中職工科專業(yè)教學(xué)畢業(yè)設(shè)計課程的實(shí)踐探索

鐘曉珊

畢業(yè)設(shè)計通常是高等教育工科專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)的理論知識，獨(dú)立分析并完整解決某項實(shí)際的工程技術(shù)問題，從而培養(yǎng)初步的工程實(shí)踐能力和綜合的技術(shù)素質(zhì)。就中等職業(yè)教育而言，由于學(xué)生知識儲備的不足、學(xué)習(xí)能力的欠缺，加之缺乏主動解決問題的心理準(zhǔn)備，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計課程較難有效地開展，勉強(qiáng)而為之，需要降低難度與要求，卻往往會淪為一個大作業(yè)而已。

一、畢業(yè)設(shè)計對于中職專業(yè)教學(xué)的重要性

作為專業(yè)人才培養(yǎng)方案的重要組成部分，畢業(yè)設(shè)計對培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才具有十分重要的作用。在中職領(lǐng)域開展畢業(yè)設(shè)計工作，其重要性還體現(xiàn)在：

（1）畢業(yè)設(shè)計適合學(xué)生的現(xiàn)實(shí)需求

中職學(xué)生普遍年齡層次低，基礎(chǔ)知識薄弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣差，導(dǎo)致專業(yè)理論學(xué)習(xí)難度大、學(xué)習(xí)興趣少。畢業(yè)設(shè)計需要親自動手解決實(shí)際的工作問題，符合中職學(xué)生實(shí)際操作能力較強(qiáng)、對實(shí)用問題感興趣的特點(diǎn)。通過畢業(yè)設(shè)計的實(shí)踐活動，能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識、了解所學(xué)專業(yè)，從而激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，掌握本專業(yè)的基本技能，為其進(jìn)入高職階段學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。這也是中職專業(yè)教學(xué)的有效性的體現(xiàn)。

（2）畢業(yè)設(shè)計引導(dǎo)專業(yè)建設(shè)的服務(wù)方向

畢業(yè)設(shè)計選題來源于實(shí)際工作崗位，采用當(dāng)下最流行的技術(shù)。經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，學(xué)生能夠初步了解并獲取從事專業(yè)工作的職業(yè)資格，使專業(yè)所學(xué)能為崗位所用。畢業(yè)設(shè)計跟隨社會發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步不斷更新其主題和內(nèi)容，可以引導(dǎo)專業(yè)建設(shè)及時調(diào)整目標(biāo)與方向，使專業(yè)建設(shè)更好地服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（3）畢業(yè)設(shè)計助力課程體系的不斷完善

在完成一個有現(xiàn)實(shí)背景的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的過程中，總會遇到這樣那樣的技術(shù)問題，大部分問題綜合所學(xué)即能解決，有些問題則是全新未聞；此外，隨著技術(shù)發(fā)展，會出現(xiàn)新的、更為簡潔的解決方案。不斷解決現(xiàn)實(shí)的技術(shù)問題，無疑是課程體系建設(shè)的原動力。作為課程建設(shè)的反饋器，畢業(yè)設(shè)計的推進(jìn)過程，也是對專業(yè)課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容設(shè)置的合理性檢驗(yàn)過程，使得整個課程體系建設(shè)構(gòu)成一個能夠適時完善的閉環(huán)系統(tǒng)。

（4）畢業(yè)設(shè)計促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊專業(yè)成長

中職學(xué)生的特點(diǎn)，決定了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)無法交由他們來完全獨(dú)立地完成，關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)需要指導(dǎo)教師來攻克?，F(xiàn)實(shí)中的專業(yè)教師大多沒有實(shí)際的工作經(jīng)歷，缺乏解決技術(shù)問題的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)。在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的過程中，教師需要同時身兼項目工程師的職責(zé)，這種倒逼壓力促使教師主動研究技術(shù)，積極探索問題的解決辦法，自身專業(yè)素質(zhì)得到提高，從而帶動整個教學(xué)團(tuán)隊技術(shù)能力的提升。

二、如何有效開展中職適用的畢業(yè)設(shè)計工作

與高等教育相似，中職階段的畢業(yè)設(shè)計也是要求提交相對完整的工作結(jié)果的一項綜合實(shí)踐活動。但由于學(xué)生整體的差異，需要采用不同的方法。在中職階段，成功實(shí)施畢業(yè)設(shè)計工作，需要關(guān)注以下內(nèi)容：

（1）確定畢業(yè)設(shè)計課程的設(shè)計原則

工作性原則

畢業(yè)設(shè)計課程的選題應(yīng)當(dāng)來自于職業(yè)崗位的任務(wù)項目。要求學(xué)生在給定的時間內(nèi)，提交合乎客戶需求的產(chǎn)品。其工作流程、執(zhí)行效率、勞動守則、技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等方面的要求，與真實(shí)工作環(huán)境相一致。

綜合性原則

在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生需要了解客戶需求、查詢技術(shù)資料和規(guī)范，梳理并綜合運(yùn)用前期課程所學(xué)的專業(yè)技能。除此之外，還需學(xué)會團(tuán)隊分工合作，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。

獨(dú)立性原則

畢業(yè)設(shè)計應(yīng)當(dāng)是在教師的組織和指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行的學(xué)習(xí)和探索過程。以學(xué)生為中心，教師通過引導(dǎo)和幫助，學(xué)生獨(dú)立計劃并完成任務(wù)項目，從而得到完成一個實(shí)際項目所必需的綜合基本訓(xùn)練。

創(chuàng)新性原則

現(xiàn)實(shí)的項目類型和客戶需求多種多樣，在工作過程中會出現(xiàn)各種已知的和未知的技術(shù)問題，需要師生共同學(xué)習(xí)，激發(fā)創(chuàng)新思維，獲取創(chuàng)新的工作成果。

（2）選擇合適的課程模式和教學(xué)方法

按照畢業(yè)設(shè)計的特點(diǎn)，采用工作過程系統(tǒng)化的課程模式。工作任務(wù)要清晰完整，學(xué)生需要經(jīng)歷從明確任務(wù)、制定計劃、實(shí)施檢查到評價反饋的整個工作過程，從中獲取工作過程知識，掌握相關(guān)的專業(yè)技能，梳理并重構(gòu)專業(yè)知識體系，同時獲得處理信息、掌握計劃、決策和實(shí)施、總結(jié)評價、團(tuán)隊協(xié)作、溝通交往等關(guān)鍵能力。課程實(shí)施過程中，以小組為執(zhí)行單位，學(xué)生扮演不同的崗位角色。以行動為導(dǎo)向，在不同階段，針對具體問題的特點(diǎn)，采用探究法、案例教學(xué)法、任務(wù)教學(xué)法、項目教學(xué)法等多種形式，使學(xué)生在完成畢業(yè)設(shè)計的同時，能夠?qū)W習(xí)并掌握相關(guān)的核心技術(shù)。

（3）指導(dǎo)教師發(fā)揮關(guān)鍵作用

中職學(xué)生的知識與經(jīng)驗(yàn)不足，邏輯思維能力、分析問題和解決問題的能力欠缺，無法強(qiáng)求他們能像大學(xué)生一樣，獨(dú)立、主動地去解決畢業(yè)設(shè)計中遇到的問題。中職階段的畢業(yè)設(shè)計，可以不妨設(shè)定為企業(yè)資深員工帶領(lǐng)新入職人員，共同完成實(shí)際工作項目這樣一個情景。指導(dǎo)教師扮演項目工程師、項目經(jīng)理、技術(shù)培訓(xùn)師三重角色，承擔(dān)解決關(guān)鍵技術(shù)問題、管控項目進(jìn)展以及知識與技能教學(xué)的任務(wù)。這對專業(yè)教師而言，既是挑戰(zhàn)也是歷練的機(jī)遇。指導(dǎo)教師需要努力鉆研技術(shù)，多渠道地尋求技術(shù)解決方案，并善于對新的技術(shù)和技能進(jìn)行教學(xué)化項目設(shè)計，采用合適的教學(xué)方法，傳遞給學(xué)生；此外，還要關(guān)注學(xué)生的工作過程，調(diào)節(jié)工作情緒，把控工作進(jìn)度，確保畢業(yè)設(shè)計能夠提交相對完整的作品。

（4）加大畢業(yè)設(shè)計的工作力度

鑒于畢業(yè)設(shè)計的重要性，需要站在專業(yè)建設(shè)的層面，集聚科組或?qū)I(yè)團(tuán)隊的力量，來推進(jìn)畢業(yè)設(shè)計工作。在設(shè)計選題時，要綜合前期課程的學(xué)習(xí)，選擇應(yīng)用性強(qiáng)、可持續(xù)發(fā)展、可累積成果的項目；在隊伍組織上，要動員專業(yè)團(tuán)隊集體攻克技術(shù)難關(guān)，同時盡力尋求企業(yè)的技術(shù)協(xié)助；在指導(dǎo)策略上，要為學(xué)生創(chuàng)造較好的實(shí)踐環(huán)境，幫助學(xué)生解決問題，力爭讓每位學(xué)生在通過自身努力后，能完成相應(yīng)的工作任務(wù)，有不同程度的成果收獲和成就感；在總結(jié)評價時，既關(guān)注工作成果的的目標(biāo)達(dá)成，也關(guān)注學(xué)生個體通過畢業(yè)設(shè)計而收獲的個人成長；在工作結(jié)束后，要及時回饋畢業(yè)設(shè)計過程中產(chǎn)生的教學(xué)成果，以不斷修正課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容，發(fā)揮畢業(yè)設(shè)計工作的最大效益，使其成為整個專業(yè)課程建設(shè)中的重頭戲。

中職工科專業(yè)教學(xué)畢業(yè)設(shè)計課程的實(shí)踐探索

三、畢業(yè)設(shè)計的應(yīng)用實(shí)例

作為廣州市教育局精品課程“數(shù)字地圖加工”的終端教學(xué)環(huán)節(jié)，我?！翱臻g信息處理”專業(yè)的“三維地理建?！碑厴I(yè)設(shè)計已經(jīng)連續(xù)開展了三年。作為中職生在校的最后一道大餐，師生共同成長，一起收獲了別樣的精彩。在此簡單介紹其過程和心得，以供分享和借鑒。

（1）專業(yè)背景及選題

我校開設(shè)的“軟件與信息服務(wù)（空間信息處理）”專業(yè)，其目標(biāo)是為空間信息處理行業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)初級的技術(shù)技能型人才，要求學(xué)生具有基礎(chǔ)的程序編寫技能，掌握GIS軟件平臺的基本操作技能。在城市數(shù)字化的浪潮中，三維地理信息成為應(yīng)用熱點(diǎn)，3D GIS成為IT領(lǐng)域的熱門技術(shù)之一?！叭S地理建模”運(yùn)用到軟件技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)以及GIS技術(shù)，跟本專業(yè)課程密切相關(guān)；建模尺度可大可小，建模方法也在不斷推陳出新，連同后期的模型應(yīng)用，本項目可持續(xù)開展，獲得系列化的成果。

（2）前期技術(shù)準(zhǔn)備

前期工作由教師主導(dǎo)，專業(yè)社團(tuán)協(xié)助參與完成。工作內(nèi)容包括新技術(shù)調(diào)研、工作流程設(shè)計、工作規(guī)范編制、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等。

①技術(shù)選擇

當(dāng)前主流的地理建模技術(shù)，是使用Google Earth（以下簡稱GE）獲取衛(wèi)星影像；使用ArcGIS平臺進(jìn)行地信數(shù)據(jù)處理；使用SketchUp（以下簡稱SU）創(chuàng)建3D模型；使用Skyline平臺進(jìn)行模型展示。這些工具平臺都可以借助代碼來拓展其功能，實(shí)現(xiàn)特殊要求。

②工作流程

技術(shù)路線與工作流程圖示如下：

所使用到的工具與軟件：全站儀、測距儀、Google Earth、Auto CAD、Global Mapper、ArcGIS、SketchUp、Skyline以及自制工具。

③編制工作規(guī)范

各種規(guī)范文檔包括：工作紀(jì)律規(guī)范、技術(shù)指導(dǎo)手冊、測繪數(shù)據(jù)規(guī)范、三維建模規(guī)范＼程序代碼規(guī)范等。

④關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

限于篇幅，這里簡介2個關(guān)鍵技術(shù)。

編程類：代碼獲取衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)

GE為普通的地信應(yīng)用提供了關(guān)鍵的衛(wèi)片底圖數(shù)據(jù)。手工逐幅截取，后期的拼接和配準(zhǔn)工作量巨大，且大范圍時容易失真。代碼截取衛(wèi)片，可以無縫拼接，確保影像精度和坐標(biāo)精度。

在ArcMap的VBA環(huán)境中編程，創(chuàng)建UIControl并在其事件中編寫代碼，完成自動截取功能。程序界面如下：

在ArcMap中，繪制一個表示截取范圍的矩形面框，然后單擊“AutoMap”按鈕，啟動自動截取過程：首先獲取截取框的位置坐標(biāo)，然后從左下角開始，設(shè)置GE的Camera.range=300（此時GE衛(wèi)片的分辨率大致為1：10000），Camera.Tilt=0（確保無傾角），Camera.Azimuth=0（確保正北向），逐幅移動GE中的衛(wèi)片，同時進(jìn)行截屏保存圖片，并適時計算其World File數(shù)據(jù)。下圖為截取的學(xué)校附近的1幅衛(wèi)片，其分辨率足以進(jìn)行1：10000的矢量化提取。

一期項目計劃完成學(xué)校本部、雕塑公園、麓湖公園的三維建模，截取范圍3.26km×1.87km，共截取衛(wèi)片10×7幅，耗時約2分鐘（跟網(wǎng)速有關(guān)）。這70幅衛(wèi)片可以在ArcMap中直接加載，且無縫拼接。

繪圖類：創(chuàng)建3D地形

SRTM3.0是目前能夠公開獲取的較好的全球高程數(shù)據(jù)。項目區(qū)域所涉及的文件為：SRTM_f03_n029e118.tif.gz。在Global Mapper中加載該文件，并將其轉(zhuǎn)換為等高線，注意使用5m等高距加密。然后在ArcMap中，按項目所設(shè)定的區(qū)域，將其修整成封閉曲線，如下圖所示。

該等高線可直接轉(zhuǎn)至SU中成為三維線，然后使用“沙盒”工具生成三維面。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，由Tin數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)成的SU三維面更加光順。所以，先在ArcMap中，使用“3D Analyst”插件的“Create TIN From Features”命令，生成TIN數(shù)據(jù)后，再轉(zhuǎn)至SU中，得到山體面。

接下來進(jìn)行道路建模。先在ArcMap中，按照道路寬度，生成緩沖區(qū)；合并緩沖區(qū)后，轉(zhuǎn)至SU中，然后執(zhí)行“曲面投射”指令，將道路面投射到山體面上，然后對道路進(jìn)行貼圖。最后得到帶路面的山體面，如下圖所示。

（3）組織與實(shí)施過程

①創(chuàng)設(shè)情境

教師提出項目的任務(wù)目標(biāo)，展示類似的三維地理模型成果；營造實(shí)境工作氛圍，宣布工作守則，明確考核方式。

②劃分工作小組

先指定1～2名優(yōu)秀學(xué)生作為項目負(fù)責(zé)人，然后自主報名，成立若干工作小組，各組推舉1名組長。教師根據(jù)學(xué)生的能力和特點(diǎn)，進(jìn)行互補(bǔ)搭配，最終確定工作小組成員。

③制定計劃

指導(dǎo)教師發(fā)放實(shí)習(xí)工作規(guī)范文檔和相關(guān)的技術(shù)支持資源。根據(jù)項目的具體情況，為各個工作小組分配任務(wù)。組長組織組員分析討論工作任務(wù)，對任務(wù)進(jìn)行分解、分工，制定工作計劃，并報備項目負(fù)責(zé)人，最后由指導(dǎo)教師審定。

④實(shí)施檢查

整個實(shí)習(xí)過程強(qiáng)調(diào)學(xué)生自我管理、獨(dú)立完成。組長管理各個組員，項目負(fù)責(zé)人管理各個組長，指導(dǎo)教師管控全局，重點(diǎn)聯(lián)系項目負(fù)責(zé)人。要求每天撰寫工作日志，組員向組長、組長向項目負(fù)責(zé)人、項目負(fù)責(zé)人向指導(dǎo)教師及時反饋工作進(jìn)程。指導(dǎo)教師需要及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)的工作困難，適時進(jìn)行個別指導(dǎo)、小組指導(dǎo)和全班指導(dǎo)，及時解決技術(shù)障礙，確保實(shí)習(xí)工作順利進(jìn)行。

⑤評價反饋

實(shí)習(xí)結(jié)束，舉行“畢業(yè)設(shè)計分享會”，各工作小組展示工作成果，分享工作心得。根據(jù)工作日志的紀(jì)錄，組長為其組員評分，項目負(fù)責(zé)人為各個組長評分，指導(dǎo)教師最后根據(jù)整個項目的完成情況，給出團(tuán)隊評價和個人評價。

（4）實(shí)施效果

下圖所示是首次畢業(yè)設(shè)計完成的三維校園。迄今為止，已經(jīng)完成學(xué)校周邊的雕塑公園、麓湖公園的三維建模，做完白云山風(fēng)景區(qū)后，整個區(qū)域連成一片，蔚為壯觀。

對學(xué)生而言，最大的收獲便是對工作的興趣，用他們的話來說，就是整個過程“好玩”。在工作中，他們有分工、有互助，自己做計劃、然后按自己的意愿去構(gòu)建他們所看到的世界。這個跟課堂的學(xué)習(xí)體驗(yàn)完全不同，應(yīng)該也是他們在中職的最深的記憶。

對專業(yè)而言，畢業(yè)設(shè)計實(shí)實(shí)在在地帶動了專業(yè)建設(shè)。模型建完后接下來就是應(yīng)用了，應(yīng)用方向包括Skyline漫游、VR展示、景點(diǎn)APP等，這些內(nèi)容已經(jīng)列入專業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，并且已經(jīng)組織專業(yè)社團(tuán)，開始了前期的技術(shù)探索。

責(zé)任編輯朱守鋰