階梯式培養方式提高畢業設計質量的探索

朱昌平， 何海霞， 周笑晨， 王 飛， 高 遠， 朱金秀， 常雪琴， 陳秉巖

(1. 河海大學 文天學院 安徽馬鞍山，243031；2. 河海大學 物聯網工程學院，江蘇 常州 213022)

0 引 言

在近幾年對畢業設計的指導中發現，其中不乏優秀的畢業設計。但受考研和找工作的影響，仍有部分學生在畢業設計中投入的精力不足，其畢業設計質量存在不盡如人意的情況。如何確保畢業設計質量已經成為高校普遍關心的問題。畢業設計是本科教學過程的最后階段，是一種總結性的、不可或缺的實踐教學環節。在畢業設計中，學生綜合利用所學，分析解決實際問題，是培養學生綜合能力的重要過程。

為了使畢業設計能取得滿意的實效，作者認為應讓學生在大一就對畢業設計進行了解，并逐步進行相關能力的培養。于是從2012年開始在通信與物聯網兩個專業嘗試實施如圖1所示的階梯式人才培養方案，根據學生大學4年各階段的特點，有針對性地提出與畢業設計相關的能力鍛煉方案，通過4年不斷線的培養，學生的能力逐步提升，最終具備完成高質量的畢業設計的能力。

圖1 階梯式人才培養方案示意圖

1 大一培養學習興趣與學習能力

俗話說“好的開始是成功的一半”，大一時新生剛進入大學校園，正處于懵懂和迷茫的階段，需要在此階段消除他們對新環境的不適應，培養其專業興趣，指導他們學習基礎課程，夯實基礎，明白好的大學畢業設計是需要扎實的基礎知識做支撐的。

1.1 專業認知，興趣激發

中學階段，學生對專業認知較少，甚至有人戲稱：“通信工程就是拉網線的，物聯網就是送快遞的?！笨梢妼I認知先導課程很有必要，對所學專業的正確認識能夠激發學生的學習興趣，并使學生對畢業設計這一實踐機會充滿熱情與期待。在這里作者提出“3W”教學。

Why：即學生為什么要選擇這個專業。很多人選擇現有專業，無論是出于父母師長的推薦還是自我意志，大部分只是基于對這個專業淺顯的認知。在一開始的時候教師就要對專業進行深層次的解析，加深學生對專業設置、師資力量、科研方向、人才培養等的認知，通過介紹學長的優秀畢業設計作品，培養學生對專業的熱愛和自豪，激發學習的興趣和熱情。同時也避免部分同學因對本專業的人才培養目標和就業方向等的不了解，而盲目的轉專業[1]。

How：即學生如何學好這門專業。高等教育注重的是素質教育，而非技能培訓，所學不會全部用于工作，但這些學習內容并非毫無意義。作者所在的河海大學物聯網工程學院每年都會在新生教育期間舉辦多場講座，邀請具有豐富教學經驗的老師為學生介紹專業課程內容或近期研究內容、邀請優秀畢業生傳授學習經驗、邀請企業導師介紹企業產品和人才需求等。還會組織新生參觀創新實驗室，向學生展示現有研究成果，讓新生更直觀地了解科技新動態。

What：即學生學習這門專業后可以做什么。很多人關心就業前景，可謂還未適應校園，就操心以后如何踏上社會。學校應給學生吃一顆“定心丸”，詳細介紹就業前景以及近幾年本校本專業的就業和升學狀況。新生入學教育的時候要樹立“以好的畢業設計作品促進就業”的思想[2]，向學生介紹優秀畢業設計和相關畢業生的就業或升學去向，使學生對學校的人才培養方案充滿信心。物聯網工程學院在認知教育的時候還會組織學生參觀合作的企業，如移動和國光等公司，讓學生在實際的參觀中感受企業生產氛圍，見證理論和實踐的結合，了解企業的用人標準等。

1.2 課程學習，夯實基礎

大一的時候除了必要的專業認知課程外，主要還是一些基礎課程的教授，為學生今后專業課程及其他課程的學習提供方便。扎實的基礎知識不僅為以后的學習打好基礎，更是一個好的畢業設計所必須有的基石。如一些研究所需的數學工具：高等數學、線性代數、復變函數與積分變換、概率與數理統計等。此外，還可讓學生開始接觸一些課程設計，使學生了解課程設計的一般步驟和可能遇到的問題及解決的方法。我校通信工程專業在畢業設計之前共開設5個課程設計：C語言項目設計、電子工程實踐、高頻電子線路課程設計、單片機課程設計和數字圖像綜合設計。

物聯網工程學院除了開設基礎課和專業課外，還開設一些和畢業設計相關的選修課，如科技文獻檢索、閱讀與寫作等。這些畢業設計先導課程能夠鍛煉學生文獻檢索和寫作能力，通過課程學習，再加之一些課設小論文的練習，學生在畢業設計論文撰寫的時候就更為得心應手，避免或減少學生抄襲。

課程教學應該以學生為本，應該根據學生的發展實際需求進行安排，根據學生的學習能力、經歷等調整部分課程的開設時間。如企業文化課程，因學生在4年間對企業認識的不同，可設置為4年制。學生在大一主要是想粗略的了解企業的研究成果和動態等，在大二大三的時候主要想根據企業的人才需求對自己進行能力鍛煉，在大四的時候則想更詳細地了解企業的文化、人才需求、部門設置、福利等。應根據學生不同階段的需求，為學生宣講不同的內容。

2 大二與大三培養實踐創新能力

大二、大三是學生能力提升的主要時期，在此期間可通過團隊培養、賽事鍛煉和企業項目等培養他們的實踐創新能力。好的畢業設計并不是書本知識的簡單堆積，而是各種能力的綜合運用。這些能力便是學生在大學中除課本學習之外需注意積累的重點。物聯網工程學院注重平衡精英教育和大眾教育，盡可能提升整體學生的能力。

2.1 團隊培養，點面協同

由于“英才計劃”和實驗室招新等，部分有興趣的同學選擇加入實踐創新團隊，在團隊中進一步提升自身能力，下面以我?！奥晫W與通信技術315實踐創新”團隊(以下簡稱“315”團隊)為例進行介紹?！?15”團隊由本科生、研究生及十幾名具有豐富教學經驗的老師組成，注重拓展學生課外知識、培養學生實踐創新能力。團隊采用階梯式人才培養的模式，即學生在老師的指導下高年級帶低年級，學習基礎電子技術及其他知識，通過科研項目鍛煉他們分析問題解決問題的能力，通過企業項目鍛煉他們的實踐創新能力，通過項目分組鍛煉他們的誠信意識和責任意識，通過比賽鍛煉他們的團隊合作能力，通過每周的會議交流鍛煉他們的交流溝通能力[3]。這樣的培養方式將本科教育提升到研究生教育水平，有助于培養研究型創新人才，還有助于本科生教育和研究生教育的銜接[4]，實際上“315”團隊中部分本科生選擇留在團隊中繼續深造。

物聯網工程學院在注重團隊培養的基礎上，還鼓勵團隊學生和其他未參加團隊的學生交流學習，通過點面協同的方法提升整體學生的實踐創新能力。在作者及其他老師的提議下，2013年以來物聯網工程學院的電子工程實踐采用“老師為主導，學生為主體”的模式。選拔“315”團隊的優秀學生在老師的指導下備課，然后給其他同學講解。另有20多位同學擔任組長，每組8人，為同學們排疑解惑，分為兩批使全院400名左右的學生均能在實驗室骨干同學的帶領下，非常圓滿地完成課程學習任務。這種點面協同的模式還可以幫助學生實現以自我為主體的作用，可以使課堂上學生參與度最大化、知識吸收程度最大化，營造出良好的課堂學習氛圍。通過這樣的實踐，更多的人對電子技術產生興趣，意識到團隊學習的優點，紛紛申請加入各個團隊，進一步提升自己。

2.2 參與賽事，鍛煉能力

受應試教育的影響，不少同學習慣將一學期的課程“濃縮”到一周，通過一周的突擊，部分同學也能取得很好的成績。同樣也有人認為學科賽事就是在比賽的兩三天咬咬牙，拿個優秀獎也能獲得不少好處。這些做法雖能暫時取得一定成效，但終究基礎不牢，過于虛浮。其弊端必將在后續學習以至于畢業設計中顯露出來。而“315”團隊看重的是學科賽事對學生能力的鍛煉，看似短短的幾天比賽，團隊的學生卻付出了很多，同時也成長了很多。團隊成員在賽事準備和賽事參與中以鍛煉獨立解決問題的能力、積累研究問題的方法、解決問題的思路、了解當前研究熱點和開闊自身眼界為目標。正確目標導向的收獲能給一個良好畢業設計提供有力的助力。機會是留給有準備人的，與技能速成不同，團隊在平時就注重學生基礎知識和專題知識的教授，一些項目類的比賽更是師生經過幾年的研究最終成型。在平時就以小組的形式進行培養，以增加組員在比賽中的默契，方便比賽時的分工[5]；在比賽結束后注重實踐得失的總結，為下次比賽提供寶貴的經驗。將比賽中的優秀作品進一步優化，申請專利保護，或將實踐創新成果運用于生產實踐[6]。

賽事參與可以使學生的綜合能力快速提升。此外，賽事多針對當前社會熱點出題，參與賽事也是學生了解當前社會技術流行趨勢的有效途徑。參與賽事還可調動學生積極性，促使學生為奪得好的成績而努力學習。“315”團隊2012級同學在賽事上取得了不錯的成果，獲“創青春”全國大學生創業大賽銀獎，獲全國大學生服務外包創新創業大賽二等獎，獲全國大學生電子設計競賽江蘇省二等獎等10多項獎勵。這與平時的培訓中對學生自主學習能力的鍛煉；在比賽中對學生資料搜集能力、團隊協作能力、心態調節能力的鍛煉；在賽后總結對學生書面總結能力、語言表達能力的鍛煉等分不開。

2.3 深入企業，產學結合

工程教育的基本任務是培養滿足工程建設管理運營需要的高級技術人員[6]，這不僅需要現有的基礎理論教學作鋪墊，還需要豐富的實踐經驗作支撐。畢業設計作為本科教育的最后一關，應為學生走出校園，步入企業打好基礎，其內容和要求應與實際生產緊密相連。在此要求下，與企業相關的工程教育必不可少。通信工程專業作為國家首批“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)的專業，建立了一套校企聯合培養工程性人才的機制，以培養具有專業知識、創新意識、工程意識、工程素質和工程實踐能力，有較強適應能力和競爭能力的工程技術人才。通信工程專業將累計一年的企業實踐分散在大學4年進行，使工程實踐培養貫穿整個本科教育。聯合學校有豐富教學經驗的老師和企業的技術人員實行雙導師制度，讓學生在學習基礎專業知識的同時，還能參與企業項目的開發和管理[7-8]。在實踐中開闊眼界，了解科技前沿，為畢業設計打好基礎。學校為方便管理和保障學生的權益，還在中國移動江蘇公司、中國電信江蘇公司、中國聯通江蘇公司及江蘇國光公司等建立了人才培養基地。

“315”團隊會選擇一些企業項目讓學生進行鍛煉。如團隊老師與”一比百”企業合作開發超聲波清洗果蔬裝置的過程中學生一直深度參與，30多位同學均承擔了明確的開發任務，歷經幾年最終設計出具有雙頻切換電路的超聲波清洗設備，可進行日常硬質物品和果蔬等的清洗，清洗物品表面污垢、殺滅細菌、降解果蔬藥殘。在該產品初步成型之后和企業進行合作，投入生產，使知識轉換為生產力。相關產品2016年9月在CCTV“品質”的第259期中已播出。

3 大四培養綜合運用所學的能力

大四是大學的最后一年，也是學生真正投入到畢業設計的一年。畢業設計的整個過程，從題目的選取，到過程的考核，再到最終成果的驗收，每一步都至關重要。應力求嚴抓嚴管，促使學生的綜合運用能力在畢業設計過程中得到顯著提高。

3.1 合理選題，承上啟下

合理的選題是一個合格畢業設計的開端。選題決定了學生在接下來數月內的工作中心，一個合適的選題對畢業設計來說至關重要。作者在此處提出“三有”選題原則。

(1) 有價值。所選題目應該是有價值、有其實際意義的。畢業設計既起著承上啟下的作用，必然要為學生日后的工作或深造打好基礎、做好準備。故畢業設計的選題不能與社會需求脫節，不能太過陳舊，更不能是已經被淘汰的東西，應力求與當前社會與經濟發展中的實際需求相關聯[9-10]。

(2) 有難度。所選的題目應當具有一定的難度。畢業設計是本科教育的重要一環，旨在強化學生的綜合應用能力。若選題不具難度，則其價值不能得到充分的體現。其次，畢業設計占據的周期相對較長，學生有充分的時間去完成一個具有一定難度的課題，并有機會在這個過程中快速提升自己的綜合能力。再者，選題過于簡單可能導致學生的輕視，無法調動學生的積極性[11]。

(3) 有方法。所選題目應有方法可解決、具有可執行性。這里的可執行性包括技術可行和學生能力可行兩個方面。選題固然不應陳舊，但也不能是沒有可行性的異想天開。而應當是已經經過實際驗證，具有一定理論基礎并確定可執行的，此為技術可行。此外，選題還應考慮學生的能力，在學生的能力基礎上予以拔高，同時確保學生在付出一定的努力后可以完成，此謂能力可行。

值得注意的是畢業設計選題應以學生的興趣所在為導向，同時指導老師嚴格把關。學生的畢設題目可為對本科學習任務的總結，也可和研究生學習內容相關，還可以有企業背景[12]?！?15”團隊2012級一同學的畢設題目為“超聲果蔬清洗機三維聲場數據處理系統設計”，他本科期間一直參與超聲果蔬清洗機的研制；一位欲考研的同學，其畢業設計題目為“基于圖拉普拉斯的自適應濾波圖像降噪”，該畢業設計內容成了后來研究生的學習內容。

3.2 過程考核，嚴格管理

在選題確定之后，為保證畢設保質保量進行，要進行嚴格的過程管理。物聯網工程學院在關于2013級畢業設計過程管理中規定，自畢業設計開始之后，每周一、三、五在指定地點進行指紋打卡，并規定題目是學校老師的，學生在外實習請假的時間不能超過1/3。同時，學校會對畢業設計進度進行定期檢查，針對學生制定的計劃，檢查方案設計、調試、編程進度、仿真、論文撰寫等，堅決杜絕走過場[13]。對于存在問題較大的同學，限期讓他們整改方案、完成相應任務，盡量避免或減少一些同學不認真做畢業設計，到了要交的時候東拼西湊、敷衍了事的情況，同時使老師增強責任意識，悉心指導學生[14]。

除了學校的強制規定之外，指導老師也應與學生時時保持溝通，及時發現學生畢業設計中存在的問題并予以指正。以“315”團隊為例，老師在指導學生進行畢業設計的時候，就嚴格執行每周定時定點交流的方法，以大四學生及有相關工作基礎的大三同學、研究生共同組成學習小組。每次交流都指定相應同學匯報項目進度。每個同學在自己學會的同時再給其他同學講解一遍，加深理解和記憶，學的知識自然扎實。在交流的過程中老師也會及時就出現的問題對同學進行指導，避免學生走彎路[15]。這種交流的方法不僅加強了老師與畢業設計同學的溝通、督促了進行畢業設計的同學，更使低年級同學提前對畢業設計內容和過程有所了解。

3.3 成果驗收，獎優懲劣

成果驗收是畢業設計的最后一個環節，但同樣對畢業設計的質量起到及其重要的作用。從驗收標準的制定到最后的驗收，再到后續的獎優懲劣都應規范管理、嚴格執行。

驗收標準應仔細制定。過于寬松的驗收標準會讓學生產生懈怠心理，在遇到困難的時候不肯鉆研，認為即使不好好做也不會有什么嚴重后果。過于嚴苛的驗收標準則可能使學生產生畏懼心理，打擊學生對于畢業設計的積極性。驗收標準的制定應以大多數學生經過努力后能達到為原則，除了對成果的考察外還可增加對學生工作量的考察及對學生關于項目理解程度的考察、學生在畢業設計過程中解決問題方式的考察等。使驗收標準更加多元化，更為細致[16]。

此外，對驗收標準的執行也應落到實處。學校應督促老師嚴格按照驗收標準提問、嚴格按照驗收標準給分。對驗收不合格的同學堅決打回，對畢業設計表現良好的同學給予一定的榮譽稱號。對畢業設計特別優秀和畢業設計明顯敷衍了事的同學都應給予公布。還可考慮將優秀作品集合展出，并請畢業設計優秀同學進行心得交流，請上一屆畢業設計優秀同學在畢業設計開始之初向下一屆即將進行畢業設計的同學做經驗總結。學校也可通過這種經驗的總結不斷完善畢業設計的形式，使每個學生都能夠在畢業設計中得到收獲。

4 結 語

4年不間斷的階梯式人才培養方法能夠從根本上鍛煉學生能力，提高畢業設計的質量。經過近幾年的教學實踐，已經取得一定的效果。然而，教學方案永遠沒有完美一說，也沒有一種教學方法能在任何不同的時代背景下都適用。對教學方法的探索是永無止境的，對教學方案的完善是每個教育工作者都應放在心上的事。作者將時刻關注學生動態，時刻緊跟時代變化，時刻吸收同仁觀點，不斷對階梯式人才培養方法進行調整，不斷對提高學生畢業設計質量的方法進行探索。力求以更科學可行的培養方法，通過4年不斷節的連續培養模式，切實提高學生學習能力、提出問題能力、解決問題能力及綜合應用能力。使學生真正具備完成優秀畢業設計的能力，為學生未來的發展打好基礎，做好保障。該方法已在文天學院運用，該院有3 000多m2的創新與創業訓練基地，為學生實踐創新活動提供了良好的平臺，為培養優秀的應用型人才創造了優良的環境，相信能取得良好的成效。

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