發布時間:2022-02-11 15:47:18
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關鍵詞:畢業設計;學風建設;治學方略
作者簡介:唐鈴鳳(1965-),女,安徽宣城人,安徽工程大學機械與汽車工程學院,副教授;王幼民(1964-),男,湖北孝感人,安徽工程大學機械與汽車工程學院,教授。(安徽蕪湖241000)
基金項目:本文系教育部機械設計制造及其自動化特色專業建設、安徽工程大學2007年重點教研項目(項目編號:2007 yjy048)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)16-0095-02
畢業設計是本科教學中最后一項教學內容,也是最重要的一個實踐性教學環節,是各教學環節的繼續深化和檢驗,其實踐性和綜合性是其他教學環節所不能替代的。近年來,安徽工程大學對人才培養計劃的實踐環節內容進行了修訂,立足于提高學生的動手能力,強化了實驗、實習和畢業設計環節。這些措施的實施對學風建設產生了積極影響。機械專業畢業設計(論文)要求學生運用所學的基礎理論、專業知識和基本技能進行系統、全面、綜合的工程設計和科學研究及訓練,初步掌握產品開發、工藝革新、設備研制的方法和技能。畢業設計(論文)對提高學生工程實踐能力和創新能力、強化工程意識是十分重要的。畢業設計過程要充分體現理論與實踐相結合,引導學生掌握科學的思維方法,形成優良的工作作風和協作精神,為今后的工作和學習打下基礎。
一、機械各專業畢業設計大綱
機械各專業畢業設計大綱要求大同小異,以下以機制專業為例進行闡述。
機制專業畢業設計大綱要求達到以下目標:
(1)培養綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能;提高分析解決實際問題的能力。
(2)接受工程師必須的綜合訓練,提高實際工作能力。這些實際工作能力包括調查研究、查閱文獻和收集資料并分析的能力;專業外文資料閱讀和翻譯的能力;理論分析的能力;制訂設計或試驗方案的能力;設計、計算和繪圖的能力;實驗、研究能力;計算機應用能力;技術經濟分析和組織工作能力;總結提高、撰寫論文和設計說明書的能力等等。
(3)檢驗學生綜合素質與實踐能力是學生畢業及學位資格認證的重要依據(16周15個學分,占總學分的7.4%)。
(4)培養學生的創新能力和團隊精神,樹立良好的學術思想和工作作風。
二、影響畢業設計(論文)的學風因素
自評估和更名之后,機械與汽車工程學院畢業設計的過程管理和要求都上了一個很高的臺階,從審題、過程監督到評閱、答辯、成績評定循序漸進,一人一題的模式讓更多有特長的學生得到最大程度的發揮,也給畢業后不同去向的學生提供了寬泛的課題選擇空間,為提前進入工作狀態或進一步深造提供了良好的訓練平臺。雖然如此,畢業設計中反映出來的問題也很多,如題目難易程度的合理性、題目的針對性、遇到問題學生心氣浮躁、不能踏踏實實解決問題而過分依賴網絡、老師監督輔導程度常常不到位、對提交成果的評判隨意性大、沒有統一的、相對明確的標準等等,這些問題表現在學生,而根源于教學管理和老師。老師的責任心決定學生的學習態度,老師的治學水平影響學生的習得能力,要把好畢業設計這一關需要一套完整的治學方略,才能形成良好的學習風氣。
在學校,學風的定義就是學習風氣,就是學校師生員工在治學精神、治學態度和治學方法等方面的風格。學風是凝聚在教與學過程中的精神動力,它依不同特點的學校表現出獨有的特色和豐富的內涵,并通過學校全體成員的意志與行動,逐步地形成和固化,成為一種傳統和風格。這些傳統和風格對學生的成長起著重大的作用,對學校的發展和建設產生深遠的影響。一般意義上來說,影響學校學風的關鍵因素是學生、教師、學校環境、家庭和社會因素,其中學校環境、家庭因素和社會大氣候我們無法左右,所以只能從自身做起,以身試教,做一個稱職的老師。
畢業設計過程是老師和學生近距離一對一授課的過程,教師的工作是如何傳播知識,如何能讓學生很有效的接受知識。這個傳播過程并沒有很深奧的理論,但敬業是首要的,一定的基本技能是必須具備的。對畢業設計的任課老師來說,要達到畢業設計大綱規定的目標,老師必須具備以下基本職業技能:
(1)具備課題所涉及到的基礎理論、基本知識和基本技能;具備解決實際問題的能力。
(2)熟悉交給學生的課題,掌握課題的難易程度和完成的方法,懂得如何培養學生調查研究、查閱文獻和收集資料的能力;督促學生閱讀和翻譯與課題有關的外文資料;指導學生對課題進行理論分析、設計和計算;幫助學生制訂設計或試驗方案;強化學生對課題進行技術經濟分析的意識;總結提高、撰寫論文和設計說明書的能力等等。
(3)具備良好的學術思想和工作作風,懂得如何培養學生的創新能力和團隊精神。
上述要求不僅有專業知識方面的,也有做人做事方面的,所以要帶好畢業設計,老師只有具備深厚的三基基礎、系統的專業知識、時刻關注專業的發展方向才能很好地引導學生掌握扎實的基本功,培養學生濃厚的專業興趣,向更高的目標努力。不僅在專業上要堅持教中學、學中教,不斷進取,還要在做人方面為學生樹立榜樣。孔子曰:“其身正,不令而行;其身不正,雖令不從。”學生總是把老師看作學習、模仿的對象。葉圣陶先生也曾說:“千教萬教,教人學真;千學萬學,學做真人。”但是為師者不“真”,又怎能讓學生學“真”?所以老師高尚的人格、整潔的儀表、和藹的態度、豐富的學識、博大的胸懷、率先垂范、做出表率才能保證教書育人的實效,學生才會“親其師,信其道”,進而“樂其道”,良好的學風就會在這種互動中形成。
三、畢業設計教學過程中的治學方略
按詞典的解釋,治學就是研究學問,方略就是全盤的計劃和策略,研究如何帶好畢業設計,為學生上好最后一堂課而制訂的計劃和策略就是畢業設計教學過程中的治學方略。根據自己的親身經歷,結合安徽工程大學畢業設計現狀,建議對畢業實習及畢業設計采取一些方略,具體包括兩個方面。
1.畢業實習
畢業實習作為畢業設計中的一個環節,是經過很多學校考證了的,在各方條件具備的情況下,在一個理想的實習場所經過一段時間的實習是非常必要的。畢業實習的主要目的是培養學生的實踐能力、培養學生理論聯系實際的能力。有人說書本上的理論是沒有用的,實際工作中一點也用不到。事實情況絕非如此。筆者和企業打交道20多年,設計的產品有發動機、臥式帶鋸機、農用機械還有工裝夾具,最后落腳在防腐泵產品的研究中,到目前為止設計了幾十個規格的產品都在使用中,還有的產品出口國外,最早的產品在線使用近20年了。這些產品的設計沒有哪一個尺寸不需要計算,沒有哪一個結構不需要找理論依據,只有在同類型產品不同規格系列化或者在仿制別人產品時才參照成熟產品的結構和尺寸做相應的放大、縮小或原樣測繪,即使如此這也只是一條捷徑,并不是設計產品正常的程序,一旦產品有質量問題就必須回歸正常的設計程序查找原因,正常的設計程序必須要用到理論計算,而課堂上講授的都是各學科的經典都是各種機械產品設計計算的基礎。書本如何結合實際,關鍵就在如何把實際工程問題提煉出來,變成作業里面的已知條件,這不是一個單純的理論問題或是一個實踐問題,而是需要用系統專業的眼觀觀察實際的事物,需要在一定理論的基礎上思考總結,最后找出理論公式與實際問題之間的結合點,把一些影響不大的因素忽略掉,把理論計算公式的假定條件作為計算結果的誤差來源,最后用系數進行補償,如此就很好地將理論和實踐結合起來了。因此要想很好地運用理論就必須學到一定的程度,厚積才能薄發。同時,也必須具備一定的實踐知識,才能找出實際問題的關鍵點,而畢業實習正好是一個機會,為學生增加感性認識提供了平臺,所以畢業實習是非常重要的環節。另外,通過畢業實習還能增強學生適應社會的能力和增強就業競爭力,也能加深了解社會對本專業的需要,培養獨立進行資料收集和解決問題的能力,并開闊眼界及思路,為畢業設計收集資料及醞釀設計方案,也為今后的工作積累經驗。而目前缺少理想的實習基地,沒有真正意義上實施這一過程,其中的原因很多,如果單方面依靠老師尋找實習基地,會涉及到學生安全問題、經費問題、企業的認可度等等,目前還有相當大的難度,需要學院和老師各方努力。
2.畢業設計
目前我院還沒有完整的關于畢業設計課題內容的的具體要求和驗收標準。筆者結合其他學校的經驗,將幾種類型的畢業設計內容和要求總結如下:
(1)機械制造工藝工裝及設備設計方面的課題。
1)以機械制造工藝規程設計為主的課題,應提交:工藝路線和工藝卡;各工藝卡上必須按要求完整填寫相關工藝參數,比如機床、量具和刀具的選擇、切削速度、切削量的規定等內容;必要的工裝圖;畢業論文按學校規定的格式和字數撰寫,其中必須有關于誤差分析的內容。
2)以機械設備設計為主的題目,應提交:完整的設備結構總圖和全部非標準零件圖;畢業論文按學校規定的格式和字數撰寫,其中必須有設備結構設計的詳細計算過程。
畢業設計中圖紙的要求:圖紙大小在能清楚反映設備結構的情況下選擇最小的標準圖幅打印,標題欄明細表按國家標準規定的格式填寫,不可再用課程設計的簡易標題欄和明細表;總圖上必須標注必要的尺寸,技術要求可根據情況確定是否需要填寫;設備上所有非標準零件都必須要畫零件圖(標準件如螺栓、軸承等能在專業商店購買,只要有型號就行,不需要畫圖),零件圖圖幅和標題欄要求同上,零件圖上要合理標注尺寸、公差、粗糙度,技術要求可根據情況確定是否需要填寫。
(2)模具設計方面的課題。
1)沖壓模設計:應是具有三工位以上連續模,或將三種以上簡單工序進行復合的模具。
2)注塑模具設計:應是含有側抽芯機構的中等以上復雜程度模具。
3)模具工作部分尺寸及公差應進行詳細設計計算。
4)模具典型零件的選材及熱處理工藝路線分析。
5)設計中典型零件應編制零件制造工藝規程卡片(該內容可根據學生的情況刪減)。
6)應用模具CAD軟件設計的,應該對模具結構進行三維剖析,并有模具開合結構圖。
7)必要時對設計方案和設計結果進行經濟分析和環保分析。
提交結果包含:有完整的總裝配圖和所有非標零件的零件圖。圖紙內容和格式要求同(1);一份1萬字以上的設計計算說明書或論文,論文里應有不少于3000字的文獻綜述和上面3)、4)、5)部分的內容。
(3)仿真、軟件設計和實驗研究類畢業設計內容及要求。以仿真為主的課題,必須提交仿真結果分析報告;以軟件設計為主的課題必須通過程序驗收,內容應符合軟件工程規范,還應包括需求分析、總體設計、詳細設計與編碼、測試等全過程;實驗研究類課題學生要完成一個完整的實驗(包括調研、方案設計與決策、實驗方法與過程、實驗數據處理、實驗結論等的全過程),取得足夠的實驗數據。實驗要有探索性,而不是簡單重復已有的工作。上述三類畢業設計工作量應至少完成1.2萬字以上的設計計算說明書或論文。論文應包括3000字的文獻綜述、實驗分析研究與結論等內容。
四、結束語
機械專業畢業設計(論文)是本科教學中最后一項教學內容,也是最重要的實踐性教學環節,是各教學環節的繼續深化和檢驗,其實踐性和綜合性是其他教學環節所不能替代,并對學風建設及治學方略產生重要影響。
參考文獻:
[1]唐鈴鳳,王幼民.應用型本科機械設計制造及其自動化專業畢業設計(論文)選題標準研究[J].科教研究,2010,(4).
畢業設計是大學生在校期間一次系統、全面的綜合性實踐教學環節,通過畢業設計培養學生建立正確的設計思想和實事求是的工作作風,學會綜合運用所學專業知識和專業技能去分析和解決工程技術實際問題,從而提高學生的專業素質和職業能力[1]。高職院校面對的是形象思維強于邏輯思維的學生,培養的是“基礎理論夠用、專業知識適用、職業技能有用”的實際動手操作能力較強的應用技術型人才。怎樣才能更好的讓學生完成好這個環節的實踐教學,汕尾職業技術學院應用電子技術專業采取了簡化理論研究和分析,以實物制作來優化畢業設計不足的實踐教學方式。
一.以往畢業設計存在的問題
1.以往的畢業設計成為學校的難題
以往的畢業設計時間選擇在最后一個學期(即第6學期),而在這個時間里學生在企業頂崗實習中度過,一部分學生一旦認為崗位適合自己就忙于工作急于表現自己,鞏固崗位位置;而另一部分學生覺得崗位不適合自己則忙于在職場上競爭不斷地選擇新的崗位。在這種情況下他們沒有心思做畢業設計,也很少有時間查閱資料,定期向指導老師匯報畢業設計,更不用說定期回學校與指導老師見面溝通解決畢業設計中存在的問題,因而難于保證畢業設計的質量。為了完成高職院校課程設置中的重要實踐教學環節畢業設計,又不影響學生的畢業和就業,畢業設計只能流于形式,得過且過,走個過場而了事。因此,如何解決畢業設計與學生畢業、就業的矛盾就成為學校面臨的一個難題。
2.以往的畢業設計成為學生的負擔
高職院校的學生理論水平要求不高,重在實踐。雖說他們在學校、企業的實踐教學中得到一定的訓練,掌握了一定的專業知識和技能,要是在企業實習中選擇適合自己的畢業設計題目還是有很大困難的,即使是選擇了題目,也會出現很多無法解決的實際問題,又得不到老師的及時指導,學生很無奈;或者有的學生選擇了題目后,到網上摘錄,將別人的設計改頭換面成為自己的,出現了理論不通、知識混淆、邏輯不順等問題;或者有的學生的畢業設計從理論上看起來沒有什么問題,但元器件選擇是否合適、工藝是否合理、能否成為實際電子產品,沒有實物得不到證實。怎樣才能找到合適的畢業設計課題,減輕畢業生的心理負擔,是學生迫切希望解決的問題。
3.以往的畢業設計成為老師的心結
指導畢業設計是高校老師的職責和義務[2],但以往由于學生失控往往使指導老師大傷腦筋。一方面老師要考慮到學生的畢業率、就業率,另一方面還要注意畢業設計的科學系、規范性、嚴肅性,還要應付學生從企業帶來的種類繁多的各式各類題目,又要完成指導學生畢業設計任務,于是多數老師名義上是指導者,實際上變成了學生畢業設計的參與者。因此,很多老師只要可能都不愿意接受指導畢業設計的任務,這就成了老師心理上的一結。
二.畢業設計設置思路
(一)畢業設計時間的設置
改變傳統的畢業設計時間,將畢業設計啟動時間提前到學生在校期間的第5學期中后段。學生在專業教師或企業工程技術人員已擬定的若干個畢業設計課題方向中,根據個人的實際出發選擇適合自己的畢業設計題目和指導老師,并在指導老師的系統指導下,查閱資料完成畢業設計的雛形。在最后一個學期的企業頂崗實習期間,根據所選題目要求,結合個人實際能力和企業實際生產情況,在指導老師和企業專業技術員的幫助下先制作成實物,再依據實物撰寫出畢業設計報告書等相關材料,并進行畢業設計答辯。這樣學生的畢業設計既有了理論根基,又有自己制作的活生生的實物,就成了一個有血有肉的畢業設計。
(二)畢業設計題目的設置
畢業設計是整個在校學習環節的總結,是為畢業畫上的最后一個句號,因此畢業設計是本專業的基本技能和崗位能力的匯總[3]。在設置畢業設計題目的時候以行動導向為新的理念,從實際出發確定畢業設計教學計劃,由專業教師提出和擬定畢業設計課題方向,學生自主選擇適合自己的題目。
1.設置崗位能力提高型畢業設計課題
這種畢業設計課題是由在企業實際干過對企業比較了解、或以往帶隊實習過、或將要帶隊實習的老師和企業技術人員,根據本專業的實際崗位技能要求和職業能力要求,結合校企合作企業實際擬訂的各類題目。要求學生在學校完成的一部分理論設計雛形的基礎上,在實習企業進一步加工、整形,根據本企業實際出發制作成實物,并依據該實物完成畢業設計。如電子產品生產制造企業中的“電子產品質量檢驗文件”這種實物的制作或“電子產品生產管理文件”這種實物的制作等,再根據文件實物撰寫出畢業設計報告書等設計材料,并進行畢業設計答辯。這類畢業設計題目比較適合由學校或系里統一安排在校企合作實訓基地實習的畢業生選擇,由頂崗實習指導老師和企業工程技術員合作指導。
2.設置改造與創新新電路、新產品型畢業設計課題
這種畢業設計課題是由實踐教學及實際動手能力比較強的專業教師擬訂的各類題目。它是以革新為突破口,用現成、完整的實際電路或實際小電子產品為參考,在其中找出革新點進行改造。經改造的新電路以節能、省元件、加大功能、產生新功能、更加方便為擴展方向。組織指導老師引導學生在原電路或原產品的基礎上,利用計算機仿真等現代科學輔助工具,設計出新的、科學的、實用的、可行的新電路,并制作成實物或模擬實物。畢業生根據實物撰寫出畢業設計報告書等設計材料,并進行畢業設計答辯。這樣學生以自己制作的實物為行動導向去完成畢業設計,其目的性強、任務明確、有極高的熱情和主動性。
3.設置大學生技能競賽型畢業設計課題
這種畢業設計課題是由指導參加過各種類型大學生競賽的老師擬訂的各類題目。它是依據往年大學生的職業技能大賽等比賽題目中提煉出來的。要求學生按比賽要求為基點,結合本專業的主要技能和能力,在完成實際比賽任務的基礎上制作實物或完成實際比賽內容,再根據實物和實際比賽內容撰寫出畢業設計報告書等設計材料,并進行畢業設計答辯。這類畢業設計題目比較適合曾參加過各種大學生競賽的畢業生選擇。
這樣先設置形式多樣的畢業設計題目方向,由學生根據個人的興趣或愛好選擇自己能力范圍的具體題目和指導老師,將在畢業設計中不好解決的難題分散開來,學生的畢業設計就有方向、有目標,指導老師心里有數、指導到位。
三.畢業設計的組織和實施
畢業設計的組織管理工作是順利完成畢業設計工作的保障,我們按照畢業設計的準備工作、畢業設計題目選擇、畢業設計中段檢查、畢業設計的驗收和公開答辯、畢業設計成績評定等環節隨時跟進管理。
第一,要做好充分合理的組織實施計劃,安排行之有效的畢業設計工作日程,規范畢業設計報告書等材料的撰寫格式標準,提出本屆畢業設計的總體要求和畢業設計答辯方案。組織專業教師及企業技術人員擬訂畢業設計課題,并對課題進行審核、篩選,進一步確定適合制作實物的畢業設計課題。第二,開設畢業設計課題宣講報告課,讓每位指導老師介紹擬定的課題要求和所要達到的目標,學生在此基礎上,根據自己的興趣、能力及實習等實際情況自由的選擇課題和指導老師。第三,學生選擇好課題和指導老師后,接受指導老師下達的畢業設計任務,根據任務制訂出自己的畢業設計進度表和任務書,在指導老師的引導下針對課題有目的、有計劃的進行調研、收集參考資料、查閱相關文獻。在學生還未頂崗實習前完成畢業設計的雛形,然后學生帶著實際問題到頂崗實習的企業進一步完善自己的畢業設計。在這一階段特別加強組織和檢查工作,督促指導老師緊密跟蹤學生,檢查學生畢業設計準備是否充分、接收的任務是否明確、選題是否合適、學生設計工作量是否適當、是否適合學生他本人等。有問題及時解決和調整,做好指導服務工作,并采用指導老師碰頭會、匯報會、階段總結會等各種形式及時反饋畢業設計實際落實情況和畢業設計完成進度的實際情況。最后收集學生制作的實物、畢業設計報告書、畢業設計答辯PPT等,驗收并進行公開答辯。其畢業設計成績構成為:實物產品滿分40分;畢業設計報告書滿分40分;公開答辯成績20分。
四.取得的成效
以實物制作優化畢業設計就是讓學生在自己制作的實物基礎上完成畢業設計。學生在制作實物過程中,哪怕是很小的實際產品,要經歷各式各樣的難題。他們要親自動手制作,并解決出現的問題,就必須掌握所涉及到的專業知識。要成功制作具有革新的創新產品必須要對本產品的工作原理理解的非常透徹、設計的非常準確,同時具有熟練的動手能力和專業技能。這樣做出來的畢業設計從理論到實踐得到了充分的結合,使我們的學生學有所用、學有所得、學有成效、學用結合,做到了“做中學、學中做”真正符合職業院校辦學特點,突出了職業技術教育理念。
與以往的畢業設計比較,這樣設置畢業設計,對于指導老師來說達到了心中有數,指導到位,得心應手,可指導出較高質量的畢業設計,打消了心里難題,得到一定程度的鍛煉和經驗積累,也為自己撰寫論文、申請課題積累了素材,因而愿意接受畢業設計指導工作。對于學生來講畢業設計的任務明確,目標定位準確,可根據自己的實際能力選擇題目完成畢業設計任務,打消了對畢業設計的神秘感和恐懼感,其畢業設計的積極主動性大大提高,能夠完成較高質量的畢業設計。這樣真正體現了以教師或工程技術員為主導,以學生為主體的職業教育理念。培養了學生綜合運用所學知識及技能分析、解決專業范圍內的一般工程技術問題的能力;培養學生建立正確的創新改造思想,掌握工程設計的一般程序、規范和方法[4]。通過這樣的畢業設計學生進一步鞏固、擴大、深化基礎知識和基本技能,從而實現由一名學生向工程技術人員的過度,走向工作崗位、適應社會需要做好技術儲備,為社會提供合格的工程技術應用型人才。
經過幾年的實踐取得了一定的成績,但還有很大的不足。一是,更加緊密的與企業掛鉤,更多的在企業實際工作崗位上提煉出相關職業能力和技能提高方面的題目,這就要求指導老師深入企業實際與企業工程技術人員相結合擬出更加符合職業教育特點的題目。二是提高電子產品技術改造的成分,技術革新和創新思維不是一是一招就能產生的,這就要求指導老師平日里多積累實用的小電子產品或實際實用的電子產品電路,建立創新改造思路,多在實際生活和企業中積累且提煉成題目。同時在平時的專業教學中不斷地灌輸和引導學生建立創新、改造、革新的改革新思想。
學生經過基礎課、專業基礎課、專業課的學習之后,最后一個也是最重要的一個教學環節便是畢業設計或論文(以后統稱畢業設計)。畢業設計期間,在教師指導下,學生通過一個綜合性課題,經查閱文獻、確定方向、制訂方案到方案實施,最后得出一個有意義的理論或實驗結果,這便是畢業設計的基本內容。針對畢業設計的幾個環節,若運用得當,把握得好,保質保量完成,無論是教師或是學生本人都會受益匪淺。從近幾年來的教學實踐表明,搞好畢業設計需要處理好如下幾個問題:
1 選題
選題是畢業設計的第一步。畢業設計題目通常由指導教師選定,系審批;然后匿名公布給學生,學生根據自身情況,自由選擇填報志愿;最后依據學生志愿將題目分配給學生。從近年來的統計結果看,題目類型主要有國家、省部級縱向課題以及某些橫向課題,少部分是教師本人自定。無論哪個課題,教師事先都進行了大量的調查研究,查閱了大量文獻,課題的研究意義是不容置疑的;除此之外,畢業設計題目還存在一個難度問題,學生的好惡問題、工作量問題。
廣義上講,一個計算機軟件的編制、一套機械裝置的設計、圖紙繪制及加工制造、一個控制過程的籌劃等都可作為設計課題。完成這些課題要走最短路徑,要最少的花費,要達到一定的水平,還要有一定的效益。因此,設計本身是一項艱苦的創造性勞動,完成設計遇到困難是必然的,但關鍵是有戰勝困難的勇氣。如在電路設計中,電子的流動是看不見的,需要抽象思維,遇到困難,學生容易產生畏縮情緒,進而不感興趣、最終影響設計質量。指導教師在這方面應予充分注意,要從基礎做起:第一步是使學生充分認識各種電子器件的結構、功能原理、應用范圍,并與學生一起搭接實驗電路,使學生從書本中的理論知識在短時間內過渡到實踐中去,一旦學生入了門,便會提高學習的主動性,進而提高設計質量。
2 工作量確定
提高畢業設計質量首先要保證學生畢業設計要有一定的工作量。畢業設計工作量受兩個方面的制約:其一是要求學生在研究成果上有所創新,這對于本科生來講屬較高要求,有一定難度;其二是要求學生受到綜合性訓練,這一點可以、也必須保證。
經驗表明,工作量的多少受到課題類型、學生素質以及工作態度的影響,其評定方法以感覺為準也欠科學。例如,一個學生搞機械設計,設計了一套圖紙,另一個學生編制一個計算機程序,對同一個教師而言,工作量的大小容易比較;但對于兩個教師而言,卻難以區別優劣,很可能都認為自己的學生比對方的工作量大。造成這種情況出現的主要原因是不太十分清楚對方的工作。因此,關于工作量的大小問題還是指導教師比較清楚自己所帶的學生。
學生的工作態度也影響到畢業設計工作量的大小。如有的學生就業單位久拖不決,差的不愿去,好的又進不去,其間找工作占用時間太多,進行畢業設計的時間大大減少。可想而知,這些學生等到答辯時,工作量明顯偏低,連像樣的設計圖紙都拿不出來,最后靠加班加點,同學幫忙,草率過關。抱著這種態度搞畢業設計,其質量可想而知。
另外,有些學生設計態度較好,只是基礎較差,一定程度上影響到工作量的多少;另一些學生對于某些高度抽象的課題無從著手,或是經過一段時間后確實不適合該課題,這時指導教師應及時更改成適合學生特長的專業設計題目,最大限度地讓學生得到鍛煉,保證畢業設計工作量。
3 成績評定
畢業設計結束后要進行學生成績評定。評定成績的目的是找出差距、總結經驗、不斷改進,這是一個必然的要求,也是教師和學生共同關心的。評定內容之一是平時成績。主要看學生平時的工作態度,是否有曠課、遲到以及與教師、同學間的合作情況等,一般由指導教師完成;但指導教師給自己的學生打分往往會出現就高不就低的情況。評定內容之二是論文成績。學生把設計工作結果用論文的形式表達出來并提出自己的見解,其優劣可以代表設計水平。論文評定需同行專家主審,若局限在一個系內部則很難達到預期目的;但若聘請外單位專家又受時間、費用等諸多因素的限制。評定內容之三是答辯成績。學生通過講解自己的任務來源、設計思路、設計過程、實驗結果及結論等,接受答辯小組的提問,最后由答辯小組進行評定,結果會較準確;若小組成員太少,有時會出現較大偏差;答辯時某些不適當的提問也會影響成績評定的客觀性。
關鍵詞:學科競賽;畢業設計;實踐教學;大慶師范學院
普通本科院校人才培養向應用技術型轉型就是培養實踐應用能力強、具有創新意識和創新思維的應用技術型和創新型人才。畢業設計因其具有較強的實踐性、綜合性、設計性和創新性,成為普通本科高校應用技術型人才培養的重要實踐教學環節。近年來,本科畢業設計在具體實施過程中出現了許多問題,嚴重影響畢業設計的質量,沒有達到提高學生創新能力和鍛煉綜合應用能力的預期。那么,結合當前高等教育鼓勵大學生參加學科競賽和支持大學生創新創業訓練的形勢以及院校自身特點,提出將學科競賽與畢業設計相結合的思路,來提高畢業設計的質量。
一、學科競賽現狀分析
近幾年,在國家政策支持和注重學生創新能力培養的大背景下,學科競賽得到了長足的發展,利用業余時間,根據學生的興趣和愛好,結合相關專業知識,對學生的創新思維、實踐操作和綜合應用等能力進行培養,將有利于學科競賽在學校培養學生中成為有效的載體,通過這樣的方式能夠使學生在創新能力和思維、解決問題、團隊協作和實踐動手等方面都得到很大提高。目前,高校越來越重視學科競賽,同時學科競賽也得到了社會的認可,尤其是各類省級和國家級的學科競賽更是得到了高校和社會的關注。大慶師范學院計算機科學與信息技術學院根據自身的辦學理念和辦學定位,選擇一些適合學生人才培養的學科競賽,例如大學生ACM程序設計競賽(黑龍江省和東北地區)、“藍橋杯”軟件設計大賽、黑龍江省“互聯網+”大學生創新創業大賽、全國高校物聯網應用創新大賽、大學生服務外包創新創業大賽等。通過組織學生參加學科競賽,帶動了學生學習的積極性,培養了學生的自學能力和應用創新能力,在比賽過程中開拓學生視野、促進學生學習興趣、激勵了學生的求知欲和探索創新精神。
二、畢業設計存在的問題
畢業設計是檢驗大學生知識掌握水平、綜合所學知識解決實際應用的能力和獨立思考自主創新能力等情況。然而近幾年畢業設計卻出現了很多問題,嚴重影響了畢業設計質量,使得畢業設計難以達到預期效果,對提高學生的實際應用能力和創新能力的培養均有影響。究其原因,主要有以下幾個方面:(一)時間緊,任務重畢業設計需要完成選擇題目、需求分析、系統設計、系統編碼(功能實現)等系統開發的全過程,然后再根據畢業設計進行總結整理出畢業論文,最后對畢業設計進行答辯。畢業設計從選題到畢業論文的撰寫以及畢業答辯的總時間為八周,相對來說時間緊迫、任務繁重。(二)精力分散,疏于管理畢業設計通常安排在第八學期,此時學生正面臨畢業,一是工作沒著落的,忙于找工作,根本靜不下心來認真對待畢業設計;二是找到工作的,剛剛進入職場,認為工作對于現階段的他們來說更加重要,正努力在工作中好好表現,不重視畢業設計,用于畢業設計的精力有限;三是考上研究生的學生忙于面試等,在思想意識上也不重視本科的畢業設計。學生忙于求職面試或忙于工作,很難集中在學校進行畢業設計相關工作,遇到問題難及時與指導教師溝通,導致指導教師疏于全過程管理與監控。(三)生師比不足,師資力量薄弱高校擴招以來,生師比嚴重不足,教師除了畢業設計,還有正常的教學任務和教研科研任務,有的老師還忙于指導學生學科競賽、大學生創新創業訓練項目等第二課堂工作,一名指導教師需要指導多名學生的畢業設計,造成教師對畢業設計投入的精力不夠,導致師資力量薄弱。(四)選題困難,缺少創新每年都有幾百名學生進行畢業設計,畢業設計要求題目不能重復,必須一人一題,造成畢業設計選題困難。經過多年的畢業設計工作,再加上教師科研課題不足于畢業設計的選題,造成選題很難有突破,有些題目都是學生或老師設想出來的,缺乏實際應用價值,與實際應用脫節,目標不明確,應付了事,缺少創新。另外,近幾年來網上抄襲現象比較嚴重,還出現了對往年的畢業設計進行簡單修改的現象。
三、畢業設計與學科競賽融合
(一)采用循序漸進的培養思路,在時間上將畢業設計前移畢業設計可以在大一到大二期間開始組織篩選對學科競賽感興趣的學生,參加基礎技能班、興趣班或者選修班進行培養[1]。待學生基本技能掌握之后,組織和指導學生針對學科競賽進行專項訓練,然后根據學生情況進行學科競賽組隊。采用實驗室開放形式,對學生進行相關基礎知識和基本能力培養,然后分階段對學生進行專題訓練,每一階段都有相應的檢測機制,循序漸進地對知識進行加深和拓展,同時指導學生自學,加強培養學生自學能力、獨立思考能力和團隊合作能力。這樣也為畢業設計工作做好前期準備,相當于將畢業設計的時間進行了前移。(二)結合學科競賽成果,擬定畢業設計題目通過前期的訓練和準備,加強學生團隊協作和創新思想的培養,對于熱衷參加學科競賽的學生開展一些具有創新性、更貼近實際生產應用的項目進行邊訓練邊提高,通過競賽任務發現問題、解決問題,增強探究的主動性和研究的可行性[2]。學生在畢業設計開始時,根據畢業設計的相關要求,整合學科競賽成果或進行相應拓展,擬定畢業設計題目。學生也可以深度思考學科競賽成果,探尋新思路、新觀點和新內容,將學科競賽成果再提升一個層次,做成畢業設計。(三)強化管理和監管,避免畢業設計流于形式通過學科競賽來融合畢業設計,實際上也是指導教師提前與自己指導的學生開展溝通和交流,提前對學生進行有效的管理和指導。此時學生精力比較集中,就業考研壓力小,業余時間能全身心地投入學科競賽,學習興趣也濃厚,并樂于與指導教師溝通,指導教師對所帶的學生有較充足的時間進行定期檢查和指導,利于過程監管。教師還可以組織所指導的學生們定期進行交流,共同探討他們的設計思想、創新點和遇到的關鍵問題,在融洽的氛圍中加強了溝通,完善設計。1.組織管理要規范合理,制定師生公約。對學生和指導教師都進行詳盡的約定,細化階段性任務檢查和指導,做好階段性檢查和指導記錄。指導教師要做到專業知識雄厚、責任心強、嚴于自律、工作積極主動性高[3]。2.考核制度要嚴格,任務要具體明確。由指導教師和學生共同商定初步的設計方案,注重設計的內容、創新和實際應用價值,工作量一定要達到畢業設計要求,做好計劃和時間安排。3.采用定期匯報和不定期抽查相結合的方式。指導教師和畢業設計負責人同時對學生的畢業設計進度情況進行監管,并配合中期檢查,對存在的問題及時進行處理,保障畢業設計順利完成。(四)精英培養,以點帶面由于教學條件、師資力量和教學資源等條件的限制,學科競賽通常實行必要的選拔機制,指導教師優選參加的學生,使得大多數學生無緣參加省級及以上的學科競賽。為了讓大多數學生能夠得到綜合專業知識鍛煉的機會,可以考慮充分發揮優秀學生的模范帶頭作用,以課外科研小組或興趣小組的形式,組織校級或學院級的學科競賽,發揮模范帶頭作用,達到以點帶面[1][4],擴大應用技術型和創新型人才培養,使學科競賽的覆蓋面擴大。這些參加校級或學院級的學科競賽好的作品依然可以申請代替畢業設計。畢業設計與學科競賽融合過程見圖1所示.
四、結語
關鍵詞:高職;計算機專業;畢業設計
畢業設計是高校教學計劃中,完成人才培養目標最后一項綜合性實踐教學環節,是理論與實踐相結合、考察學生綜合運用所學專業知識和技能的主要手段,對以主要培養技術應用型人才的高職計算機專業來說,畢業設計更是對學生綜合素質、實踐能力、創新意識和分析、解決問題能力進行綜合訓練的一個重要過程。同時畢業設計的質量,在很大程度上會直接反映出高職院校教學管理、師資力量和人才培養質量的整體水平。因此,提高畢業設計的質量,對增強學生的就業能力、提升學校教學水平都具有重要意義。本文主要是從指導教師的角度,對如何提高畢業設計教學質量,提出幾點探討意見。
一 、深化實踐教學改革,為學生畢業設計夯實基礎
畢業設計作為高職教學計劃中最后一個教學環節,是對學生前期的基礎理論學習、基本技能訓練,以及前期養成的分析問題的能力、實踐動手能力的一次綜合檢驗。知識和能力來自于平時的積累,因此,要提高畢業設計的質量,必須從根本做起,通過深化教學改革,尤其是加大實踐教學改革力度,注重對人才綜合素質的培養。
計算機專業的相關課程的實踐教學,與畢業設計工作息息相關,因此在日常教學中,教師就要從改革實踐教學環節入手,認真搞好案例教學、項目實訓和課程設計。要通過精心設計實訓內容,在訓練中有意識地體現系統設計和項目工程化思想,模擬軟件企業的項目開發流程,讓學生開展如需求分析、概要設計、詳細設計、開發工具選擇、編碼、測試直至提交項目結果和必備文擋等系列開發訓練,以逐步培養學生的知識整合能力和技術應用能力。
同時,院、系還可以通過組織開展各類計算機學科技能操作比賽、程序設計竟賽和各種興趣小組等課外創新實踐活動,來激發學生的專業興趣,擴展知識內容和展開想象空間,讓他們通過這些活動,盡早掌握一些資料查詢、項目規劃設計、技術方案準備等基本研究方法,從而為做好畢業設計打下基礎。
二 、實行課題雙向選擇,指導學生合理選題
對于學生來說,其課題選擇得當與否,對畢業設計的順利完成是非常重要的。因此,在指導學生選題中,如何體現出對學生特長和興趣的發揮,體現出對其潛在的創新能力的挖掘和培養,從而幫助他們能選擇一個適合自己能力和興趣的題目,是保證畢業設計質量的一項基礎工作。
首先,選題的方式,應從以往先由教師定好題目,再由學生選擇的單一方式,轉為師生雙向選擇過程。學生開展畢業設計選題,可以采取由教師命題,這些題目大多從教師研究的項目和熟悉的領域中篩選而來,由學生選擇;也可以由學生根據自身的專長和興趣自擬題目,經審報由教師幫助審定;對進入實習單位的學生,對他們結合所在單位的工程實際自己提出的選題,應予鼓勵并積極指導。
其次,不論采取哪種選題方式,指導教師都要主動參與,以適時給予合理選題的指導。例如,在選題中有的學生單憑個人興趣和愛好,沒有考慮題目的大小、難度和可操作性,教師應在肯定其興趣的同時,適時引導其修正或更換選題,以做到切實可行,要盡量選擇那些與工程實際相結合、與社會經濟發展需求相聯系、能反映計算機發展的應用型課題。對于選定的題目相對復雜,系統模塊較多,編程工作量較大,個人單獨難以在規定時間完成設計的,教師應建議由幾名學生分工合作完成,但要明確每人應承擔的任務,以便于合理評定個人的成績;對于少數基礎相對薄弱的學生,教師可建議其題目定的小一些,以便于集中精力抓住重點,解決某一個具體問題;當然,對一些成績優秀的學生,可以鼓勵他們選擇有一定創新思維的題目,以充分發揮他們的潛力,以期在教師指導下設計出有較高質量的畢業實踐成果。另行,在開發工具選擇上,也要提醒學生注意選擇自己較為熟悉的。
最后,為適應當前的就業形勢,畢業設計題目應提前一個學期,以便讓學生能盡早地進入資料收集、方案調研等前期準備工作,從而為下一步能有較充足的時間,做好項目的設計、實現、論文撰寫等后續工作打下良好基礎。
三 、加強設計過程監控,做好設計進程中的啟發和指導
畢業設計工作是一個復雜的教學系統工程,要提高畢業設計質量,不單是只注重最終結果,過程的監控也非常關鍵。
指導教師要根據院、系有關管理規范,認真做好開題檢查和中期檢查工作,以掌握學生畢業設計的進展程度和階段性成果,要通過監督發現問題,并采取相應措施予以解決。
高職學生理論基礎和設計能力相對偏弱,在過程監控中,指導教師要針對這一特點,主動到學生中間進行交流、討論,也可參與一些整體設計思路的討論,并給予正確的指導,但不必涉及代碼實現的開發細節。例如,對于“銷售管理系統的設計與實現”這一課題的概要設計,教師可向學生提示一般管理信息系統的概要設計任務——主要包括系統設計、結構設計和數據庫系統設計,以此啟發學生通過獨立思考,用系統設計來確定系統的具體實施方案,用結構設計來確定軟件的模塊結構,用數據庫設計來建立數據文件的存取。
畢業設計是學生將所學專業知識,與項目工程實際相結合的實踐過程,其中難免會遇到一些棘手問題,諸如系統的功能劃分、模塊劃分等,這時指導教師應結合課題項目的業務需求的分析,并通過講解其它相關課題的模塊劃分過程,來啟發引導學生。比如在“銷售管理系統”這一課題開發中,學生經過教師的啟發后,就通過對公司銷售業務需求的分析,將系統劃分成為客戶信息模塊、產品信息模塊、銷售信息模塊和公共模塊等幾大部分,從而尋求到解決問題的方案。
在學生采用團隊開發的課題中,指導教師要注意幫助他們樹立良好的協作精神,引導他們在組長的協調下有序地分工協作。例如對于“銷售管理系統”的設計,可由四名同學合作完成,一名同學負責整體設計和公共模塊的開發,另外三人分別承擔客戶信息、產品信息和銷售信息的模塊開發。毎個同學既要獨立完成自己的任務,又要相互協調地注意模塊之間的銜接及預留接口等問題,以共同配合完成整個項目的開發。
四 、強化畢業設計的環節管理,為提高質量提供保障
畢 業設計教學工作是一項復雜而細致的工作,其中每個環節都需要教師和學生的密切配合,這就要求指導教師既要嚴格要求地做好每個環節的監督和指導,又要耐心地講究管理方法,充分調動他們做好畢業設計的主觀能動性。
首先,要幫助學生提高對畢業設計重要性的認識。鑒于在畢業設計期間,許多高職學生提前忙于求職應聘,造成思想波動,指導教師應主動配合院、系做好學生的思想工作,讓他們認識到畢業設計與找工作并不矛盾,做好畢業設計更能增長自己的才干;同時要熱心地幫助他們合理安排時間,正確處理好二者的關系,從而相得益彰地提高他們做好畢業設計的積極性。
其次,要控制住畢業設計的進度,指導學生合理分配時間。有的學生,習慣在設計工作的前半段拖拖拉拉,結果時間過半,還未入題,造成后期加班趕工,這樣勢必影響任務的按期完成和論文的質量,因此,教師應指導學生將主要時間分配在設計過程,定期檢查學生的設計進度,并督促其按計劃實施。
最后,在畢業設計的各個環節和階段,學生都有可能遇到相應的困難和問題,指導教師均應給予耐心解答和悉心輔導。
如在資料查詢階段,如何高效地獲取和篩選所需信息尤為重要,這時教師可以從文獻的分類、檢索方法、資料的篩選和利用等方面加以引導,并可側重介紹如何利用所查閱的文獻,來說明自己的選題是有意義的、是符合當前的研究方向的,或通過消化有關資料后開拓自己思路的。
在論文撰寫階段,有的同學寫作能力欠缺,對自己的設計成果不會總結,教師應幫助其了解一般論文撰寫的思路、方法以及學校規定的論文格式,并給予一定的參考文章。由于論文的寫作,需要具備充足的資料,教師應指導學生要注意收集好設計過程中的文擋、圖表、數據等,以便為論文的撰寫做好準備。對學生提交的論文初稿,教師應仔細審閱,提出攺進意見,并鼓勵學生在文章中突出自己的見解,盡量提煉出設計中的特色和創新點,以培養他們學術文章的寫作能力。
論文答辯是個嚴格的考核環節,為了讓學生取得較好的答辯效果,指導教師可以通過舉行預答辯方式,來鍛煉學生的表述能力,并通過提供演示平臺,讓學生現場展示其設計成果,從而增強他們面對正式答辯考評的自信心。
五 、結語
本文以指導教師的角度,從加大實踐教學改革力度、指導合理選題、做好設計過程中監控、啟發和指導、以及強化環節管理等方面,探討了改進畢業設計教學質量的措施。相信只要我們不斷增強責任感,努力從基礎抓起,不斷改進管理措施和創新指導方法,并注意在實踐中調動學生的主觀能動性,就一定能促進畢業設計質量不斷得到提高。
參考文獻:
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實踐教學在地理信息科學專業整個教學工作中占有十分重要的位置。通過各類課程實驗、課程設計、實習、科技活動等實踐教學途徑,構建較為完善的實踐教學體系,強化地理信息科學專業學生的應用能力。
1.GIS數據采集與獲取能力培養
(1)地形測量與數字成圖實習。地形測量與數字成圖實習在第三學期開設,時間為4周。實習的主要內容為大比例尺地形圖測繪練習,通過實習使學生熟練掌握全站儀、紅外測距儀、DS3水準儀、DJ6經緯儀的使用,掌握小地區控制測量的實施、地物地貌的測繪方法及利用電子平板進行數字地形圖成圖的基本技能,使學生熟練掌握地形測量各種儀器、工具的操作和使用方法;熟悉數字測圖的全過程,掌握地形測量的測、算、繪技能。(2)攝影測量實習。攝影測量實習在第五學期開設,時間為2周。實習的主要內容包括基于ASTER制作三維地形場景、基于SPOT異軌影像和航空像片制作三維地形場景,讓學生掌握PCI、ENVI、ARCGIS軟件的應用等能力。(3)房產與地籍測量實習。房產與地籍測量實習在第六學期開設,時間為1周。實習的主要內容為房地產分幅圖編繪、界址點測量與宗地面積計算以及房產面積測算,使學生了解房產與地籍測量的內容和工作流程。(4)GPS測量實習。GPS測量實習在第六學期開設,時間為1周。實習內容包括技術設計書的編寫、選點及標志埋設、外業觀測、內業解算,使學生掌握GPS衛星定位技術的基本原理、GPS接收機的基本操作知識,能夠利用GPS接收機進行實際作業,并能夠比較熟練地運用隨機軟件和網平差軟件進行GPS測量數據的處理與分析。(5)遙感原理與應用實習。遙感原理與應用實習在第六學期開設,時間為2周。實習針對一個具體的生產項目,按照遙感圖像處理規范完成遙感圖像的預處理、遙感圖像的增強處理、遙感圖像的分類、遙感成圖等工作,讓學生掌握ENVI軟件應用能力。(6)控制測量與工程測量實習。控制測量與工程測量實習在第七學期開設,時間為3周。實習的主要內容為控制測量野外作業的基本技能訓練,三、四等控制測量作業訓練,等級導線的作業訓練,GPS作業訓練,使學生熟悉控制測量外業觀測的基本技能和內業數據處理的方法與工程測量的基本方法。
2.GIS軟件操作與應用能力培養
(1)城市規劃原理課程設計。城市規劃原理課程設計在第二學期開設,時間為2周。課程設計內容為居住區詳細規劃設計,主要包含居住區道路、住宅、公建及綠化的具體平面布置情況。采用需求調研、方案構思、方案完善修改和機房上機相結合的方式,最終完成規劃平面圖和戶型平面2張圖紙。(2)GIS基礎實習。GIS基礎實習在第四學期開設,時間為4周。實習內容包括ArcGIS軟件的應用實習(地圖矢量化、市級行政區劃圖制作、空間分析、數據轉換及3D數據集成)以及MapGISk9的應用實習(校正影像圖、地形圖繪制、地形圖編輯、地形圖圖幅入庫),通過實習使學生熟練掌握GIS軟件主要模塊的使用。(3)城市GIS實習。城市GIS實習在第六學期開設,時間為2周。實習內容包括野外調查(實地調查獲取益陽市基礎地理城市數據庫所需的基礎地理圖件)和室內作業(建立基于GEODATABASE益陽市基礎地理城市數據庫、建立局部三維場景),使學生掌握城市GIS項目開發與管理的基本技能。
3.GIS設計與開發能力培養
(1)數據庫原理課程設計。數據庫原理課程設計在第三學期開設,時間為2周。課程設計共分八個項目,分別是學生管理系統、圖書館管理信息系統、賓館管理信息系統等。學生組成項目組,根據任務分組采用需求調研和機房上機相結合的方式,設計并實現基于數據庫的管理信息系統的各項功能。(2)數據結構課程設計。數據結構課程設計在第四學期開設,時間為2周。課程設計內容根據指導老師給定的數據結構設計題目進行選擇,通過數據結構綜合設計使學生能將所學的GIS理論、GIS軟件、GIS應用等進行綜合整理。(3)面向對象程序設計課程設計。面向對象程序設計課程設計在第五學期開設,時間為2周。課程設計內容包括圖書管理信息系統和學籍管理信息系統的設計和實現,五人一個小組,選擇一個題目,學生按照軟件過程的各個環節進行系統分析、設計、實現、集成、測試,鍛煉學生項目實施的能力。(4)WEBGIS實習。WEBGIS實習在第五學期開設,時間為3周。實習內容包括基于Web的管理信息系統實現以及ArcGISserverwebadf的應用,使得學生掌握WebGIS開發平臺及網站設計的基本流程,具有一定的WebGIS開發能力。(5)軟件工程實習。軟件工程實習在第六學期開設,時間為2周。實習包括完成軟件的需求分析、總體設計、詳細設計、原型軟件設計與實現、軟件測試、提交等內容,使得學生掌握GIS軟件設計、編程、測試及維護的實用技術方法,按照GIS軟件工程的要求進行實際軟件項目的開發。(6)GIS二次開發實習。GIS二次開發實習在第七學期開設,時間為3周。實習內容為運用所學知識采用接口編程的技術和軟件開發的思維方式開發一個管理信息系統或其他應用系統,系統內容結合生產單位的具體實踐。培養學生綜合利用C#和ArcEngine進行GIS二次的能力,加強接口的運用及學生對GIS二次開發方法的初步認識,提高軟件系統分析能力和程序文檔建立、歸納總結的能力。
4.綜合能力培養
(1)GIS專業綜合實訓。GIS專業綜合實訓在第八學期開設,時間為8周。實訓包括:實訓一(2周)以益陽市內地形的測量數據為基礎,完成1∶500地形圖的編繪。實訓二(2周)以湖南城市學院新校區和朝陽校區的測量數據為基礎資料,要求把新舊兩個校區數據(CASS數據)轉換為MAPGIS數據,同時導出其屬性,然后在MAPGIS的屬性庫管理和圖形庫管理中進行入庫管理。實訓三(4周)運用GIS軟件工程思想對數字校園進行需求分析、總體設計、詳細設計、開發并實現。實訓以應用生產實際過程中的幾個綜合實踐為素材,培養學生GIS綜合應用能力和技巧。(2)畢業設計。畢業設計在第八學期開設,時間為12周。畢業設計采取由教師出題,學生根據自己的愛好選擇相關題目再由教師根據題目的難度、學生的水平及其他情況綜合評判選擇合適學生的模式。畢業設計以個人為單位,教研室老師邀請生產單位技術人員一起擔任畢業設計指導老師,對于由生產單位技術人員擔任指導老師的學生,可前往生產單位開展畢業設計。畢業設計評分綜合導師評分、評議員評分和答辯委員會評分。(3)崗位實習。崗位實習在第七、八學期開設,聯系公司和單位,推薦優秀學生進入GIS公司實習,具體時間視實習生工作情況最終確定。通過崗位實踐,讓學生近距離接觸GIS行業的生產應用,能夠幫助他們了解社會對GIS人才知識、能力素質的要求,提高今后學習的針對性和有效性,培養學生吃苦耐勞、愛崗敬業的職業素養以及團隊協作能力、人際交往能力。(4)GIS活動與資格認證。GIS活動與資格認證在各學期分散開展。聯合生產公司合作舉辦各種GIS活動,組織學生參加GIS類競賽和資格認證,讓學生了解GIS前沿技術、應用前景和最新發展動態,增長見識,開拓視野,培養學生專業意識和自信心,同時在競賽中和資格認證中鍛煉實踐能力,使得他們更具有就業競爭力。
二、結語
一、“電子設計自動化”課程教學的特點
電子設計自動化是一個較為寬泛的概念,它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數側重電路設計部分,即采用硬件描述語言設計數字電路。因此,該課程的教學具非常突出的特點。
1.既要有廣度,又要有深度
有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環節都要讓學生了解,從而使學生從整個產業鏈的角度出發,把握電子設計自動化的真正含義,以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點,著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路,使學生具備電路設計的具體技能,并能夠應用于實踐和工作當中。
2.突出硬件電路設計的概念
在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中,多數是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言,與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此,在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區別,并通過實例,如CPU的設計及制造過程,讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途,并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。
3.理論與實踐并重
“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程,必須兩者并重,才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想,[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固,同時在實踐中鍛煉學生的創新能力。
二、“電子設計自動化”課程教學方法總結
良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此,針對“電子設計自動化”課程的教學特點,筆者根據近幾年的教學經驗總結了一些行之有效的教學方法。
1.以生動的形式帶領學生進入電子設計自動化的世界
電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中,并了解這個世界的大概,從而對這個領域產生興趣,是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現代化的多媒體授課技術,讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念,因此,可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內容來讓學生了解這個領域。從學生最熟悉的電腦CPU引入,通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻,讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法,并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現在的集成電路的圖片對比,引出EDA的概念,并詳細講解EDA對于集成電路行業的發展所作的巨大貢獻。在教學過程中,通過向學生介紹一些使用EDA技術實現的當前比較主流的產品及其應用,提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關的產業有了相應的了解,更激發了學生的學習興趣,使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。
2.以實例展開理論教學
“電子設計自動化”的學習內容包含三大部分:[3]硬件描述語言(以VHDL語言為學習對象)、開發軟件(以QUARTUSII為學習對象)和實驗用開發板(以FPGA開發板為學習對象)。硬件描述語言的學習屬于理論學習部分,是重中之重。對于一門編程語言的學習來說,語法和編程思想是學習要點。在傳統的編程語言學習的過程中,通常都是將語法作為主線,結合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區中,不僅不能學到精髓,還會因為枯燥乏味而產生厭倦感。如何能使學生既能掌握電路設計的方法,又輕松掌握語法規則是一個教學難題。筆者改變傳統觀念,將編程思想的學習作為教學主線,在理論學習過程中,以具體電路實例為基礎,引導學生從分析電路的功能入手,熟悉將電路功能轉換為相應的程序語句的過程,并掌握如何將這些語句按照規則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中,不斷引入新的語法規則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現上,而語法的學習就顯得不那么突兀,也不會產生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記,因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現象,以避免學生遺忘,以此讓學生明白,學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐,學生體會到語言學習的成就感,進一步提高了學習興趣,此方法收到了良好的教學效果。
3.將硬件電路設計的概念貫穿始終
硬件描述語言與軟件語言有本質區別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點,在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中,這對于掌握硬件電路設計的實質有非常大的阻礙。因此,在教學過程中,從最初引入到最后設計電路,都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應用實例時,需要向學生分析該例中的語句和硬件電路的關系,并強調這些語句與軟件語言的區別。以if語句為例,在VHDL語言中,if語句的不同應用可以產生不同的電路結構。完整的if語句產生純組合電路,不完整的if語句將產生時序電路,如果應用不當,會在電路中引入不必要的存儲單元,增加電路模塊,耗費資源。[4]而對于軟件語言,并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結構特性,可以通過一個小實例綜合之后的電路結構圖來說明。如以下兩個程序:
(1)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<='1';elsifa<btheny<='0';endif;endprocess;end;
(2)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<='1';elsey<='0';endif;endprocess;end;
(1)(2)兩個程序唯一的不同點在于:程序(1)中使用的是elsif語句,是一個不完整的if語句描述,而程序(2)使用的是else語句,是一個完整的if語句描述。這一條語句的區別卻決定了兩個程序的電路結構有很大的不同。(1)綜合的結果是一個時序電路,電路結構復雜,如圖1所示。而(2)綜合的結果是一個純組合電路,電路結構非常簡單,如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較,學生更深刻理解這兩類語句的區別。強化硬件電路設計的思想,可以促使學生逐漸形成一種規范、高效、資源節約的設計風格,培養一個優秀的硬件電路設計工程師。
4.通過實踐拓展強化學生動手能力
“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程,學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調試的能力,因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識,并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業設計內容相結合的方法,讓學生強化實踐能力,收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四,此時他們的畢業設計已經開始進入選題,開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向學生布置一些常用硬件電路設計的題目,比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等,讓學生體會電子設計自動化課程的實用性,激發他們的思考和學習興趣。在此基礎上分組組建實踐小團隊,讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統,比如遙控小車、溫度測控系統等,鼓勵他們將所做的內容與畢業設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程,有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂,也培養了他們的團隊協作精神,為他們以后的繼續深造和工作做了鋪墊。
關鍵詞:軟件工程;課程體系;師資教材;實踐教學
軟件工程學的課程教學目標是:使得學生能夠學會將“系統性的、規范化的、可定量的方法應用于軟件的開發、運行和維護,即工程化應用到軟件上”[1]。軟件工程學是理論與實踐緊密結合的課程,教學效果的最終檢驗是看學生是否具備軟件工程基本素養,是否能夠在軟件開發實踐中綜合運用軟件工程知識,是否已準備好融入規模、規范、工程化的開發團隊。本文就軟件工程教學與實踐脫節的現象及原因進行分析,提出教學改進的一些舉措。
1現狀反思
軟件工程的教學與實踐之間存在著一條跨度不小的鴻溝,一些現實狀況更是需要引起我們的注意與反思。
1.1畢業設計過程與結果的反思
很多情況下,軟件專業學生的畢業設計是以任務思維為導向,以簡單地交付軟件執行代碼為目的。軟件開發工具的掌握擠占了畢業設計的大量時間,課上教授的軟件工程方法及工具應用棄之不顧,畢業設計的過程基本上是在腦袋瓜中展開作業。學生往往在非常簡陋的需求分析及概要設計基礎上,甚至在沒有形成任何文檔的情況下,直接進入程序編碼。本該在過程中形成并指導各項開發實踐的文檔,往往是在撰寫畢業論文時,再事后拼湊補齊,其質量更無從談起了。
1.2企業對畢業生預期與評價反差的反思
軟件企業往往希望畢業生到崗后,能夠快速融入到開發團隊,盡快獨立工作。短期工具技能的掌握對學生適應企業起到關鍵性作用。參加過社會培訓班的,就業更具競爭力。普遍的結論是畢業生的實踐能力差,距企業要求有很大距離,半年之內無法做實質性的工作。
1.3企業軟件開發活動的反思
手工作坊式軟件企業依然比比皆是,如個人英雄主義、變更管理失控、配置管理混亂、測試時間壓縮、質保流于形式、驗收前的集中突擊補齊文檔等。規范的軟件過程常常蛻變成為認證而存在的一紙漂亮空文。時間緊、任務重、人手不夠并不是有足夠說服力的托辭。
學生在校期間沒有養成良好的軟件工程素養,工作之后沒有切實有效實踐,不能不說是軟件工程學課程教學的很大遺憾。
2原因分析
2.1戰術課程要求特殊
數據結構、編譯原理、軟件語言等課程都可以歸結為技術性課程,就像教會學生如何發球、接球、傳球、扣球、攔網等;而軟件工程是戰術性課程,教會學生如何根據不同對手情況,展開戰術配合、立體進攻、立體防守。技術性課程的評判標準很單一,每種技術動作都有非常嚴格的技術標準,1加1就是等于2,學生可以得到唯一正確的答案。戰術性課程是經驗方法的總結,方法是死的,而方法的運用卻是活的,其評判標準因時、因地、因人而異,無法做到放之四海皆準。這是軟件工程課程教學困難的本質所在。
2.2師資短板指導乏力
優秀的軟件工程教學人員需要深諳軟件工程理論體系、掌握主要開發工具、擁有豐富的開發經驗。現實情況卻是大部分教學人員為科研出身,對軟件工程的認知多數停留在理論研究上,缺乏大型軟件項目開發的切實體驗,加上指導教師數量不夠,導致知識轉移過程中,教學手段單一,案例示范不夠,實踐指導乏力。有些學校與企業合作教學,但企業自身的軟件開發過程就不是很規范,反而起到負面的引導作用。
2.3課程設計背離初衷
軟件工程設置課程設計環節的初衷是引導學生通過課程實踐加強對軟件工程的理解,實際執行時卻往往淪為軟件開發工具的延續性課程。學生的主要精力消耗在開發工具使用以及編程架構熟悉上,最后的提交物就是蹩腳的程序加簡陋的事后撰寫文檔。對于初學者而言,最好的學習方法就是模仿。這就要求我們提供較為成熟的開發框架、通俗易懂的編程指南、較為規范完整的經典樣例,降低學生入手編程的技術門檻,使其主要精力投放到需求分析、軟件設計、軟件開發、軟件測試等關鍵過程上。
2.4學時有限講授不透
在SWEBOK[2]中,軟件工程知識體系劃分為10個知識域:軟件需求、軟件設計、軟件構造、軟件測試、軟件維護、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過程、軟件工程工具和方法、軟件質量。由于學時的限制,相當多內容只能蜻蜓點水式的介紹,效果差強人意。
3教學改進
3.1課程體系優化
參考文獻[3]提出軟件工程應加強課程體系與教材的研究,注重因材施教。軟件工程的實踐教學需要綜合運用基礎課程(如數據結構、數據庫原理)、技能課程(如工具語言)以及軟件工程理論,因此要貫徹“學以致用”原則,優化課程體系設計,合理銜接基礎課程、綜合性課程、技能課程,統籌課程學習及考核要求,避免相互脫節的現象發生。
與工具語言類課程配套的課程設計,學生往往上來就是直接編程,任課老師經常也只是單純考察程序的運行情況。在學生編程工具未掌握的情況下,軟件工程課程設計卻又要求學生提交可執行程序,學生只能將主要精力放在工具熟悉及程序編碼上。這就給學生造成一種假象,軟件工程只是種理論,實踐中可以束之高閣。
參考文獻[4]所述,軟件工程課程重點應放在工程化、規范化方法的應用上,工具類課程應強調以軟件工程方法為指導,套用較為成熟的編程框架模型,開發貼近實用的系統。只有優化課程體系設計,避免各門課程各自為陣,早期介入培養學生樹立工程意識、規范意識,考核上既重結果更重過程,這樣才能從源頭消除教學與實踐脫節的現象。
在軟件工程的理論與實踐教學中,可采用階段教學法[5],根據不同教學階段的特點,可有選擇地采用啟發式教學、能力驅動教學、項目驅動教學、情景法教學、案例法教學等多種教學方法。
3.2師資教材建設
學校教師熟悉軟件工程規范要求,但缺乏開發經驗,缺乏成功案例;企業開發人員熟悉開發工具,擁有較多的項目經驗,但開發過程不盡規范。因此在師資及教材建設方面應以社會需求為導向,充分發揮學校、企業的各自優勢,實現學校、企業的雙贏。
具體實施可借鑒人才訂單培養模式。由企業提供背景案例,開發框架平臺,教師進駐企業體驗審視開發過程,提出適當的改進建議,制定軟件開發各階段主要交付物的模板、編寫指南、評審指南等。選取大小適中的典型案例,指導企業開發人員或學生,按軟件工程規范性開發的要求,進行需求重構、分析重構、設計重構、代碼重構,建立項目計劃、配置管理、測試管理、質量保證等其他輔助支持過程。在此基礎上,匯編形成覆蓋需求分析、系統設計、程序編碼、測試質保的軟件工程實踐教學典型案例教材。相關成果可以同時作為在校學生以及企業新進員工的培訓教材。榜樣的力量是無窮的,需求分析樣例、系統設計樣例、編程框架指南以及規范的源編碼能夠顯著降低初學者的入門技術門檻。樣例庫覆蓋面應逐步拓展,如可包括:MIS系統、嵌入式系統、游戲程序等。
3.3實踐教學編排
在實踐教學內容及順序的編排上,我們建議根據初學者特點,參考企業軟件過程活動的現實狀況,總體上劃分為前期準備、分析設計及編碼測試3個階段,如表1所示。
對市場新軍或者初學者而言,進入一個陌生領域時,剖析市場上已有的競爭產品,是最快捷最常用的方法。另一方面,軟件工程學理論講授從開篇到進入需求分析也需要一段時日。
可行性分析與項目開發計劃沒有在實踐環節中體現,主要是因為可行性分析是要求很高的工作,并不是初學者所能承擔的,勉力而為的話,只能提交出似是而非的成果,而初學者在沒有任何項目經驗的情況下,制定出來的計劃基本上是不可用的。因此,應使學生根據教學實踐環節的總體安排,順序推進各項工作。
我們建議軟件工程課程設計只要完成前期準備、分析設計兩階段的工作;而將編碼測試工作挪到與編程語言相對應的課程設計上,兩段分別獨立評分。這種強制性地將分析設計與編碼測試分開的做法,可以強化先分析設計后動手寫程序的觀念,以利于學生軟件工程素養的形成,避免目前普遍存在輕設計重編程,甚至先編程后補設計的錯誤做法。
3.4實踐教學組織
在實踐教學的組織方面我們面臨著以下選擇:人員分組還是不分組;每人一題還是每組一題。在教學資源緊張的情況下,人手一題顯然不切實際,而且初學者如果相互間沒有商量,基本上很難開展工作。每組一題卻又擔心出現“吃大鍋飯,不干活”的現象。因此建議如下:
1)將學生劃分為若干個小組;2)每個小組內部,借鑒極限編程的思想,兩人結對一組,共同完成同一任務;3)選擇一綜合性較強的課題,各小組完成同樣的課題;4)在實踐教學每個階段,大課題都拆分成較小的任務,分配給組內的固定結對搭檔;5)小組長負責任務分派、組織討論、工作協調以及成員考核;6)實驗任務盡量在課前以開放實驗的方式完成;7)課上主要組織開展交叉評審、成果匯報、專題討論、實時講評;8)課后根據課上講評情況,修訂完善后提交最終成果。
這種教學組織方式有如下優點:
1)每個人都有具體的任務,責任落實到人,避免吃大鍋飯;2)固定結對搭檔工作,可以相互商量、相互促進;3)小組每階段任務完成質量取決于組內每個結對搭檔的任務完成情況;4)有利于形成組內協作、組間競爭及相互學習、提高的氛圍;5)各小組完成相同課題,便于組間學習和任務考核;6)加強課堂評審,在點評比較中學習,“享受”軟件過程,提高任務完成質量;7)做精、做透一個題目,勝過似是而非;8)適當彌補指導教師數量不足的缺憾。
3.5實踐教學考核
實踐教學的考核采用組內、組間兩級評審,全員參與,師生互動的方式。
組內評審:通常在課下由小組長組織開展。小組長綜合各成員意見后,按照各人工作量、工作質量,給各成員排定對本次任務的貢獻度順序。組員如對結果有意見,可以申訴。
組間評審:課上由教師組織開展,以全員靜態文檔審查為主。各小組長匯集本組所有成員意見后,給出各小組本次任務完成質量的排序結果。根據時間許可,可請若干小組上臺做工作匯報及答辯,由教師及其他組對其進行點評[6]。匯報人員將予以適當加分,人員的選擇采用自愿與點名相結合的方式,要求匯報人員必須能對整個任務進行完整的匯報。
教師綜合自身意見及各小組意見后,采用固定級差的方式,給出各組及各成員的考核結果,示例如表2所示。
每個學生組內評審、組間評審的意見都要歸集,最后要予以評價并納入成績之中。所有任務完成情況以及各評審意見情況的加權和作為期末最終成績。
上述考核體系向學生傳達了兩個訊息:一是個人的成績與小組的名次息息相關,團隊成績上不去,個人努力被湮沒,也許這種評分方法存在著不公平,但它何嘗不是現實生活的寫照;二是學而不思則罔,同行間學習是非常重要的進步渠道,鼓勵在思考中學習提高,軟件工程方法思想的掌握,需要經過反復的實踐與思考;三是答辯情況影響小組各位成員的成績,逼使所有成員都要努力投入。
4結語
軟件工程教學到實踐的鴻溝是大環境下的客觀現實,是中國軟件行業未盡成熟的表現,也是中國軟件行業發展過程中迄待解決的問題。提升軟件工程素養,促使開發者將軟件工程方法作為一種自覺思維習慣付之實踐行動,需要學校、企業以及從業人員的共同努力。軟件工程學的課程建設任重道遠,只有堅持“學以致用作為根本出發點”,推進課程體系建設,夯實課程平臺,理順關聯課程銜接,加大師資培養,加強校企合作,突出實戰訓練、實戰考核,激發學習興趣,多頭并舉,才能培養出真正符合社會需求的實用軟件人才。
參考文獻:
[1] IEEE. IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology[M]. IEEE Standard 610.12-1990,1990:67.
[2] Abran A, Moore J. SWEBOK: Guide to the Software Engineering Body of Knowledge [EB/OL]. [2010-05-16]. IEEE Computer Society Press,2004. /portal/web/swebok/html/ch1.
[3] 孫艷春,王立福,梅宏. 軟件工程本科教學的探索與實踐[J]. 計算機教育,2009(16):112-115.
[4] 高禹,李鑫. 軟件工程課程設計中的幾點思考[J]. 計算機教育,2009(21):163-164.
[5] 葛文庚.“軟件工程”教學方法研究[J]. 計算機教育,2009(21):131-133.
[6] 范萍,王莉,胡祥云. 軟件工程課程實驗考核方法探索[J]. 實驗技術與管理,2007,24(3):113-115.
Cross the Chasm Between Software Engineering Education and Practice
ZHANG Da-ping
(School of Mathematics and Computer Science, Fujian Normal University, Fuzhou350108, China)