交通類專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提升的探索與實(shí)踐

李榮 吳彪 趙靜 呂德剛 張鵬 柳靚南

(黑龍江工程學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150020)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是檢測(cè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決工程問題問題、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新實(shí)踐能力最重要手段，因此也是高校實(shí)踐教學(xué)最重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通常被安排在最后學(xué)業(yè)階段。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量直接體現(xiàn)該校的教學(xué)質(zhì)量及辦學(xué)水平。為提升畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，教育部陸續(xù)出臺(tái)了多個(gè)文件，涉及畢業(yè)設(shè)計(jì)多個(gè)方面：強(qiáng)調(diào)“真刀真槍”開展畢業(yè)設(shè)計(jì)、把企業(yè)需求或企業(yè)革新項(xiàng)目引入畢業(yè)設(shè)計(jì)，促使高校畢業(yè)設(shè)計(jì)題目更新的同時(shí)，解決高校人才培養(yǎng)同企業(yè)人才需求“兩張皮”的問題；為提升學(xué)生學(xué)術(shù)能力，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)全過程管理，要求高校對(duì)形式、內(nèi)容、難度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控；為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、誠(chéng)信，避免心浮氣躁、急功近利等，今年相繼出臺(tái)多個(gè)學(xué)術(shù)不端行為文件，促使大學(xué)生樹立正確的社會(huì)價(jià)值觀及學(xué)術(shù)價(jià)值觀等。

如何通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)解決當(dāng)前企業(yè)、行業(yè)中存在的問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣和科研探索，是近年來高等教育研究的重點(diǎn)研究方向?qū)χ籟1-3]。

1 階梯化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)模式探索與實(shí)踐

隨著交通運(yùn)輸行業(yè)新模式和新業(yè)態(tài)的到來，要求交通運(yùn)輸專業(yè)加快調(diào)整方向，培養(yǎng)適應(yīng)新需求的技術(shù)技能人才。高校教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目都是相關(guān)行業(yè)發(fā)展前沿或源于企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目，因此將研究?jī)?nèi)容和教學(xué)相結(jié)合、將企業(yè)實(shí)際問題及相關(guān)技術(shù)引入實(shí)踐教學(xué)中，可有效提高畢業(yè)生能力。為提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，許多高校教師嘗試將自己的科研項(xiàng)目融入大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱大創(chuàng)項(xiàng)目）中，或指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)有效結(jié)合自己科研項(xiàng)目，并取得了一定的成效[4-6]。

依托黑龍江工程學(xué)院交通專業(yè)重點(diǎn)學(xué)科交通信息工程及控制領(lǐng)軍人才團(tuán)隊(duì)近年承擔(dān)的一些與交通相關(guān)的科研目，將科研元素融入教學(xué)內(nèi)容中。開展教學(xué)活動(dòng)前，先帶領(lǐng)學(xué)生了解科研項(xiàng)目進(jìn)展過程，了解所學(xué)理論專業(yè)知識(shí)在實(shí)際科研中的應(yīng)用。結(jié)合科研項(xiàng)目進(jìn)展過程中團(tuán)隊(duì)成員如何分工協(xié)作完成，在人才培養(yǎng)方面，學(xué)生通過加入科研團(tuán)隊(duì)，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，在充分了解科研項(xiàng)目進(jìn)展過程的基礎(chǔ)上，申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。整個(gè)大創(chuàng)項(xiàng)目的完成過程中鍛煉其科研能力及綜合解決問題的能力，為后期開展畢業(yè)設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)且奠定基礎(chǔ)。通過上述實(shí)施，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量反饋，更新教學(xué)內(nèi)容，具體如圖1所示。

圖1 階梯化本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)模式

1.1 科研項(xiàng)目融入教學(xué)促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新性是衡量畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)教師承擔(dān)了大部分交通類核心專業(yè)課。在授課過程種，通過科研項(xiàng)目介紹，讓同學(xué)了解相關(guān)科研項(xiàng)目同時(shí)也了解教師的科研方向，吸引同學(xué)加入項(xiàng)目研究，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論綜合應(yīng)用到實(shí)踐項(xiàng)目中。使學(xué)生能主動(dòng)思考，提出新想法，積極動(dòng)手，學(xué)習(xí)新技術(shù)，為后期開展畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

以承擔(dān)并完成的《基于繩索的爬行機(jī)器人》項(xiàng)目為例，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，合理轉(zhuǎn)化提煉合適主題融入教學(xué)內(nèi)容。《科技文寫作及文獻(xiàn)檢索》課程中通過分析項(xiàng)目申請(qǐng)書，引導(dǎo)學(xué)生寫大創(chuàng)項(xiàng)目申請(qǐng)；《機(jī)械設(shè)計(jì)》中，分析爬行機(jī)器人工作原理，學(xué)習(xí)自由度及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；根據(jù)工作場(chǎng)合及指標(biāo)等，確定其驅(qū)動(dòng)方式，融入《液壓與氣壓傳動(dòng)》《電工電子》等課程；《工程材料》學(xué)習(xí)中組織學(xué)生討論機(jī)器人各零部件材料選取等；根據(jù)機(jī)器人工作參數(shù)，為確保其可靠性、安全性以及工作壽命等，《工程力學(xué)》對(duì)主要零部件進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析等；《單片機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》《PLC編程與應(yīng)用》中討論機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，如圖2 所示。項(xiàng)目逐漸進(jìn)行過程中，團(tuán)隊(duì)中的教師在完成科研任務(wù)的同時(shí)，各自將所承擔(dān)的任務(wù)融入教學(xué)中，教師間通過合作使得整個(gè)教學(xué)內(nèi)容互相斜街，學(xué)生親歷親為參與進(jìn)來，將所學(xué)知識(shí)融合起來，與科研及生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系。

圖2 科研項(xiàng)目融入教學(xué)內(nèi)容

1.2 科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)大創(chuàng)項(xiàng)目

科研項(xiàng)目實(shí)施過程中，授課教師綜合素質(zhì)不斷提高，使教學(xué)內(nèi)容方式得以動(dòng)態(tài)調(diào)整。課堂中科研及創(chuàng)新元素的加入，除使課堂學(xué)習(xí)氛圍提高，也引起部分學(xué)生對(duì)學(xué)科專業(yè)的科學(xué)探索的共鳴。為提高學(xué)生的科研素質(zhì)，筆者學(xué)校大力組織并鼓勵(lì)學(xué)生參與到國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中來。依托國(guó)家—省—校三層次大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，積極開展階梯式創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。通過對(duì)低年級(jí)學(xué)生基礎(chǔ)課教學(xué)過程中科研元素的滲透、科研意識(shí)的培養(yǎng)、鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)所研究項(xiàng)目有一定了解的基礎(chǔ)上參與相應(yīng)的活動(dòng)。大二、大三部分學(xué)生已具備一定的科研能力，從而選取科研素養(yǎng)、動(dòng)手、協(xié)作、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)，以學(xué)生為主，教師引導(dǎo)為輔組建大創(chuàng)團(tuán)隊(duì)。教師團(tuán)隊(duì)通過討論、預(yù)測(cè)、合理分解科研項(xiàng)目問題，確保分解項(xiàng)目大小適中、難易合理。學(xué)生團(tuán)隊(duì)根據(jù)興趣、特長(zhǎng)等選領(lǐng)子課題，教師團(tuán)隊(duì)提供項(xiàng)目開展技術(shù)支持，學(xué)生團(tuán)隊(duì)合理分工，互相協(xié)作確保大創(chuàng)項(xiàng)目順利實(shí)施。對(duì)于學(xué)生承擔(dān)的各級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目，在項(xiàng)目推進(jìn)過程中，就項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)分析、報(bào)告撰寫等方面已經(jīng)得到了充分鍛煉。

1.3 科研及大創(chuàng)項(xiàng)目融入為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量依賴于畢業(yè)設(shè)計(jì)題目[7-8]。對(duì)教師團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的科研項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)教師通過甄選、分解及論證，提煉出適合本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，保證課題深度、廣度適中，滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)指標(biāo)點(diǎn)的同時(shí)，能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力且不打擊學(xué)生信心。另外，題目之間必定有相關(guān)性，因此可以實(shí)現(xiàn)“一題（同一項(xiàng)目）多人”畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）模式，學(xué)生通過互競(jìng)互幫的方式，個(gè)人能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神都得以鍛煉。在此基礎(chǔ)上團(tuán)隊(duì)教師將優(yōu)勢(shì)的大創(chuàng)項(xiàng)目進(jìn)一步凝練研究方向，衍生成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目。通過將畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）同前期參與的教師科研項(xiàng)目、大創(chuàng)項(xiàng)目深度融合，使得課題研究?jī)?nèi)容貫穿學(xué)生大學(xué)4 年的學(xué)習(xí)，期間學(xué)生深入學(xué)習(xí)了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開展所需技術(shù)及工具，鍛煉了數(shù)據(jù)分析思維及處理能力，提高了文檔撰寫水平等。解決了傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)（論文）開展因時(shí)間緊、精力差、能力不足等造成的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量差的問題，達(dá)到潤(rùn)物細(xì)無聲的效果。

以學(xué)生興趣為基礎(chǔ)、科研項(xiàng)目為紐帶、大創(chuàng)項(xiàng)目為平臺(tái)，依靠交通領(lǐng)軍人才團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)組織學(xué)生大創(chuàng)團(tuán)隊(duì)，探索出科研反哺教學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）模式，實(shí)現(xiàn)師生教學(xué)科研能力及科研素養(yǎng)雙效提升的同時(shí)，為高質(zhì)量畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）保駕護(hù)航。

1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果促教學(xué)內(nèi)容改革

圖3 科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)大創(chuàng)項(xiàng)目

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開展過程中，由于題目來源科研或大創(chuàng)項(xiàng)目，對(duì)所解決問題的工具和手段，要求都有一定的高度。通過學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開展，可直接驗(yàn)證新方法、新理論、新設(shè)備等難易程度是否適合本科生學(xué)習(xí)。通過幾屆學(xué)生實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)，為交通類專業(yè)更新教學(xué)大綱提供依據(jù)。比如：交通類2019版教學(xué)大綱中，對(duì)《零部件測(cè)繪》實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及模式進(jìn)行了改革。其中三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及3D 打印技術(shù)就源于學(xué)生完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用的新設(shè)備，且實(shí)踐教學(xué)中更新了傳統(tǒng)測(cè)量用零部件，有效提高教學(xué)效果；開展科技文寫作課程中，之前案例源于教師或其他學(xué)者發(fā)表的論文、項(xiàng)目研究報(bào)告等，學(xué)生對(duì)發(fā)表文章一直持敬而遠(yuǎn)之的態(tài)度。通過將畢業(yè)生發(fā)表的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果及優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作為案例引入課堂，分析師兄師姐的成果案例，讓學(xué)生有親切感，為教學(xué)內(nèi)容注入新鮮血液。新一輪教學(xué)活動(dòng)中，組織學(xué)生分析、討論或者重現(xiàn)這些案例，可有效激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣，“從學(xué)生到學(xué)生”模式，揭開低年級(jí)學(xué)生心中“科研神秘”的面紗同時(shí)消除學(xué)生對(duì)科研的懼怕感，且能激起學(xué)生科研嘗試的動(dòng)力。

2 取得的進(jìn)展與成效

黑龍江工程學(xué)院交通運(yùn)輸重點(diǎn)學(xué)科專業(yè)團(tuán)隊(duì)結(jié)合教師相關(guān)科研工作，率先開展了交通類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革實(shí)踐工作。基于教師承擔(dān)的14 項(xiàng)科研項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)大創(chuàng)項(xiàng)目46 項(xiàng)（其中國(guó)家級(jí)4 項(xiàng)目，省級(jí)21項(xiàng)目，校級(jí)21項(xiàng)）。基于科研及大創(chuàng)項(xiàng)目，衍生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目100 多個(gè)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及類型注入新鮮血液。基于科研反哺教學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式分別在交通類3 個(gè)專業(yè)實(shí)施，都取得了很好的成果。項(xiàng)目組將近5 年來通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式共指導(dǎo)216 名畢業(yè)設(shè)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力較往年有明顯提高，通過中期檢查和預(yù)答辯環(huán)節(jié)統(tǒng)計(jì)反饋進(jìn)展緩慢的學(xué)生比例有所降低，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量明顯提升。其中獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）同學(xué)共40 名，且有8 名同學(xué)獲得校優(yōu)、2名同學(xué)獲得“創(chuàng)新杯”稱號(hào)，項(xiàng)目組所指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀率18.5%，高于交通類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5%～10%優(yōu)秀率。

3 結(jié)語

為更好地服務(wù)交通強(qiáng)國(guó)，順應(yīng)高等工程教育與發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，黑龍江工程學(xué)院交通領(lǐng)軍團(tuán)隊(duì)探索實(shí)踐了科研反哺教學(xué)提高交通類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量。通過將教師科研項(xiàng)目滲透到教學(xué)內(nèi)容，科研及學(xué)生大創(chuàng)項(xiàng)目融入畢業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了教師科研教學(xué)，學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量有效提升。