工程教育下工科生毕业课题选择浅议

工程教育下工科生毕业课题选择浅议

摘要:毕业课题是检验本科生培养目标达成度的最后一个实践教学环节,而科学选题是培养本科生工程实践能力的前提条件。本文依照工程教育认证中对本科生毕业要求的12项指标点,探讨了以应用性、专业性、可行性、重复率、双向性为主体的毕业设计(论文)课题选择的5项原则。落实12项指标点要求,不仅有利于毕业设计(论文)高效、高质量完成,更有利于筑实培养目标,促进就业。

关键词:工程教育认证;毕业设计(论文);选题;目标达成度

工程教育认证背景下,本科生的培养目标明确而具体。武汉工程大学材料科学与工程学院本科生培养目标可以概括为:具备系统扎实的专业知识,掌握较高的外语、计算机和现代信息应用技能,拥有较强的自主学习能力、团队合作精神、创新意识、国际化视野以及可持续发展理念,具备良好的人文修养、社会责任感和职业道德,能够适应区域经济发展需要,在专业及其相关领域从事科学研究、工程设计、技术开发、生产与经营管理等方面工作的应用研究型人才。而毕业设计(论文)是高等学校检验本科生培养目标达成度的最后一个实践教学环节。因此,执行好这一环节,就是落实培养方案,筑实本科生培养目标[1]。而选题质量直接关系到毕业设计(论文)的质量,也关系到学生未来的职业前景。因此,科学的选题具有实践价值。工程教育认证指出:选题要结合本专业的工程实际问题,培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力,对毕业设计(论文)的指导和考核有企业或行业专家的参与[2],这些也是培养目标的要求。笔者通过在武汉高教研究所,华中科技大学高教研究所等单位调研,查看部分高校本科生的毕业设计(论文),发现了如下问题:①选题偏向于理论研究,与实践工程问题脱钩严重;②部分选题专业性不强甚至专业跨度比较大,内容空洞,看不到运用专业理论知识解决问题的痕迹;③教师缺乏工程背景,不能及时体现企业需求,与当下需求脱钩;④学生缺乏动力,为了完成任务而存在大量的抄袭,重复率过高;⑤选题过程没有来源于企业生产实践,毕业答辩小组基本看不到工程师的影子,而唯教师职称组建答辩小组成员。针对上述问题,为了在源头控制住问题,本文依据工程教育认证中对本科生毕业要求的12项指标点和我校本科生培养目标,结合企、事业单位专家、工程技术人员的建议和本团队的教学经历,分析并探讨了工学类本科生毕业设计(论文)课题的选择原则。

1应用性原则

工程认证要求,本科生能够将数学、自然科学、工程知识、专业知识用于复杂工程问题的分析,并能够设计/开发解决方案[2]。强调的重点就是应用基本理论和专业知识体系解决复杂工程问题。因此,应用性原则就是选择本科生毕业课题的首要原则。本科生的毕业设计(论文)选题,不可能像研究生那样,以培养学生的科学探究能力为目的,课题内容也不可能以揭示物质世界及其运行规律,或者进行新技术开发,发明创造。本科生的课题更多的是运用专业的基础理论,知识体系解决工程技术问题,筑牢解决工程问题能力的基础,从而使得毕业生在毕业后5年左右能够达到一定的职业和专业成就。因此,如果选题以应用性原则为导向,必将有力推动学生在课题过程中“理论联系实践”、“学以致用”来锻炼分析工程问题,设计/开发解决方案的能力。例如,13届本科生毕业设计《福特汽车某车型左A柱内板拉延模具设计》这一应用性课题,来源于企业项目《福特汽车内板模具开发》中的一个子项,该生通过该课题的完成,既夯实了专业基础,加深了基本理论的理解,又具备了一定的实践工程能力。笔者一直跟踪该生的职业历程,证实该生目前已经成为企业技术中坚力量。受制于工科知识体系的复杂性,我国工科教学领域长期存在着重理论轻实践的问题[3]。同志在《整顿党的作风》中强调,使仅有书本知识的人变成真正的知识分子的唯一办法,就是研究实际问题[4]。来源于实践,反作用于实践,应用性课题如果能够来源于工程实践,即围绕工程问题特别是工程实际问题进行本科毕业设计(论文)选题,将工程问题渗透到本科生设计(论文)之中,将使得课题具备应用价值,这样的选题必具备实践价值,也就与工程认证要求的指标点十分契合。不能在实践中发挥作用,这样的课题不仅不会被学校、社会所认可,而且永远也不能获得成功[5]。

2科学性与专业性原则

科学性原则,指的是课题所涉及的问题具有理论依据或者工程依据(事实依据)。无中生有的事实、现象,毫无理论体系支撑的课题,或者毫无工程实例依据的课题是盲目的,或者有些课题根本就是违反基本的科学理论,这样的课题,难以达到培养目标的要求[4]。例如,《基于颗粒固融的球墨铸铁的制备》,试图在铁水中融入石墨颗粒,并将石墨颗粒保留于冷却后的基体中,这种方法没有遵循固溶强化理论,也与第二相强化理论相左,难以获得成功。本科毕业设计(论文)选题,还应该依托本专业的基本理论与知识体系,符合培养目标。课题对象应该具有限定的领域,在一定的专业范围内,课题不具有专业性或者专业跨度太大,课题研究的内容必然比较空洞、泛泛而谈。虽然现在强调学科的融合性,但是不建议毕业生的课题跨专业或者跨学科,这样无益于培养本专业领域具有解决工程技术问题能力的综合素质技术人才,更不谈增强学生就业竞争力。对于网络上盛传的,学生做研究最不缺乏的就是基础,作者并不认可这样的观点,术业有专攻,这里的“专”,限定的是研究领域。例如,让材料成型及控制工程专业的学生《新形势下我国家用轿车的销售困境及对策》、《模具标准件采购成本控制以及风险管控》,这样的课题,涉及到市场、营销、成本核算等经济学、会计学等专业知识,论文必定是泛泛而谈。

3可行性原则与成果

“可物化”原则设计/开发方案与可行性是本科生在进行毕业设计(论文)之前,在开题报告中明确需要完成的工作内容。指导老师在确定课题时,应当首先考察该课题达到预定目标所需的客观条件是否具备。这种客观条件可以归结为二个方面:一方面该课题所涉及的基本理论与知识体系是否可行,第二方面为完成工程问题的客观物质条件是否具备。当课题在理论上有支撑,技术上可行,展开工程问题的所需的材料、检测装备、工具等物质条件有保证时,才能顺利完成课题任务。例如,本科生毕业设计《潜艇螺旋桨的设计以及虚拟加工制造》,这样的课题就显得过大,一方面不具备多轴机床,多轴数控系统不完善,即使采用虚拟仿真也无法完全实现虚拟加工制造过程,另外一方面、本科生利用《流体力学》的基本理论进行螺旋桨的设计及其优化能力还不具备。因此,该课题无论是在客观物质条件,还是理论知识条件上,都不具备,也达不到培养方案中实践环节的培养目标,不能实现工程教育认证中指标点3.3、3.4、3.11的要求。因此,不宜作为本科生的课题。在虚拟仿真技术及VR技术发展成熟之时,笔者认为可行性原则也不仅仅指的是课题方案可行,毕业设计(论文)的成果,应该也可以物化或者虚拟现实化,即成果也具备实施可行性。例如,本科生的毕业设计《智能垃圾分类系统的设计》,该课题仅仅是提供了一个想法,没有具体3D模型,也没有看到该系统运行可行性。如果指导教师能够将课题名称改为《智能垃圾分类系统的设计、建模与虚拟运行仿真》,加入模型建立、系统运行虚拟仿真,验证成果的可行性,无疑将使得设计更具有实践价值,也贯彻了指标点3.5、3.9的要求。

4避免重复性原则与适当考虑创新性原则

避免重复性原则不能理解为基本理论和知识体系的重复性,而是指课题需要解决的一个或者几个工程问题的重复性。因为专业的培养目标、培养方案相同,学生的知识体系大体相同。因此,将知识体系用于解决专业内不同的问题就显得十分重要。例如,材料成型与控制工程专业的学生,毕业课题选择模具设计,指导老师就可以筛选不同产品的模具设计,由于课题涉及领域相同,学生可以方便的相互沟通、交流。这样的课题,也较好的符合工程教育认证中本科生毕业9、10、11指标点的要求。2016年5月,国务院办公厅印发的《关于建设大众创业万众创新示范基地的实施意见》明确:构建大学生创业支持体系,建立健全双创支撑服务体系[6]。在这一指导意见下,毕业选题还应该充分考虑大学生的创造性。例如,一些以实用新型、外观、发明专利为研究内容的毕业课题就具有实践意义。当然这一类课题,只能是极少数学生完成,不具备普遍推广性。我国每年的本科毕业生800多万。从数量上讲,每年课题达800多万个。在网络如此发达的情况下,很多设计或者论文都可以通过网络便捷的找到原作。为了避免内容大量的重复,在教育部的要求下,各高校相应出台了本科生毕业作品的重复率规定,如果指导老师能够在选题时,深入企业,多与现场联系,尽量了解企业技术瓶颈或者生产中的困境,相信不但可以避免重复,有效降低重复率,也将在一定程度上提交学生课题的积极性与热情,让学生看到掌握知识之后的希望与前景。

5双向性与难度适应原则

指导教师初定课题之后,学生根据课题简介自主选择课题。目前,大多数高校都是按照这种方案在执行课题选择,这一方案有效体现了工程教育认证中学生具备就专业问题进行有效沟通交流的能力要求,同时,也强调了学生个人在课题中主体地位,有利于激发学生的学习热情和创造性[7-8]。由于教育规模的持续扩张,学生层次多样化,加上学科、专业水平师资力量差异化,学生的能力、知识水平层次不齐,在毕业设计(论文)选题的时候,指导教师要根据学生的知识掌握程度、实践能力控制,深入企业生产现场,把控课题的难易程度与课题的研究重点,体现以工程问题导向为主线,以学生为主体,因人而异的科学发展观。工程教育认证对培养高质量的工程技术人才具有重要的指导意义[9]。教育部的“教学质量工程”中,毕业设计(论文)质量是教育部对普通高校本科教学工作水平评估指标体系的重要组成部分,工程教育认证明确:毕业生需达成不低于12项指标点的毕业要求。因此,遵循5项选题原则,发挥学生的能动性,将实践工程问题渗透到毕业设计(论文)中,邀请企业或行业专家参与毕业设计(论文)的指导和考核,将切实筑牢我校培养目标,有助于利用毕业设计(论文)这一实践手段达成12项指标点的要求。

作者:胡双锋 江学良 刘仿军 姚楚 单位:武汉工程大学材料科学与工程学院