航空航天大類本科畢設培養方案及過程管理革新

嚴啟龍 聶洪奇 敖文

摘 要 面對航空航天大類本科招生制度特點及特色班本研銜接培養新需求，文章在系統梳理已有工科畢業設計管理制度和培養方案的基礎上，分析了現有培養模式的優勢與不足，總結了建立更科學合理的本科生實踐環節培養制度，最終提出了航空航天大類本科畢設培養方案框架及過程管理策略。主要包括兼顧統一性和個性化的航空航天創新實踐課程體系構建。畢業設計選題的標準化與實踐環節過程管理的規范化，倡導設立優秀本科畢設基金，探索審核與評價標準改革等方面。重點考查畢業論文的創新能力和長期影響力，鼓勵并引導本科生發表高水平學術論文，培養其團隊協作意識和學術論文寫作能力，最終提高畢業論文的質量。

關鍵詞 本科畢設；新工科；論文質量；實踐教學；培養方案改革

中圖分類號：G642?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.7.008

Undergraduate Training Program and Process Management Innovation

for Aerospace Majors

YAN Qilong， NIE Hongqi， AO Wen

（School of Astronautics NPU， Northwest Polytechnical University， Xi'an， Shaanxi 710072）

Abstract In the face of the characteristics of the undergraduate enrollment system for aerospace majors and the new demand for the integration of characteristic classes， this article systematically reviews the existing management systems and training programs for engineering graduation projects， analyzes the advantages and disadvantages of existing training models， summarizes the establishment of a more scientific and reasonable undergraduate practical training system， and finally proposes a framework and process management strategy for the undergraduate graduation training program for aerospace majors. This mainly includes the construction of a unified and personalized aerospace innovation practice course system. The standardization of graduation project topic selection and the standardization of practical process management， advocating the establishment of an excellent undergraduate graduation fund， and exploring the reform of review and evaluation standards. Focus on examining the innovation ability and long-term impact of graduation thesis， encourage and guide undergraduate students to publish high-level academic papers， cultivate their teamwork awareness and academic paper writing ability， and ultimately improve the quality of graduation thesis.

Keywords undergraduate graduation thesis; new engineering; paper quality; practical teaching; reform of training programs

21世紀，航空航天領域的發展已經成為人類文明的最新發展之一，具有重要的戰略意義和經濟價值。西北工業大學的“航空航天大類”為高素質、創新型、適應性強的航空航天人才提供了重要的保障。畢業設計是由本科生獨立完成一個課題，并最終以學位論文的形式呈現。一方面，現有本科畢業設計培養環節還存在諸多問題，導致畢業論文的質量較差。主要表現在：①由于畢業設計任務周期相對較短，很多學生對時間缺少精細化管理與規劃，導致到最后幾周積累過多任務，最后不得不匆忙提交畢業論文，甚至出現抄襲現象，“查重率”也居高不下，這也就失去了畢業設計的意義[1]。②畢業設計的時間還與找工作、考研時間沖突，以至于學生無法全身心地投入其中，導致畢業設計質量參差不齊；③部分青年導師工程實踐經驗不夠，導致所指導的畢業設計創新性不足，寫作也不規范；④由于對選題的要求不規范，導致大多數畢業設計課題缺乏工程應用背景，學生難以將所學理論知識和技術應用到破解工程難題上。也有的導師給出的選題難度大，工作量也超出預期，學生無法完成，最終很難達到預期培養成效。此外，問卷調查表明，有43%的學生對其畢業論文所做研究興趣一般，只是為了拿到學位被動參加而已。而47%的學生投入的時間不足要求的一半，13%的學生對導師安排的任務書不太滿意[2]。

另一方面，現有全校統一的畢設制度和標準流程導致“航空航天大類”培養改革后本科畢業生科研能力培養的針對性不足，畢業論文缺少專業性和理論深度。飛行器或航天器技術都是跨學科技術融合的結晶，涉及新材料、電子通信、儀器儀表、遙感與遙測、導航與制導等諸多學科門類。涉及航空航天專業的各高校需要推行全新的體系化實踐培養模式，進而提升本科畢業論文的質量。因此，大類本科畢業設計更加需要體系化改革，以適應新時代國家對航空航天復合型人才培養的需求。

然而，本科畢設制度改革進展比較緩慢，尤其是在工程領域，很多做法已經不能滿足新工科背景下國家對“卓越工程師”培養的要求。學生們要更好地領會和解讀工程類課題，它決定了工程教育有著區別于其他普通專業教育的特點[7]。在上述嚴峻問題背景下，航空航天專業大類本科生畢業設計模式改革、分類提高不同研究方向的畢業論文質量，對于提升大類本科教育質量具有重要的示范效應。為此，筆者結合有關教育改革和創新的文獻和實地調研，提出了航空航天大類畢業設計改革的系統方案和建議。

1? 培養方案框架改革建議

1.1? 航空航天分類創新實踐課程的體系化與科學化

航空和航天是指不同的空間范疇，前者指在地球大氣層內的飛行活動，后者指在地球大氣層之外的太空探索活動。隨著社會生產活動的擴張，人們需要不斷拓展活動空間，從陸地到海洋，再到大氣層和太空空間。航空航天作為人類拓展活動空間的重要產物，需要培養適應新興航空航天產業的人才。為了達到這一目的，航空航天大類的培養改革旨在培養學生具備相關領域的創新意識、創新思維和創新技能。創新意識是指創造前所未有的事物或觀念的動機和意愿。在創新過程中，表現出來的意向和設想是人們意識活動中的一種積極表現形式。創新思維包括批判性思維、自主性思維、逆向性思維和多元化思維。創新技能則包括理論知識和實踐技能兩個方面。創新活動需要建立在理論知識的基礎上，其中包括通識類、專業類、交叉類和創新類等方面的知識。而綜合實踐技能則表明科研工作者利用多種技術手段從事跨專業和跨學科實踐活動的技能。實踐技能的重要性在于將創新變為現實，實現從思維到實際的轉變。因此，航空航天創新實踐課程的教學目標是提高學生在空天飛行器設計方面的創新意識、創新思維和創新技能，以滿足航空航天產業的發展需求。

畢業設計是工科專業課程中非常重要的實踐教學環節，它的重要性不僅在于其工作量和周期，還在于其對學生實踐創新能力的培養。因此，需要從構建培養學生實踐創新能力的專業課程體系入手，重視畢業設計的理論教學，并將其與專業基礎課程、選修課程等其他教學環節相銜接。為了更好地培養學生的實踐創新能力，高校可以開設與畢業設計相關的選修課程，如文獻調研與科技論文寫作課、儀器分析與數據處理課、學術道德與學術修養課等，以提高學生的綜合素質。在構建畢業設計支撐課程方案時，要處理好與創新人才整體培養方案的關系、與基礎理論課程體系的關系以及與實驗教學的關系。要做到既滿足專業的共性又考慮到學生的個性，實現全流程培養方案的統一性和多樣性，還需要考慮知識的繼承與創新，課程的數量與質量、個性與共性。因此，需要有系統的思考和方案的設計，以確保畢業設計課程體系的有效實施。總之，構建合理的畢業設計課程體系，重視畢業設計的理論教學、開設與畢業設計相關的選修課程、處理好與其他教學環節的關系等，都是培養學生實踐創新能力的關鍵措施，有助于提高畢業設計的質量和學生的綜合素質。

由于航空與航天的共性基礎比較顯著，在統一性實踐基礎課程設置方面可以圍繞飛行器結構設計、飛行器質量與可靠性、飛行器適航技術、飛行器控制與信息工程、無人駕駛航空器系統工程、智能飛行器技術、空天智能推進技術（航空和航天動力）、探測制導與控制技術等未來重要發展方向開設。在個性化實踐課方面，在航空動力領域，主要圍繞航空發動機的創新發展設置，航天動力則以火箭發動機創新設計為主；空天組合動力則作為航空航天交叉研究前沿獨立建立課程體系。上述航空與航天實踐教學可分別依托航模隊和小火箭俱樂部開展。重點是根據學生喜好個性化制訂培養方案并開展實踐教學。

1.2? 選題標準化

由于很多工科學生對畢設的重要性認識不足，往往對選題、資料收集、實地調研不夠認真。有些學生甚至僅憑興趣、愛好隨意擬定所謂的課題，導致選題不能結合實際，避重就輕，只是形式化地完成任務。這些學生只追求蒙混過關，以便參加工作，而畢業設計的質量很難得到保證，更談不上基于畢業設計環節提升學生的創新能力。選題與開題工作是決定畢業設計質量的首要因素。科學選題以及題目的多樣性與實踐性是創新培養的前提條件，也關系到畢業論文的質量。因此，在確定畢設題目時，應當根據學生、教師、實踐基地（或企業）導師多方面的意見，進行充分考慮，使得選題更加合理，更加符合社會需求，更能滿足學生的興趣。同時，要引導學生重視選題過程中的資料收集、實地調研等環節，注重實踐操作和實際問題解決能力的培養。只有通過科學合理的選題和細致深入的調研，才能確保畢業設計的質量，并有效提高學生的創新能力。

建立標準化選題流程需要厘清選題的類別。項目來源包括基礎科研、企業橫向、基于高校業務的自擬課題、大創項目和校企聯合基金等。后者適用于實習與畢設一體化培養，同時滿足跨學科、跨校聯合培養模式下的選題[3]。劉愛紅等提議將選題分為四類：第一類是應用性研究與設計，主要是實踐性強的選題，如畢業實習、社會實踐、就業取向和校企合作等項目；第二類是理論性研究，由導師科研項目中的研究內容凝練而成；第三類是創新與創業任務，主要通過創業大賽、學科競賽、創新團隊構建、孵化中心訓練等團隊活動來實施此類畢業設計任務；第四類是其他類型特殊選題，導師可基于專業發展前沿或當前社會經濟發展需要提出任務，或學生根據自身個性化發展，結合社會實踐調查自身感興趣的內容進行自主選題[4]。筆者則認為選題可大體分為更細化的七個類別：實驗研究類、產品設計類、工程應用類、系統搭建類、軟科學類、計算模擬類和調研考察類。

確定選題類別后，就應該明確選題原則。王曉峰等人提出了大學畢業設計的五項選題原則[5]；葉志軍等人則提出了專業性、科學性、創新性、多樣性、可行性、價值性、“一人一題”和“真題真做”等八項、原則[6]。寧煥生等在此基礎上精簡成五項原則，即專業性實踐性、創新性、可行性和個性化原則[7]。為了滿足畢業設計選題原則的通用性，即本科與專科、文科與理科通融，在上述原則基礎上，楊平等人提出了“學生自選、結合教改、結合科研、結合就業、強調創新、真題真做、學科合作和校企合作的原則”[8]。

綜上所述，選題需要遵循原創新穎性原則、專業性原則、適合與適量性原則、多方共識性原則、合理合法性原則、可行性原則、嚴謹務實性原則、多學科交叉性原則。此外，高校還需要針對不同研究方向成立專家組，對本科畢業設計的選題清單進行嚴格審核。引入同行分類進行審查的方式，去偽存真、精心篩選，保留符合專業發展、滿足上述原則的課題。

2? 過程管理規范化

學校有必要建立適合學生創新能力培養的柔性多層級管理體制，嘗試將畢業設計與大創項目、實習環節進行一體化統籌。學生從科研訓練、大創項目中積累經驗后走出學校，再到實習基地頂崗實習鍛煉，全方位實施導師制和雙重多層級柔性管理，給予學生一定自由度的同時，引導其進行自我時間管理。學校和實習單位需要針對畢設課題開展協同育人，大創項目作為畢業設計的基礎，大多數學生在開展科研訓練時即可確立自己的研究方向，隨后針對不同的畢業設計方向選取合適的航空航天科研院所作為實習場所，所得經驗經歷可為畢業設計的開展奠定堅實的基礎。學院擬定畢業實習任務和畢業設計課題后，需要精準進行時間安排，對學生統一要求、統一組織和統一答辯驗收標準。為了保證畢業設計的質量，高校必須出臺更規范的畢業設計管理模式[10]。

首先，需要制訂畢業論文質量的科學評價體系，實施分類評價。由于校內指導教師無法時刻監督學生的畢業設計情況，一些缺乏自主性的學生在沒有教師監督的情況下，畢業設計進展緩慢，出現前松后緊的現象，甚至出現后期抄襲他人類似的畢業設計成果或倉促完成的情況。這樣會使畢業設計的質量大幅降低，存在各種錯誤。因此，需要從選題、指導方法、學生參與度、成果創新性、答辯水平及組織管理狀況等方面確立量化評價體系，以監督學生按時保質完成任務。評價體系應具有規范性、科學性、可操作性，且具有一定的導向性和可比性，真正保障畢業論文質量。分類評價的主要任務是將獨立畢業設計與團隊畢業設計區分開，工程設計類與基礎科學研究類分開考查。對于團隊小型飛行器設計與控制類驗證性課題，可以嘗試在場外采取演示驗證和現場答辯的方式，每位團隊成員介紹自己所負責的工作，集體完成一篇設計說明作為畢業論文。

其次，需要建立標準化指導流程。如設立學院級畢設領導小組、畢設評審專家組、指導小組等機構[11]。各個環節的培養目標不一樣：文獻調研階段主要培養學生的知識歸納能力；論文開題報告及答辯，可以鍛煉學生分析問題的能力；課題研究階段主要是培養學生的創新思維及創新能力；論文撰寫過程重點培養寫作能力；畢業答辯的目的是提高學生語言組織、邏輯思維、臨場反應和學術表達能力。要求各學校根據航空航天類不同研究方向，編制具有自身特色的“航空航天畢設指導手冊”，對任務書、畢設指導及答辯過程評分細則等有關工作做詳細規定。工作前期要分階段召開指導教師和畢業生動員會，對指導教師提出標準要求。指導過程中推廣導研結合的教學新模式，鼓勵基礎科學研究和工程設計相互補充，學生需要發揮自身特長，能動地、創造性地進行畢業設計。同時，還需要避免“照貓畫虎”的套路式畢業設計，打消學生依賴模板、依賴導師的念頭，以便其畢業后能獨立從事科研工作，也更有利于本碩一體化培養。

最后，學生需要養成定期交流和報告的習慣。每個學科的研究進度和要求不盡相同，不能要求所有課題都統一節奏，但是定期交流還是必要的。可以建立每周師生見面討論交流的制度，以便教師隨時掌握學生的畢業設計進展情況。每兩周相同研究方向的指導小組進行一次大范圍的師生交流。針對學生畢業設計過程中出現的問題展開討論，給出相應的解決辦法[12]。此外，定期組織學生交流與討論，開闊他們視野。更為重要的是，學生在團隊合作中常會相互討論相互質詢、彼此啟發，從而促進思想碰撞激發創新火花。該過程還能促進學生團隊精神與人際交往能力的養成。

3? 結論

本科畢業設計改革培養方案的實際進展比較緩慢且成效不足。尤其是在工程領域，很多做法已經不能完全匹配新形勢下“本科大類培養方案”的要求。本文在文獻調研的基礎上，提出了提升航空航天大類本科畢業論文質量的體系化策略。本文以航空航天大類培養方案改革為典型，提出了基于基礎學科打通專業壁壘的改革方案。針對國家重大工程對航空航天卓越工程師人才的需求，突出工程教育區別于其他普通專業教育的特點，以培養既有實踐能力又有創新意識和創新能力的人才為要務。

因此，首先需要兼顧統一性和個性化的航空航天創新實踐課程體系構建，航空與航天方向可分別依托已成熟運行的航模隊和小火箭俱樂部開展實踐教學。其次，使畢業設計的選題過程標準化、過程管理規范化，并嘗試設立優秀本科畢設基金。為更快提升大類培養本科畢業論文的質量，還需要推進論文審核與評價標準改革。重點考查論文的創新能力和后續影響力，鼓勵并引導本科生發表高水平學術論文，培養其創新工作意識，最終提高畢業論文創新水平與寫作質量。

基金項目：陜西省高等教育教學改革研究重點項目（21ZZ004）。

參考文獻

[1] 查文煒，葛友華，劉平成，等.基于產學研機制的應用型創新人才培養的研究[J].中國教育技術裝備，2009（33）：28-29.

[2] 黃鍵，張衛波，任志英，等.以培養創新能力為導向的本科畢業設計改革研究與實踐[J].教育教學論壇，2020（42）：140-141.

[3] 程燕萍，張陵.高等工程教育中學生創新能力的培養[J].高教研究，2006（11）：32-33．

[4] 耿彩芳，丁昶.基于實踐創新能力培養的本科畢業設計教學研究[J].教育與職業，2014（20）：118-119.

[5] 劉愛紅.淺談多元化畢業設計對大學生創新能力的培養[J].現代教育技術，2010，20（1）：137-139，155.

[6] 王曉峰.抓好畢業設計培養學生綜合能力[J].遼寧教育研究，2000，（4）：52-53.

[7] 葉志軍，徐愛江.論本科畢業設計（論文）選題質量的控制與管理[J].寧波工程學院學報，2008，20（2）：108-111.

[8] 寧煥生，張有光，劉俊，等.電子信息類專業本科畢業設計選題環節的改進[J].電氣電子教學學報，2009，31（4）：118-119.

[9] 楊平，王志萍，李平.論大學畢業設計的選題原則[J].中國電力教育，2010（27）：122-125.

[10] 梁軍，侯迪波，趙豫紅.新工科背景下自動化專業畢業論文（設計）的創新途徑探索和實踐[J].中國大學教學，2020（7）：50-54.

[11] 叢鑫，訾玲玲，王英博.應用型本科畢業設計學生創新能力培養與實踐[J].現代計算機，2017（10）：57-59，64.

[12] 施榮華，劉衛國.大學畢業設計新模式的研究與實踐[J].計算機教育，2009（12）：48-49.