制定選題,學生會對畢業設計感到困難或積極性不高。(3)選題模式單一,缺乏新意。目前的選題模式一般為指導教師定題,學生選題。設計題目多年重復使用,同質化程度高。同時,選題大多缺乏整體考慮,基本是讓學生獨立開展,學生相互之間缺乏協作與配合,缺乏多學科方向的團隊合作式選題,不利于學生協作能力和團隊精神的培養。此外,由于選題過程中師生缺乏充分交流,容易導致選題與學生的興趣或特長相脫離,致使學生對畢業設計感到困難或積極性不高。
2.研究過程不深入畢業設計過程是對一個學生綜合能力的考察,可以培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。目前,畢業設計實施過程中主要存在的問題如下:(1)指導老師對學生的課題研究環節缺乏足夠重視。一方面,由于近年來本科生大規模擴招,師生比例極不平衡。在畢業設計指導過程中,教師由于教學任務過重,指導的學生過多而無法進行全過程、有針對性的指導;或者因科研任務過重,沒有足夠的精力對單個學生進行耐心、細心的單獨指導。另一方面,表現在指導教師對畢業設計質量要求不夠嚴格,對學生論文不能進行嚴格的審閱并指出論文存在的主要問題,也沒有堅持讓學生全部修改后再去參加答辯。(2)學生重視程度不足,投入時間少。一方面,如前所述老師對學生畢業設計的審查不嚴,容易導致學生態度松懈;另一方面,由于畢業設計時間一般是在大四上學期期末或下學期期初開始,大部分學生均面臨找工作、考研等問題,由于時間緊張或認識不足,部分學生很難將大量時間花在畢業設計上,導致開題準備倉促,查閱資料文獻不全面甚至嚴重偏少,缺乏對畢業設計目的和課題研究問題比較深入的認識和理解。而計算設計上投入時間的不足,導致學生的畢業設計錯誤頻出或是缺乏創新。(3)指導過程管理缺位。雖然學校的培養文件里面一般都有對畢業設計實施過程的相關要求,例如要求指導老師每周給所帶本科生至少開一次例會等,但這些要求缺乏有效的監督措施或監管過程控制不嚴,從而導致課題研究過程中老師的指導質量大打折扣。
3.評價反饋不到位畢業設計評審是對學生整個畢業設計實踐環節綜合表現的評估。當前,畢業設計的評審環節中主要存在如下問題:(1)指導教師難以給自己指導的學生進行公正評價。由于畢業設計的總成績直接關系到優秀和不合格畢業設計的評選,與指導老師的教學業績掛鉤,因而不少指導老師給自己指導的學生評分尤其是評優時普遍偏高,明顯干擾了畢業設計評判的公正性。(2)有些答辯評委教師可能并不熟悉一些學生的畢業設計內容,因而無法給出權威評價。例如,土木工程的主要研究方向包括建筑結構、巖土工程、工程地質勘察、地質災害防治等,如果建筑結構方向的老師作為地質災害防治答辯專家的一部分,這一部分答辯專家可能會因為研究方向的差異顯得捉襟見肘而難以給出比較權威的評判。(3)答辯評委成員中具有實際工程經驗的專家比例偏少。由于在校的很多教師尤其是年輕教師以從事教學工作為主,工程經驗相對缺乏,在評價過程中難以指出學生畢業設計中存在的實際工程問題,或者對工程圖紙編制的規范性要求不嚴。(4)畢業設計的評價工作缺乏與相應的改進措施形成閉環。目前畢業設計的評價僅僅是為了評價,各屆學生的畢業設計實踐教學相互孤立,缺乏動態反饋和改進工作的激勵機制,沒有達到以評促建的目的。
二、工程教育認證背景下土木工程專業畢業設計的教學改革方案構想
工程教育認證強調一切以學生為中心的教育理念,強調以工程人才培養目標為導向。具體而言,一切教育教學過程和環節都應該以學生為本,包括:培養目標要適應經濟社會發展需要,培養標準要使學生成為行業企業需要的人才,課程體系要成為培養標準實現的平臺,教學組織和方法、教師隊伍建設、教育教學資源配置等要有利于學生能力和素質的培養等,以至于所有的教育教學活動都朝著達到培養標準和實現培養目標的方向努力[3]。針對當前土木工程專業畢業設計所存在的問題,本文按照工程專業教育認證標準的相關要求,并基于以學生為中心的教學理念,提出土木工程專業畢業設計相應的教學改革方案和貫穿畢業設計全過程的管理模式[1,3-4](見圖1)。
1.前期介入,指明選題方向(1)做好前期準備,選題時間前移。在畢業設計選題階段,可以考慮在建立本科生導師制的基礎上將本科畢業設計的選題時間前移。工科類本科生導師制是指聘請高校科研骨干教師或企業具有豐富工程經驗的技術專家,在師生雙向選擇的前提下擔任本科生的指導教師,教師結合自己的專業研究方向,在思想、學業、生活及心理等方面為本科生提供引導、咨詢或幫助[7-8]。土木工程專業的本科畢業設計一般需要經過選題、查閱資料、課題理論分析、課題實驗研究、撰寫畢業設計等過程,對于一個本科生來說,如果事先沒有充分的查閱文獻和專業積累,要想在半年左右的時間內完成是比較困難的。因此,可以通過鼓勵學生在大學三年級開始較早參與導師的科研課題,培養學生的專業興趣;學生通過搜集整理資料、做實驗和撰寫小論文,形成一定的知識積累和學術規范,為畢業設計課題的選擇打下良好的基礎。(2)加強專業引導,增設“專業前沿課”。從本科三年級開始開設“專業前沿課”,讓學生根據自己的興趣方向選擇參加不同指導教師的專業前沿研討課。教師在課上系統地介紹不同研究領域的學術動態和科技前沿問題,學生通過專業前沿課上的思考、交流和討論,與教師探討可能的選題方向,逐步確定自己的論文設計題目。(3)因材施教,個性化指導。指導教師也可以通過在給學生講授專業前沿研討課或在課題研究過程中,逐步了解學生的興趣、能力和未來職業規劃,因材施教,并結合工程實際問題,針對性地將課題分解出不同類型、方向的小課題供學生選擇,每個小課題的設計使得學生在基礎理論知識、專業實驗技能以及科學研究思維等方面得到充分的鍛煉,并可便于教師較好把握選題的難易程度,提高畢業設計的質量。選題時提前讓學生了解教師的課題方向,采取師生互選的選題方式,采用“公開課題方向—學生填報志愿選擇教師—教師根據學生特點確定選題題目—協調調整”的選題流程來滿足大多數學生對選題的要求。
2.過程參與,深入實踐指導(1)導師分組,按學科方向給予學生專業性指導。在畢業設計課題研究階段,首先可以按學科方向進行導師分組,這樣便于導師結合自己的專業特長和工程實踐對學生給予專業性的指導。同時,設置指導學生人數上限。建議每位教師指導的學生人數不超過3個,這樣可以保證每個學生盡可能得到充分指導。(2)進度跟蹤,有序推進。整個畢業設計過程應建立完整的任務進度檢查制。課題研究階段可以分為開題、中期檢查和正式答辯3個環節。開題可以安排在大四的上半學期(1月份),中期檢查安排在大四下半學期的3月中旬。指導教師應根據學生提交的任務進度安排表定期對學生的進度進行檢查并提出修改意見,學生根據教師提出的意見及時整改和反饋,確保進度有序推進。(3)管理跟進,整體協調。導師可以根據課題的實際需求,讓不同學科方向的學生參與到各個子課題的研究,開展不同方向和內容的畢業設計工作,這樣有利于培養學生團結協作的精神,并發揮各自的專長,提升通過相互協作來解決實際工程問題的能力。
3.多元評價,提升反饋實效(1)學科分組,客觀評價。在畢業設計評審階段,首先可以按學科方向或設計內容,分組對畢業設計進行評價,這樣可以盡量做到導師在評審時更加權威公正。學院可以邀請企業技術專家作為企業導師共同參與答辯評審,企業導師可以切實從工程角度對答辯內容給出客觀評價和建議。(2)多方參與,公正評價。畢業設計成績由指導教師的成績(50%)、評閱成績(20%)和答辯成績(30%)三部分構成,應分別針對指導環節、評閱環節和答辯環節制定詳細的評分標準。導師評分環節應根據畢業設計的評定標準,對學生完成課題的情況、論文的質量和價值等進行客觀公正的評價,并給出具體的評分理由。評審環節可對學校部分畢業設計進行“外送盲審”,以通過率和優秀率來進一步保證本批次畢業設計的質量水平,并以此判斷校內評閱的公正性。在評審優秀畢業設計時,可以先分組經過導師組研究討論,每組推薦兩名同學參評;然后推選具有不同學科研究方向的導師組成評優委員會,對每位參評同學的畢業設計進行匿名評優打分,最后取加權平均分作為評優的重要依據。此外,還可以采用數學統計方法來對委員會評分的合理性進行分析評價,確定評分的公平公正。(3)及時反饋,有效評價。在每年一輪評審結束后,學院應召集指導教師及時討論和總結工作中的經驗與不足,并調研畢業生所反映的畢業設計過程存在問題和建議,并在下一輪畢業設計實踐教學中給予及時的反饋和完善,形成為改進而評價的閉環。
三、結束語
工程專業的畢業設計是一個集學習、探索和實踐于一體的綜合性教學環節。科學的選題能夠確保畢業設計研究方向的可行性、創新性和工程實用性;充足的時間和嚴格的管理能夠保證學生高質量完成畢業設計的研究任務;權威、公正、有效的評價能夠為學生和指導教師提供寶貴的意見,幫助指導教師改進畢業設計的指導方法。本文以工程教育專業認證標準對畢業設計的要求及該標準的核心理念為出發點,結合本科生導師制的特點,總結了當前土木工程畢業設計各個環節所存在的主要問題,分析了其背后的原因,并提出了相應的教改方案和貫穿畢設全過程的管理模式,以促進土木工程類專業的學科建設和長遠發展,提升本科畢業生的專業素養、工程意識、創新能力與社會競爭力。
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作者:陳劍 徐能雄 單位:中國地質大學