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基于团队创新模式的本科生毕业设计组织与实践管理

2023-05-30蒲永锋梁鸿宇马芳武

大学教育 2023年1期
关键词:毕业设计

蒲永锋 梁鸿宇 马芳武

[摘 要]该研究通过对本科生毕业设计重要性及现存问题进行分析,提出基于团队创新模式的本科生毕业设计组织与实践管理方法,包括以团队项目扩展为选题,以导师为主、研究生为辅的高效交流,以毕业论文转化创新专利为成果导向。教学团队在保证毕业论文质量的前提下,对本科生的综合能力进行培养,为其后期的深造与工作打好基础。文章以实例总结了教学团队近几年在毕业设计中引入创新理念并进行改革尝试的一些经验与体会。

[关键词]综合能力培养;毕业设计;高效交流;创新成果导向

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2023)01-0136-03

毕业设计是整个本科教育中最为重要的实践性教学环节,是对本科教授课程综合理解和应用的过程,也是培养本科生综合能力的过程。近年来,随着国家对教育培养的重视,本科生教育越来越普及,高校早已成为为各行各业输送人才的核心基地。而在新工科背景下,教育具有多元性与交叉性,整个学科以及产业面临着前所未有的新挑战和新要求,“双一流”大学不仅要培养出具有扎实基础知识的专业型人才,同时还应该注重本科生对知识的总结、输出、创新等综合能力的培养。因此,应对毕业设计的组织与实践管理提出更高的要求[1-4]。

一、毕业设计中存在的主要问题及分析

目前,毕业设计存在的主要问题有以下几个。(1)设计的选题重复程度高。本科生科研能力还较弱,自我学习的能力尚不具备,因此分配的毕业设计题目多集中于所学课程中的机械部件设计,但随着毕业生数量的逐渐增加,选题重复程度高的现象屡见不鲜,往往只是设计参数与目标有所变化,缺乏创新性。(2)导师与毕业生的有效交流较少。在整个毕业设计过程中,导师与毕业生的交流除了选题、中期和答辩检查阶段,中间过程的有效交流很少。这一方面是由于导师有很多科研任务需要处理,另一方面是由于学生很少主动约老师商量解决毕业设计中的问题。这就造成了双方对毕业题目的预期程度产生偏差,直接导致毕业论文的质量良莠不齐。(3)对毕业设计的重视程度不够。对于部分学生而言,毕业设计往往并不是一项系统性的实践总结,而是一项时间任务,因为无特殊情况本科生毕业率是非常高的。这就造成了本科生对毕业设计不够重视,一些抄图纸、买设计的违规行为时有发生。(4)受毕业设计考核指標的限制,对学生的综合能力锻炼不够,各行业企业对学生能力反馈不佳。大多数高校对工科的毕业设计考核多以毕业论文与图纸为主,忽视了学生的总结与表达能力,使得工科学生存在虽然做得好但是说不明白的现象,而在就业环境中,正确地沟通表达对于提高工作效率至关重要。

针对上述问题,本文进行了如图1所示的基于团队创新模式的本科生毕业设计组织与实践管理,并提出了一个用于表征影响关系的系统模型:

本科毕业设计能力提升=创新导向系数×题目×(1+交流效率)时间

学生的毕业设计题目各有差异,因此其毕业设计的难易程度不同,但随着文献调研工作完成后,学生对题目都有了一定的了解,题目的影响逐渐减弱。进入实际的毕业设计过程中,学生和导师、学长们的交流会加深其对题目或者设计过程的理解,并且在思想的碰撞中尽早地发现设计缺陷。与此同时,时间要素也是至关重要的。本科毕业设计作为整个大学四年教学周期最长的一门课程,学生如果想取得好的成绩并得到自身能力的锻炼,需要持续地定期地进行学习沟通与汇报,这样才能获得不断的提升。学生如果能做好系统模型中的三项工作,能力的提升将呈现一种积累性的迅速增长,如图2所示。在此基础上,我们进一步融入了创新导向系数,即以创新成果为导向。本科毕业设计是对学生大学四年学习的课程进行整体的考核及凝练,但是缺乏对学生知识主动反馈习惯或能力的培养,这一点往往在进入研究生阶段才开始得到重视。将创新成果作为导向,有利于在整个设计过程中激发学生的创新思维,较早培养学生的创新意识,为以后的工作打下良好的基础。

二、基于团队创新模式的本科生毕业设计组织与实践管理方法

本教学团队属于“双一流”大学工科实验室,基于自身对本科生毕业设计的多年指导教学经验提出以下几点组织与实践管理方法。

(一)以团队项目扩展为选题,解决实际工程问题

新工科背景下,高校应侧重于对工科学生创新性、系统性与实践性的工程设计思维的培养[5-6],而高校科研团队的项目申报往往都是创新性较强的,因此近几年提出了以科研项目为导向的选题模式[7-10]。但是因为大部分本科学生还不具备仿真分析、处理数据等能力,如果处理不当,会造成严重的心理逆反,使他们产生“不会做、不想做”的思想。让本科生直接参与项目并不适合当前的本科教育,可以根据学生基础能力,以项目拓展的形式,以解决实际工程问题为导向,让他们去做力所能及的部分,看到毕业设计题目中真实存在的问题,从而激发出他们更多的思考与想法,不只停留在教科书与图纸上,实现学以致用。

(二)进行以导师为主、研究生为辅的高效交流,每周定期汇报,锻炼学生的知识复盘与工作表达能力

定下选题之后,学生将按部就班地进行毕业设计工作。在保证工作质量与锻炼工作能力的实践中,交流汇报是不可或缺的。为了缓解导师的工作压力以及缩小学生对老师的距离感,选择“一对一”的研究生辅助管理是一种有效的解决方法[11],但是仅仅如此还不够,还应调动本科生自身的主动性。一方面,研究生经历过本科毕业设计的流程,可以从完整的毕业设计时间轴上为本科生提供时间管理意见,同时作为科研项目执行的主力军,对科研项目的良好理解可以帮助本科生梳理设计逻辑,并且可以在日常组会上向导师定期汇报本科生毕业设计存在的问题与进度,让导师可以及时为本科生提供指导、协调资源;另一方面,交流次数的增多,将会大大增强本科生对毕业设计内容的消化理解,从而让本科生能对自己的设计内容进行正确精炼的表达,为后期的答辩奠定良好的基础,让导师与专家们清晰地看到设计工作的思路,从而做出正确的评价。

除此之外,本教学团队还开展了“人人是老师”培训活动,定期让教师或学生对自己熟悉的或者近期学习到的新知识与本科生分享交流。这个培训活动本着互相尊重、互相分享的原则,促进了大家的交流,使学生获得更多认可与自信,有利于帮助新加入的本科毕业生更快地融入导师团队,增加更多交流和表达的机会,对自己的工作不断进行完善。

(三)以毕业论文转化创新专利为成果导向,锻炼本科生的归纳总结能力

在保证毕业论文与设计图纸质量的前提下,应尝试让学生将设计内容转化为创新专利,这一方面可加强学生对题目创新性的理解,认可自身工作的原创性与意义价值,有一个更好的毕业设计体验;另一方面,可锻炼学生的归纳总结能力,以适应未来工作问题中的知识复盘。

同时,以科研成果的形式引导毕业设计会大大增强本科生对社会科研的参与感,这对于工科学生非常重要。其一,对即将就业的本科生来说,有一个终身学习的好习惯对于未来的职业生涯及解决问题能力的培养起到非常重要的作用。其二,对继续深造的学生来说,以成果为导向的毕业设计将会使他们对今后的科研工作充满信心,甚至培养出其对科研创新的能力,从实践中尽早地发现自己向往的科研方向与科研道路,并为之终生奋斗。

三、基于团队创新模式的本科生毕业设计组织与实践管理的实践与思考

本文以本教学团队近几年辅导的本科毕业生为例,总结出一些经验。

以2020级吉林大学汽车工程学院车辆工程专业毕业生为例。先确定选题为项目组与某公司的合作项目——为青岛某物流企业开发一款碳纤维电动物流车。项目要求根据物流车车型进行项目拓展,即对其传动系统进行改进设计,进一步实现其燃油经济性的提升。首先,安排某个学生到该公司熟悉项目,为期两周,主要学习相关软件及计算方法,根据目标车型的整车参数与传动比等系数,完成对当前车辆燃油经济性指标的计算。其次,对项目整体以及计算流程熟悉之后,安排该学生到吉林大学实践基地对目标物流车型进行实车测量,并利用本科授教的CATIA三维建模软件建立整车模型,依据整车性能指标对传动系统进行改进设计,同时完成相应数量的图纸制作。

为了保证毕业设计的工作效率与工作质量,本教学团队安排一名传动系统方向的研究生进行“一对一”答疑辅导,每周以PPT的形式进行一次汇报答疑,每月向导师汇报设计进度与存在的主要问题,并做一次“人人是老师”的团队分享交流,让导师在了解情况后协调物流车企业并利用研究院资源对学生进行帮助。最终学生在毕业答辩时将每个阶段的汇报PPT汇总到一起,复盘整个毕业设计过程,这既使得学生对自己所做工作的表达能力大大提升,又明确了设计内容孰轻孰重,答辩时就能切入重点,从容面对答辩专家们的提问。

本教学团队除了对学生进行毕业论文与图纸硬性要求的辅导,还为学生提供了发明专利的辅导,并在研究生助教的辅导下,完成了一项针对物流车传动系统设计方法的发明专利,锻炼了学生对其毕业设计内容的归纳总结能力和创新能力。

本教学团队按照同样的模式已培养了30多名毕业生,这些毕业生中有三分之一进入企业工作,三分之一在国内读研,三分之一出国留学。在对毕业生进行的反馈调查中,在企业工作的毕业生表示毕业设计中现场解决工程问题的经历,对于促进其在工作中的动手能力与思考能力的提升有很大的帮助;在读的研究生表示阶段的汇报能力使其具有规律的时间节奏,而复盘与消化能力尤其有利于时间轴很长的科研项目工作。这些学生往往与导师的科研联系紧密,可以更好地协助老师对科研工作进行推进。同时,一些学生善于捕捉工作亮点,总能提出一些创新思想,并以论文发表、专利申请的形式进行落实,获得了学校的表彰以及優秀毕业生等称号。

本教学团队在上述管理实践中也发现了一些问题。很多学生认为快毕业了,对毕业设计有应付心理,因此在实践初期不适应;同时,考虑到多数课题的实际问题,需要学生学习掌握一些新软件,这对于本科生有一定的难度。但是在步入毕业设计中期,学生与导师、研究生学长的沟通频率逐渐增加。随着问题逐渐得到解决,学生的成就感与解决问题的欲望得到了很大提升,这使其学习效率有所提高。值得注意的是,学生与导师之间的良好沟通在这个阶段最为重要,教师需要因材施教,注重对学生工作能力的培养,使其更好地完成毕业设计,也为其之后的企业工作与深造学习打下基础。

四、结语

新时代背景下,工科的发展越来越多元化,对于工科学生的培养也应该与时俱进,促进学生综合能力的系统性成长,以适应未来的各种挑战。本文基于教学团队的相关经验提出创新模式下的组织与实践管理方案和模型,有助于对学生工作能力、总结能力、表达能力及创新能力的培养,让学生真正实现从学校向社会的过渡,使其所学所思得到充分展现与发挥。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王宏娟,饶家辉,赖良学.本科拔尖创新人才的成长需求[J].现代教育科学(高教研究),2015(9):50-53.

[2] 薄建柱,杨绍清,安静慧,等.大学生创新学分情况调查与分析[J].华北煤炭医学院学报,2010(6):897-898.

[3] 陆刚,孙宇博,卢明银,等.工业工程本科毕业设计与创新型人才培养[J].工业工程,2010(2):125-128.

[4] 吴益锋,张淑敏,田夏.上海交通大学提升本科毕业设计(论文)质量的改革与实践[J].实验技术与管理,2014(7):193-195.

[5] 郭永春.新工科课程体系中的工程设计思维[J].高等工程教育研究,2021(1):39-43.

[6] 林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究,2020(1):1-13.

[7] 唐轶男,王松梅.提高本科毕业论文质量的途径探索[J].管理观察,2018(31):112-113.

[8] 赵莹.提高本科高校毕业设计质量的研究[J].教育教学论坛,2019(24):31-32.

[9] 唐爱军.项目教学法的探析与应用[J].辽宁经济职业技术学院·辽宁经济管理干部学院学报,2018,99(5):128-130.

[10] 李龙海,周晓影,冷静.新工科概念下高校人才能力培养模式探索与实践[J].长春师范大学学报,2018(10):135-137.

[11] 朱文龙.研究生辅助本科教学的实践与反思[J].长春教育学院学报,2019(3):28-33.

[责任编辑:钟 岚]

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