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工科类本科生毕业设计管理模式探索

2024-03-27于瑞峰王喆诚严京滨

高教学刊 2024年7期
关键词:工业工程本科教学毕业设计

于瑞峰 王喆诚 严京滨

摘  要:本科生毕业设计是工科类本科生培养过程中的重要实践性教学环节。该文阐述本科毕业设计管理模式研究的重要性,调研中外部分优秀高校工科类本科毕业设计在选题、时间安排、过程管理和知识方法指导方面的管理模式与方法,并运用实证调研的方法研究国内工业工程专业案例。发现目前仍存在选题实践性不够、时间安排不够灵活、欠缺指导等问题。最后提出增进产学研合作、加强规范化管理、增加知识能力培养等建议。

关键词:工科;本科教学;毕业设计;管理模式;工业工程

中图分类号:G642.4      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)07-0042-05

Abstract: Undergraduate graduation project is an important practical teaching link in the training process of engineering undergraduates.This paper expounds the importance of the research on the management mode of graduation thesis, investigates the management modes and methods of the graduation project of engineering undergraduates in some excellent universities at home and abroad in terms of topic selection, time arrangement, process management and knowledge and method guidance, and uses the method of empirical research to study domestic industrial engineering professional case. The study finds that there are still problems such as insufficient practice in topic selection, inflexible time arrangement, and lack of guidance. Finally, some suggestions are put forward, such as enhancing industry-university-research cooperation, strengthening standardized management, and increasing knowledge and ability training.

Keywords: engineering; undergraduate education; graduation project; management mode; industrial engineering

毕业设计是工科类本科生培养教学过程中的重要实践型教学环节。在我国本科教育阶段,本科毕业设计是衡量学生完成学业水平、学校教育教学水平的重要指标,并且越来越受重视。从2020年开始,我国教育部开始抽查本科毕业设计[1]。按照当前我国本科生培养计划,工科类本科生毕业设计要求所有学生在学业最后一年,在导师指导下和学校指导监督下进行科学研究和工程项目实践[2]。在此期间,学生使用本科阶段所学习的所有知识、方法、技术和工具来完成毕业设计训练,这对于学生进一步深造或是迈入社会开始工作都是一个重要的基础实践环节。通过毕业设计实践,学生能够习得综合运用所学知识解决实际问题、进行科研创新的能力。在工科领域,国内外的知名大学都为本科毕业生的论文训练或综合科研实践制定了教学大纲和管理模式。近年来,本科毕业设计相关研究也得到学术界越来越多的关注。

本文基于对工科类本科生毕业设计的文献调研、中外大学实证调研和问卷研究,阐述了我国工科类本科毕业设计管理模式现状及其存在问题,从选题、实践安排、过程管理与评价和知识方法指导等方面对中外大学的工科类本科生毕业设计项目进行了分析、对比,并提出了改进和优化现有的本科生毕业设计管理模式的思路、办法和对策建议。

一  中外本科毕业设计管理模式调研

本研究对国内外优秀大学的工科类本科生毕业设计或科研实践的管理模式进行了调研,从选题、时间安排、过程管理和相关知识方法指导四个方面进行分析、比较与讨论。

(一)  选题

选题得当、注重实践与创新是中外高校本科毕业设计共同的发展方向。国外高校的毕业设计或科研实践的选题非常注重实用性和创新性。譬如科隆大学、北卡罗莱纳州立大学[3]和查尔姆斯理工大学[4]的毕业设计项目都重视解决当前生产实践中的课题,将大量与企业、工业、服务业等相结合的工程实践类课题作为本科毕业设计项目。普渡大学[5]则不设毕业要求的设计项目,但也鼓励学生自由选择创新性的、有意义的选题作为自己的科研实践项目。总体来看,实践和创新是在科研实践中被强调和鼓励的。同时,国内的工科类本科毕业设计选题也越来越重视工程实践方面,朝着更加联系生产实际的方向发展。如上海交通大学[6]、天津大学和西安交通大学都要求增加工程设计课题内容,将能够联系生产和科研的实际课题放到重要地位。产学结合、校企结合正在逐渐成为工科类毕业设计的主要方向。

(二)  时间安排

本科毕业设计的时间安排需要结合院校工作实际,在可行的基础上适当安排时间。例如科隆大学、北卡罗莱纳州立大学时间安排较为严格,一般要求在学生学业最后一个学期完成,时间跨度约为13周,期间会要求学生做定期报告以督促进度。瑞典查尔姆斯理工大学的毕业设计规定则稍宽松,可以选择在一个学期或两个学期内完成,只要完成必修課程就可以随时开始毕业设计,其通常时间跨度为14周。国内高校的时间安排则均比较严格。上海交通大学、天津大学与西安交通大学的本科毕业设计均规定在春季学期中完成,在期中进行中期检查,期末进行终期答辩工作。同时规定毕业设计最短工作时间,上海交通大学规定不得少于12周,天津大学与西安交通大学则规定不得少于14周。同时鼓励尽早开展毕业设计工作,有条件的院系可在秋季学期启动工作并开始开题。

(三)  过程管理

本科毕业设计的过程管理对于严格要求的考核节点需要严肃考核。从所调研的国外高校来看,对于毕业设计或科研实践的中间过程有一定要求。其中最为严格的是北卡罗莱纳州立大学,要求学生必须每周出席毕业设计课堂,并在每两到三周的关键时间节点提交项目日志并反映总体进度。科隆大学、查尔姆斯理工大学则没有明确的中间日志检查,仅要求每周工作时间与建议与导师会面的时间。而国内高校相比之下更加看重过程中的管控,所制定的规章更加严格。所调查的三所国内高校均要求学生与教师的考勤,每周一次的周报提交、教师辅导工作。过程中有严格的考勤纪律严肃作风要求,不得随意缺勤和擅自离岗离校。对于目前国内毕业设计情况而言,设立严格的过程管理制度有助于规范学生行为,促进毕业设计工作良好开展。

(四)  相关知识方法指导

对于毕业设计相关科学方法的指导方面,高校需要加强重视。在科研实践相关知识方法的指导上,国外高校有比较好的借鉴之处。如科隆大学、北卡罗莱纳州立大学、普渡大学均开设科研讲座、座谈会、校园研讨会等学术活动,帮助学生了解毕业设计所需的相关知识方法和技巧。而查尔姆斯理工大学也以提高学生的综合能力为目的进行培养,并提供学生标准写作培训或标准写作手册来帮助学生学习以规范形式书写论文。对于国内高校而言,国内高校普遍要求指导教师做好督促、指导学生的工作,认真审核学生论文、设计说明、外文翻译等材料,并及时反馈给学生,指导学生修改以保证毕业设计的质量。此外,上海交通大学与西安交通大学均要求指导教师重点培养学生的独立工作能力和创新能力。总体来说,对于学生能力和相关知识的指导正不断增加与完善。

二  工业工程专业本科毕业设计管理模式实证调研

综合现有的研究来看,从学生视角出发评价毕业设计过程中各环节管理实施质量的研究还比较少。为从学生角度探寻提升本科毕业设计管理方法的路径,本研究采用问卷调研的方法,在清华大学工业工程系进行关于本科毕业设计满意度的全样本的匿名问卷调查。

(一)  问卷设计

在文献调研的基础上,结合毕业设计实施实际情况,按照毕业设计安排的时间顺序,制定了本科毕业设计满意度问卷。该问卷主要包含9个部分,分别为“课程时间安排”“选题及导师安排”“开题报告制度”“日常工作”“中期检查”“终期答辩”“论文撰写”“成绩与质量”“收获”,共包含38个题项。

(二)  研究对象基本情况

清华大学工业工程系2021级69名本科毕业生参加了问卷调研,最终回收69份有效调查问卷,回收率为100%,有效率为100%。

(三)  数据分析

1  毕业设计的课程时间安排

当前,清华大学工业工程专业毕业设计课程时间安排的主要时间节点:①大四秋季学期期中开展毕业设计启动会;②启动后第8—9周,学生提交开题报告;③启动后第16—17周,进行中期考核;④启动后第21—23周,学生提交评阅论文;⑤启动后第24—26周,进行终期考核。

在毕业设计课程的总体时长方面,有5.8%的同学认为时间安排短,65.2%的同学认为时间安排适中,分别有21.7%和7.3%的同学认为时间较长和过长。部分同学认为开题报告提交评阅时间偏早,中期检查时间偏晚,而最终论文提交时间偏早。总体来说,绝大部分同学们认为毕业设计各考核节点的时间较为适中;中期检查时间可以适当提前一些,不但可以督促学生更早开展实质性研究,还可以留出更长时间完成整个研究和最终论文撰写。

2  毕业设计的导师及选题安排

当前,清华大学工业工程系毕业设计课程采用教师先申报题目,教师与学生进行双向选择来确认师生指导关系的做法,每名导师指导不超过3名本科生,指导教师一般由具有助理教授(含)以上职称(包括有经验的实验室工程师)的教师所担任。

对于同学们的导师沟通频率,8.7%的同学大于两周一次与导师沟通,18.84%的同学表示两周一次沟通,59.42%同学表示一周一次,8.7%和4.35%的同学表示一周两次甚至更多。大部分同学与导师保持的沟通频率为一周一次及以上,但也有将近30%的同学与导师沟通频率为两周一次甚至更少。总体来说,同学对导师的分配与指导较为满意。

在毕业设计题目难易程度上,近40%的同学认为课题存在挑战性,超过90%的同学认为毕业设计的选题较为满意。总体来说,同学们认为毕业设计题目难度较为合适且存在挑战性,对自己的课题比较满意。

3  毕业设计的开题报告制度

在毕业设计启动后第8—9周期间,学生需提交开题报告。综合论文训练考核委员会及指导老师对开题报告从文献综述、工作计划制定、开题报告撰写、外文资料阅读报告和工作态度等方面分别进行评阅,并给出成绩。

对于毕业设计开题报告评阅而不进行答辩的检查方式,分别有2.9%和8.7%的同学认为非常不合理和不合理,30.4%的同学认为基本合理,40.6%的同学认为合理,而17.4%的同学认为非常合理,说明这种评阅方式基本得到认可。如图1所示,在开题报告撰写各环节中,较为突出的问题在于检索文献与撰写文献综述,约20%的同学在检索文献时存在困难,约30%的同学在撰写文献综述时感到困难。文献的相关检索和综述是本课程着重需要提供帮助与加强培养的方面。

4  毕业设计的日常工作

工业工程系综合论文训练日常工作管理采用学生每周通过综合论文训练管理系统提交周报的方式进行,由指导教师每周对学生工作进展和质量进行一次检查。

关于毕业设计的日常工作时间,有7.3%和31.9%的同學每周工作小于10小时和介于10~20小时,34.8%的同学每周工作20~30小时,26%的同学每周工作30~40小时及以上。可见有部分同学每周的工作时长没有达到预期。在毕业设计工作是否严格按照计划执行方面,58%的学生认为符合计划,有30%的学生认为较为滞后。对个人参与毕业设计工作态度评价为认真及以上的同学只有60%,可见同学们的工作热情还有进步的空间。

在毕业课题的帮助渠道上,同学们认为导师和协助导师指导的研究生同学的帮助较大。因此,如何更好地搭建本科同学与研究生同学的合作机制、沟通渠道也是值得深挖的方向(图2)。

5  毕业设计的中期检查

工业工程系在毕业设计启动后第16—17周期间,以答辩考核会议形式,由来自系内3个研究方向各2名教师组成6人的综合论文训练考核委员会进行毕业设计的中期检查工作。

关于毕业设计的中期检查环节,超过90%的同学认为中期检查对于个人完成毕业设计起到了督促作用。总体来看,同学们对于毕业设计中期检查的形式、时长、评审委员会构成大体满意,可见毕业设计中期检查对于同学们工作的完成起到了较为积极的作用。

6  毕业设计的终期答辩

在终期答辩中,规定学生报告10分钟,教师提问5分钟。学生终期答辩成绩由导师成绩、评阅教师评阅成绩、考核委员会成绩和纪律成绩等组成。整个毕设论文成绩由开题、中期、终期、过程纪律分(例如周报、论文等是否按时提交等)加权构成。

关于毕业设计终期答辩的形式以及答辩委员会组成合理程度,90%以上的同学认为合理。同学们反馈意见较大的地方在于报告展示时间过短,超过40%的同学认为应该延长终期报告的时长,而同学们对于提问的时长反馈都较为合理。总体来看,同学们对终期答辩较为满意。

7  毕业设计的论文撰写

对于毕业论文撰写的额外指导方面,20.29%的学生认为不需要,50.72%学生认为部分需要,21.74%和5%的学生认为需要和迫切需要。毕业设计的论文撰写方面,近40%的同学对于论文撰写存在困难,其中问题点主要集中于排版与格式调整与文献的管理/引用。总体来看,同學们希望在论文撰写环节得到额外的指导(图3)。

8  毕业设计的成绩与质量

对于最终的毕业设计成绩,15.94%的同学认为低于预期,78.24%的同学认为符合预期,5.8%的同学认为高于预期。在毕业设计的成绩评定环节,同学们的意见主要在于认为周报/报告迟交减分的规则不太合理,但总体的成绩评价还是满足预期的。

如图4所示,影响同学们毕业设计质量的因素主要在于个人,集中于个人努力不够、个人压力太大及其他事务占用了毕业设计课程的精力和时间。如何调动同学们毕业设计课程的积极性,保证毕业设计课程的时间投入,是亟待解决的问题。

9  毕业设计的收获

如图5所示,在完成毕业设计的过程中,同学们的文献调研能力、自主学习能力、分析解决问题、论文撰写能力都得到了显著的提升。相应的,在发现问题、沟通表达及团队合作方面仍存在一定短板。

(四)  小结:当前存在问题

虽然总体上我国本科毕业设计(论文)的工作流程和制度规范已经比较完善,但是在一定程度上,本科毕业设计管理仍然面临一些问题。结合文献和学生问卷调研,当前毕业设计管理模式存在的问题大致可以分为以下几个方面。

1  毕业设计选题偏重理论

在毕业设计选题方面,当前国内普遍面临的一个问题是选题缺乏新意,设计成果的实用价值不足[7-8]。一方面,同学们的选题部分依赖指导教师制定的题目,这些选题往往偏重于基础研究和理论研究[9],学生可能会缺乏兴趣或感到较为困难,使得毕业设计质量有所欠缺。同时,也缺少团队选题,使得学生的团队沟通协作能力难以得到锻炼。

2  毕业设计时间安排不够灵活

在毕业设计时间安排方面,大多数国内高校均在本科学业最后一年设置毕业设计。学生很可能被考研、实习等计划占用,导致精力、重视程度不够,使得毕业设计质量下降。另一方面,部分学生认为需要更灵活的时间安排,以及更加充裕的时间完成项目,这也反映了目前时间安排的不足之处。

3  毕业设计过程管理较为松散

目前而言,国内毕业设计管理更注重成果的提交,对于毕业设计中间的重要过程管控仍显不足[10]。从学生问卷调研的反馈来看,部分同学参与毕业设计的积极性和主动性还有所欠缺,与导师沟通频率较低,需要加强督促管理,例如增加考核节点,定期要求与导师沟通等。

4  毕业设计方法指导比较欠缺

目前而言,对于毕业论文的标准化排版、文献的检索管理、开题报告的撰写等方面,学生们仍反映存在知识技巧的短板。对于这些论文撰写相关知识的授课与指导还比较少,亟待加强。另外,同学们反映在发现问题、沟通表达的能力方面仍有一定缺乏,可能需要通过相关培训来予以强化。

三  改善建议

通过对目前毕业设计管理模式存在问题的调研,结合国内外高校优秀经验,提出如下改善建议。

(一)  强化选题的实践性

在毕业设计选题方面,可以借鉴国内外优秀高校经验,为毕业论文创建良好的实践条件。一方面加强产学研三方面的交流与合作,建立高校与生产部门、企业间沟通的桥梁,鼓励设置更加贴近科研和生产实际的选题项目[11],通过实际问题的落地和解决,体现毕业设计的价值。另一方面,毕业设计课程应当遵循CDIO工程教育原则[12],强调激发学生的自主性和创造性,让学生以主动的、实践的方式进行毕业设计。这就要求应当注重考虑学生的个人兴趣和主动积极性进行选题。此外,还可以引入团队选题,使得毕业设计形式更加多样化,给予学生更多的选择空间。

(二)  强化时间安排的灵活性

在毕业设计时间安排方面,可以将毕业设计时间限制适当放宽,给予学生更加灵活、宽裕的时间用以完成毕业设计。毕业设计应当基于OBE理念,以学生为中心[13],考虑学生完成毕业设计所需的时间条件。对于中国学校而言,一般的同学在前三学年的学习中已经完成培养方案中的大部分课程,在保证必要的课堂教学的同时,可以将毕业设计工作适当提前开展,提早开始动员,并给予学生明确的考核时间点安排表。例如适当提前本科毕业设计选题时间,保证学生有时间了解、调查课题内容,在更了解课题的情况下,学生能够以更好的态度面对毕业设计。

(三)  强化日常管理的规范性

在问卷调研中,部分学生反映与指导教师交流不足,每周花在完成毕业设计工作上的时间较短。这启示我们应当强调导师的督导作用,加强过程管理。因此,应当按照教育部《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》[14],严格教育教学管理,推进毕业设计质量建设,如考勤、周报管理等,确保学生能投入足够时间、按时完成毕业设计,保证工作的质量。强化周报管理,适当增加考核节点,是目标管理的应用[15],是一种能有效的过程管理方法。可以考虑增加研究生助教来协助导师,他们可以从学生角度出发、时间也更灵活,能够与学生一同更好地管理毕业设计安排。

(四)  强化设计撰写的指导

部分同学反映对于排版格式要求、文献的标准化引用等方面存在困难,大部分同学都希望能在论文撰写方面提供指导。这提示国内高校需要在毕业设计课程之前或过程中增加科研和写作能力的培养。根据有效教学理论[16],当学生得到充足的教学帮助和学习时间时,能够产生更有效率和效果的学习。对于论文写作的教学帮助能够使学生对撰写论文更有信心,产出更优质的成果。建议学校开设相应关于论文标准化撰写的课程或讲座,解决学生目前这一方面的困难。这也是论文训练的一个目标:受到关于如何撰写科学研究论文的训练。

四  结束语

本科毕业设计是高校本科教育至关重要的一项工作,是检验学生学习效果、提高综合性分析解决问题能力的重要实践教学环节。本研究基于文献调研、实证调研和问卷研究,得到了当前本科毕业设计中存在的一些问题,如选题偏向理论、实际相关研究较少,毕业设计时间安排不够充裕灵活,同学的主动性积极性没有得到充分调动,缺少毕业论文写作相关的知识方法指导等。在此基础上,本研究提出了推动校企合作、建立产学研联动,探索开展团队类毕业设计,灵活调整毕业设计时间安排,增加文献阅读、论文写作辅导等建议,希望能够通过这些措施改善与提高本科毕业设计质量、激发学生主动性积极性、提升学生利用所学知识解决实际问题的能力。

参考文献:

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[16] 刘立明.国外有效教学研究述评[J].现代中小学教育,2002(12):40-42.

基金项目:国家自然科学基金资助项目“群体共同作业对个体行为绩效的影响及其机理研究”(71771134);清华大学本科教学改革项目“工业工程系本科生综合论文训练教学综合改革”(ZY01_02)

第一作者简介:于瑞峰(1970-),男,汉族,天津人,博士,副教授,博士研究生导师。研究方向为工业工程与管理。

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