團(tuán)隊合作式畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)探索與實(shí)踐*

趙云鵬，林 喆，曹景沛，閆新龍，王月倫，朱俊生

(中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

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團(tuán)隊合作式畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)探索與實(shí)踐*

趙云鵬，林 喆，曹景沛，閆新龍，王月倫，朱俊生

(中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

“卓越工程師培養(yǎng)計劃”和工程教育專業(yè)認(rèn)證均要求高等工程教育要著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。根據(jù)目前我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)和本科畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀，我們探索了團(tuán)隊合作式指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計的模式。通過連續(xù)三屆畢業(yè)設(shè)計實(shí)踐證明，不同專長的教師組成的指導(dǎo)團(tuán)隊可有效加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計全面指導(dǎo)和過程管理，從而明顯提高本科畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

畢業(yè)設(shè)計；團(tuán)隊合作式；卓越工程師；探索與實(shí)踐

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅實(shí)的人力資源優(yōu)勢，增強(qiáng)我國的核心競爭力和綜合國力[1]。實(shí)施“卓越計劃”的目的主要是提升學(xué)生的工程素質(zhì)，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力[2]。全國工程教育化學(xué)工程與工藝專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中也強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各方面的知識與技能解決工程問題的能力。

畢業(yè)設(shè)計是實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，分析和解決實(shí)際工程問題能力的重要過程，也是衡量專業(yè)教育質(zhì)量高低的重要依據(jù)[3]。化學(xué)工程與工藝專業(yè)是實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)之一，畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)可強(qiáng)化所學(xué)的理論知識，鍛煉其形成一定的化工思維，提高工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，有助于將來更好地從事化學(xué)工程研究、設(shè)計和管理等方面的工作[4-5]。我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)于2013年通過全國工程教育認(rèn)證，針對認(rèn)證委員會提出適當(dāng)增加本科畢業(yè)設(shè)計(論文)中工程設(shè)計題目比例的建議，我校化學(xué)工程與專業(yè)在近三年的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中將工程設(shè)計題目比例增加至70%以上。為了更好的滿足“卓越工程師培養(yǎng)計劃”和工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，解決化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中存在的問題，筆者及其同事們進(jìn)行了本科畢業(yè)設(shè)計團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式的探索和實(shí)踐。

1 當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計存在的主要問題

1.1 學(xué)生投入的時間和精力不夠，依賴性強(qiáng)

我校本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)安排在第八學(xué)期，為加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力并為畢業(yè)設(shè)計提供第一手的設(shè)計資料，我校從2014年在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)增加四周的畢業(yè)實(shí)習(xí)，要求做工程設(shè)計題目的學(xué)生必須到設(shè)計題目相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí)四周。大四下學(xué)期正是畢業(yè)生求職擇業(yè)的高峰期和研究生復(fù)試時間，很多學(xué)生投入大量的時間和精力在找工作和準(zhǔn)備研究生復(fù)試上，導(dǎo)致在畢業(yè)設(shè)計上投入的精力嚴(yán)重不足。很多學(xué)生認(rèn)識不到畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)對化工專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)的重要性，認(rèn)為只是走個過場，態(tài)度不端正，對導(dǎo)師的依賴心理比較強(qiáng)，總想著指導(dǎo)教師能給出相關(guān)流程模擬方法和圖紙等資料。

1.2 教師科研教學(xué)壓力大，工程實(shí)踐經(jīng)驗欠缺

高質(zhì)量地完成化工廠(車間)的畢業(yè)設(shè)計需要指導(dǎo)老師花費(fèi)大量的時間和精力去指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選題、文獻(xiàn)檢索、設(shè)計方案的選定、工藝計算、設(shè)備選型與計算和各類圖紙繪制等[4]。然而，指導(dǎo)教師在帶畢業(yè)設(shè)計的同時還要還承擔(dān)日常教學(xué)及科研任務(wù)。我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)師生比不高且青年教師較多，每個教師需要指導(dǎo)5名以上本科生。畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)必須有教師在企業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)管，以達(dá)到實(shí)習(xí)目的和確保學(xué)生安全，但大部分教師很難保證四周時間沒有教學(xué)和科研任務(wù)全程帶實(shí)習(xí)。

在實(shí)行工程教育專業(yè)認(rèn)證之前的很長時期內(nèi)，化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)生以做指導(dǎo)教師科研相關(guān)的研究課題為主，對培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐工程能力的設(shè)計型論文重視不夠。很多教師工程實(shí)踐經(jīng)驗欠缺，尤其青年教師直接從高校畢業(yè)后進(jìn)入學(xué)校從事教學(xué)科研工作，缺乏化工實(shí)際生產(chǎn)和設(shè)計經(jīng)驗，又面臨科研和教學(xué)的雙重壓力，難以對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行有效的指導(dǎo)和監(jiān)督。化工廠(車間)設(shè)計需要進(jìn)行大量的計算，傳統(tǒng)的手工計算費(fèi)時且準(zhǔn)確性差，需要運(yùn)用Aspen plus等計算機(jī)軟件進(jìn)行流程模擬和計算，我校已經(jīng)購置了Aspen plus的使用權(quán)，但會使用的教師還很少，更談不上指導(dǎo)學(xué)生。

1.3 畢業(yè)設(shè)計缺乏指導(dǎo)和過程管理

由于擴(kuò)招后教學(xué)資源緊張，學(xué)校大部分專業(yè)畢業(yè)設(shè)計均沒有固定的畢業(yè)設(shè)計教室，學(xué)生需要在宿舍、圖書館或沒課的教室里完成畢業(yè)設(shè)計。由于還要承擔(dān)本科日常教學(xué)工作，機(jī)房也不能供畢業(yè)生使用。學(xué)校雖然制定了相關(guān)畢業(yè)設(shè)計管理辦法，但在具體的執(zhí)行過程中普遍存在不嚴(yán)格、不規(guī)范、缺乏有效監(jiān)控等現(xiàn)象。學(xué)校要求本科生畢業(yè)設(shè)計均要進(jìn)行查重，但查重只注重形式而忽略了內(nèi)容，有些學(xué)生為了通過查重，故意把易重復(fù)的內(nèi)容刪掉或轉(zhuǎn)化成圖片格式。許多指導(dǎo)教師疲于承擔(dān)教學(xué)和科研任務(wù)，特別是課程較多或經(jīng)常出差的老師，很難對學(xué)生進(jìn)行全程指導(dǎo)，甚至一周都不能和學(xué)生見一面。更有部分教師工作責(zé)任心差，對學(xué)生要求松懈，很少對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計過程進(jìn)行有效指導(dǎo)和監(jiān)督。

2 團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式的內(nèi)涵和構(gòu)建

團(tuán)隊是指一些才能互補(bǔ)，負(fù)有共同責(zé)任，具有共同的奮斗目標(biāo)和一致認(rèn)可的行動策略的少數(shù)人的集合。團(tuán)隊合作同時強(qiáng)調(diào)個人和集體責(zé)任，依賴的不僅是集體討論和決策以及信息共享和標(biāo)準(zhǔn)化，而且通過成員的共同貢獻(xiàn)，能夠得到實(shí)實(shí)在在的集體成果[3]。畢業(yè)設(shè)計團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式是以教師指導(dǎo)團(tuán)隊為基本單元開展學(xué)生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作，并以提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，加強(qiáng)師生協(xié)作作為最終管理目標(biāo)。團(tuán)隊合作式多對多的指導(dǎo)模式不同于以往單個教師一對多指導(dǎo)的教學(xué)方法，可以充分發(fā)揮教師群策群力，優(yōu)勢互補(bǔ)，解決師生比較低、青年教師指導(dǎo)經(jīng)驗和工程實(shí)踐經(jīng)驗不足等問題，在提高學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)上，青年教師的工程實(shí)踐能力也迅速提高。同時，團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式也自然將不同指導(dǎo)教師指導(dǎo)的畢業(yè)生組織成一個畢業(yè)設(shè)計團(tuán)隊，有利于學(xué)生之間利用自身偏重的理論知識，互相幫助、共同探討設(shè)計中存在難題，從而增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作精神[6]。

圖1 畢業(yè)設(shè)計團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式實(shí)施示意圖

實(shí)施畢業(yè)設(shè)計團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式，首先要構(gòu)建由不同專業(yè)特長教師組成的指導(dǎo)團(tuán)隊，能夠滿足化工廠設(shè)計對教師理論知識、計算機(jī)技術(shù)和工程實(shí)踐的要求。本設(shè)計團(tuán)隊指導(dǎo)教師由主講《化工設(shè)計》、《化工原理》、《化工熱力學(xué)》和《反應(yīng)工程》等課程的老師構(gòu)成，具有廣泛的化工專業(yè)知識，各位指導(dǎo)老師各有所長，能夠相互促進(jìn)，發(fā)揮各自專長進(jìn)行指導(dǎo)。此外，設(shè)計團(tuán)隊還吸引近兩年入職的青年教師參加，有利于青年教師工程實(shí)踐能力培養(yǎng)和指導(dǎo)團(tuán)隊的可持續(xù)發(fā)展。教師參加指導(dǎo)團(tuán)隊后，在沒有特殊事情的情況下必須參加所有畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)包括選題、每周的進(jìn)度檢查、中期檢查、預(yù)答辯等相關(guān)活動。圖1為畢業(yè)設(shè)計團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式實(shí)施示意圖。

3 團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式的實(shí)踐

3.1 畢業(yè)設(shè)計選題

選題對完成畢業(yè)設(shè)計至關(guān)重要，既要能讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識完成畢業(yè)設(shè)計，又要能夠到相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí)，鍛煉工程實(shí)踐能力，同時得到真實(shí)的操作參數(shù)，檢驗設(shè)計的合理性。我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)是以煤化工為特色的江蘇省特色專業(yè)，考慮到目前最新的煤化工生產(chǎn)過程如煤制烯烴和煤制乙二醇均涉及技術(shù)保密，企業(yè)不接待實(shí)習(xí)，因此我們選擇易于聯(lián)系實(shí)習(xí)的煤基甲醇生產(chǎn)為整個團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計的大題目，然后進(jìn)一步分解為CO變換、甲醇合成和甲醇精餾等工段的設(shè)計。同時，根據(jù)現(xiàn)實(shí)存在的煤氣化制甲醇和焦?fàn)t煤氣制甲醇的生產(chǎn)規(guī)模為每個學(xué)生分配一個設(shè)計題目，團(tuán)隊學(xué)生之間設(shè)計題目既有區(qū)別，又有聯(lián)系，有利于學(xué)生在設(shè)計過程中相關(guān)交流和學(xué)習(xí)。

3.2 提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，制定詳細(xì)完整的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度

化工專業(yè)在第七學(xué)期的主要課程在12月中旬基本結(jié)束，綜合考慮學(xué)生和指導(dǎo)教師意向系里為每名學(xué)生分配好指導(dǎo)教師。畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)團(tuán)隊根據(jù)指導(dǎo)的學(xué)生人數(shù)分配畢業(yè)設(shè)計題目，并引導(dǎo)學(xué)生利用第七學(xué)期剩余時間完成資料收集和設(shè)計方案選定，寒假期間完成英文文獻(xiàn)翻譯和設(shè)計說明書的總論部分。指導(dǎo)教師團(tuán)隊為畢業(yè)設(shè)計學(xué)生就課題選課的依據(jù)、涉及的學(xué)科、課題之間的關(guān)系、計算機(jī)軟件和注意事項等進(jìn)行詳細(xì)的講解。

指導(dǎo)教師團(tuán)隊制定詳細(xì)完整的設(shè)計進(jìn)度方案，要求學(xué)生嚴(yán)格按進(jìn)度計劃完成。2016年畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)度方案為：(1)第七學(xué)期末至第八學(xué)期開學(xué)完成設(shè)計資料收集、設(shè)計方案選定、英文文獻(xiàn)翻譯和設(shè)計說明書總論部分；(2)第八學(xué)期第1周確定工藝流程；(3)第2～5周完成畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù)，掌握第一手的設(shè)計資料，完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報告；(4)第6～8周運(yùn)用Aspen Plus完成工藝流程模擬；(5)第9～10周完成設(shè)備的選型及計算；(6)第11～12周進(jìn)行車間布置設(shè)計；(7)第13～15周完成相關(guān)圖紙繪制；(8)第16周完成畢業(yè)設(shè)計文件整理、預(yù)答辯和答辯。

3.3 強(qiáng)化過程指導(dǎo)和管理

指導(dǎo)教師團(tuán)隊要做到對畢業(yè)設(shè)計中全過程有效地指導(dǎo)和管理[6]。每周定期的進(jìn)度檢查要求沒有特殊情況的指導(dǎo)教師均參加，每名學(xué)生以實(shí)物形式(設(shè)計說明書或圖紙)匯報一周的進(jìn)展情況，指導(dǎo)教師群策群力，解決學(xué)生設(shè)計過程中的遇到問題，督促進(jìn)度較慢的同學(xué)加班加點(diǎn)趕上計劃進(jìn)度。由于指導(dǎo)教師團(tuán)隊綜合知識體系完整，能夠?qū)Ξ厴I(yè)設(shè)計過程中遇到的各種問題進(jìn)行圓滿的解決。每周的匯報可以讓老師們及時了解各個學(xué)生的進(jìn)度和平時表現(xiàn)，可以作為指導(dǎo)教師評閱成績的依據(jù)。指導(dǎo)教師團(tuán)隊對學(xué)生的設(shè)計說明書和圖紙多次的檢查與審閱，重點(diǎn)針對流程模擬和圖紙規(guī)范等進(jìn)行評閱。通過每周的匯報和組內(nèi)討論，學(xué)生在表達(dá)能力等方面都得到了一定的提高。在學(xué)生精心準(zhǔn)備答辯材料的基礎(chǔ)上，組織預(yù)答辯，提前發(fā)現(xiàn)學(xué)生在答辯中可能出現(xiàn)的問題。

3.4 及時總結(jié)，完善團(tuán)隊合作式指導(dǎo)運(yùn)行模式

經(jīng)過三年的探索和實(shí)踐，團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式已日益成熟，并取得了明顯的效果。本團(tuán)隊畢業(yè)生的設(shè)計說明書的質(zhì)量和答辯優(yōu)秀率在同級學(xué)生中明顯較高，這種新的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)模式也得到了同學(xué)們的普遍認(rèn)可。在每年答辯結(jié)束后，團(tuán)隊指導(dǎo)教師開展研討會，對本年度設(shè)計過程中取得的經(jīng)驗和存在的問題及時進(jìn)行交流和總結(jié)，并征集畢業(yè)生對團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式的意見和建議，完善團(tuán)隊合作式指導(dǎo)的運(yùn)行模式。

4 結(jié) 語

經(jīng)過幾屆畢業(yè)設(shè)計實(shí)踐證明，畢業(yè)生設(shè)計團(tuán)隊合作式指導(dǎo)模式可以發(fā)揮不同專長的教師優(yōu)勢互補(bǔ)，有效解決目前本科畢業(yè)設(shè)計存在的問題，使畢業(yè)設(shè)計真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論和方法解決實(shí)際問題的能力，最終實(shí)現(xiàn)提高本科生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量和工程實(shí)踐能力的目的。

[1] 教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見.教高[2011]1號.http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201101/t20110108_115066.html. [2] 孫文福,王東旭.團(tuán)隊合作式本科生畢業(yè)設(shè)計模式研究與實(shí)踐[J].中國電力教育,2014(8):198-199.

[3] 吳若梅,張亦靜,肖穎喆.包裝工程專業(yè)團(tuán)隊協(xié)作畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)模式的探討與實(shí)踐[J].包裝工程,2010,2(1):90-92.

[4] 陳繁榮,高曉明,牛風(fēng)興.化工專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題和改進(jìn)措施[J].山東化工,2016,45(3):116-119.

[5] 張啟忠,金范龍,董薇,等.化工類畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].吉林化工學(xué)院學(xué)院學(xué)報,2014,31(12):43-45.

[6] 張青松,羅星娜,丁彩云,等.畢業(yè)設(shè)計(論文)團(tuán)隊指導(dǎo)模式及保障機(jī)制探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2015(7):245-248.

Exploration and Practice of Graduation Design Teaching Based on Collaborative Team*

ZHAO Yun-peng, LIN Zhe, CAO Jing-pei, YAN Xin-long, WANG Yue-lun, ZHU Jun-sheng

(School of Chemical Engineering, China University of Mining and Technology,Jiangsu Xuzhou 221116, China)

Higher engineering education should make great effort to cultivate the abilities of engineering practice, design and innovation of students according to the requirements of both outstanding engineers training plan and engineering education professional certification. Based on the current situation of talent training and graduation design, the teaching mode of graduation design based on collaborative team was explored. Through the practice of graduation design in three consecutive graduates, it was proved that the teaching team combined by several teachers with different skills was beneficial to comprehensively enhance the guidance and supervision of graduation design, and improved the quality of graduation design.

graduation design; collaborative team mode; outstanding engineers; exploration and practice

2016年教育部本科教學(xué)工程(卓越計劃專業(yè))專項經(jīng)費(fèi)資助。

趙云鵬(1981-)，男，副教授，主要從事化學(xué)工程教學(xué)與研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0179-03