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学术报告
教育科学规划“疫情与教育”专项研究项目成果公报(第二次)
2020-09-21 10:10   审核人:

“疫情与教育”成果公报

一、题目

《基于突发公共事件的工科毕业设计改革方案》

二、摘要

新冠疫情防控严重影响了工科专业本科毕业设计质量,如何优化工科本科毕业设计以应对突发公共事件是后疫情时代我国工科院校急需解决的一个重要问题,也是工程教育认证和新工科建设所关注的热点问题。采用调查统计方式分析了山东建筑大学材料专业165名2019届毕业生前期学习成绩与毕业设计质量的相关性,结果表明,工科学生前期学习的智育、技术技能、科研与创新、竞赛和社会实践是影响后期工科毕业设计质量的主要因素。以资料调研方式对比分析了国内外工科毕业设计模式差异,发现国外毕业设计模式以学生为中心,强调学生的兴趣性和实践能力。结合我国工科学生前期学习与毕业设计质量相关性以及国外工科毕业设计模式,提出我国工科毕业设计改革方案:第一,毕业设计应以学生为主体,充分考虑学生的兴趣;第二,完善本科生专业导师制度,加强学生日常的实践训练;第三,加强工业界资源共享建设与应用。第四,灵活设置毕业设计时间和周期。

三、关键词

突发公共事件;工科毕业设计;前期学习;改革方案

四、引言

山东建筑大学王学刚主持的“疫情防控背景下工科大学生毕业设计实验环节应对策略研究”(课题批准号:2020YZB029),参与人张金英、袁兴栋、刘科高、王晓明。

针对新冠疫情对工科专业毕业设计实验平台和实验周期的制约问题,本课题以“工科大学生”为研究对象,从居家学习期间、错峰返校期间和后疫情时代三个方面研究实验环节应对方案和工科专业毕业设计改革方案,提出基于疫情防控的毕业设计实验环节应对策略,为满足不同地区、不同返校时间工科学生的毕业实验需求提供建议,让毕业生如期保质的完成毕业设计。提出后疫情时代毕业设计改革方案,保障工科学生毕业设计质量,以建立应对突发公共事件的长效机制。

本阶段成果通过分析工科学生前期学习成绩与毕业设计质量的相关性,并借鉴国外工科毕业设计模式,提出后疫情时代我国工科毕业设计改革方案。既能够提升我国工科学生的毕业质量,又能应对未来突发公共卫生事件。

五、成果内容

1.问题缘起

2019年12月的新冠肺炎疫情极大的影响了高校的实践教学安排,尤其是工科大学生居家期间无法开展毕业设计(论文)实验研究环节。为了应对疫情防控对工科毕业设计的影响,各大高校主要采取了变换理论计算型选题和分批次返校实验两种方案。在外防输入、内防反弹的常态化疫情防控形势下,高校工科毕业生分批次返校和保持社交距离进行实验研究,都限制了学生开展实验研究的有效时间,不利于学生实践动手能力的培养,影响工科毕业设计质量。因此,如何优化毕业设计实践教学环节以应对突发重大公共卫生事件是后疫情时代我国工科院校急需解决的一个重要问题。

2.研究内容与方法

本成果的研究内容包括工科学生前期学习成绩与毕业设计成绩的相关性、国内外工科毕业设计模式、后疫情时代我国工科毕业设计改革方案等三个方面。(1)工科学生前期学习成绩与毕业设计成绩的相关性研究,主要是以山东建筑大学材料专业165名2019届毕业生的大一~大三前三年的德、智、体和实践创新成绩以及大四毕业论文成绩为研究对象,分析前期学习成绩对毕业论文成绩的影响。(2)国内外工科毕业设计模式,主要分析美国、英国、爱尔兰、日本、德国和加拿大等国外大学工科毕业设计模式,并与我国当前的工科毕业设计进行对比,以此分析工科毕业设计的差异性。(3)后疫情时代我国工科毕业设计改革方案,主要从学生兴趣、本科生导师制、工业界资源共享和毕业设计时间和周期等四个方面研究我国工业毕业设计改革方案。

研究方法主要包括调查统计方式、资料调研分析法和主成分分析法。(1)调查统计方式,统计山东建筑大学材料专业165名2019届毕业生前期学习的智育、技术技能、科研与创新、竞赛和社会实践等成绩与毕业设计成绩关系。(2)资料调研分析法,对比分析国内外工科毕业设计模式在选题、经费、场所、指导教师、毕业设计时间和周期等方面的差异。(3)主成分分析法,分析影响工科毕业设计质量的主要因素,提出我国工科毕业设计改革方案。

3.研究结论

3.1前期学习与工科毕业设计质量的相关性

本成果以山东建筑大学材料专业165名2019届毕业生的大一至大三前三年的德、智、体和实践创新成绩以及大四毕业论文成绩为研究对象,分析前期学习成绩与毕业论文成绩的相关性。

图1是毕业设计成绩与前三年的综合素质测评成绩的关系。可以看出,学生毕业设计成绩与综合素质测评成绩呈正相关关系,也就是说综合素质越高的学习,其毕业设计成绩越高。

图1 工科毕业设计成绩与前三年的综合素质测评成绩关系

图2是毕业设计成绩与前三年的德育、智育和体育三个单项成绩的关系。可以看出,毕业设计成绩与德育成绩和体育成绩相关性不大,与智育成绩呈正相关性,也就是说加强文化课的学习是提高毕业设计成绩的主要途径。根据山东建筑大学2019届(2015年入学)学生的录取情况来看,学生入学时的智育成绩相差不大,譬如材料专业在山东省的录取分数为543分~567分,分差为24分,约为最高录取成绩的4%。但是入学后前三年的智育绩点为1.825~9.105,绩点差为7.2825,约为最高绩点的80%。与入学时相比,学生经历三年大学生活后,学生文化课智育成绩相差悬殊。分析原因主要有两点:第一,大学和高中的教学方式存在巨大差异,学生入学后难以适应大学的快节奏教学模式,导致其文化课成绩急剧下降。第二,学生在高中阶段来自家庭和学校的误导,以为进入大学就可以轻松了,无需高中时的刻苦学习。思想上的放松不仅导致学生易旷课,而且上课时也不专心听讲,文化课成绩也随之下降。加拿大达尔豪斯大学本科生学习状态与我国高中生很相似,学生学习比较紧张,非常重视课堂学习和课后作业,不仅甚少旷课现象,而且课堂气氛活跃,学生勇于与老师交流。因此,从大一开始,给学生安排指导老师,引导学生尽早适应大学生活,是提高学生综合素质的一个必要手段。

图2 工科毕业设计成绩与前三年的德智体成绩关系

综合技能是学生自由选择的项目,取决于学生的主观能动性,属于测评加分项。图3是各项技能成绩对毕业设计成绩的影响。与未参加技能训练的毕业生毕业成绩相比,参加技术技能、科研与创新、竞赛和社会实践的毕业生,其平均毕业成绩大幅度提高,并高于所有毕业生的平均毕业成绩,而参加文艺作品技能的毕业生其平均毕业成绩未有明显的提高。技术技能是学生为了自身职业发展需要通过自学方式获得某一项技能。在该项技能训练中,学生的主动性占主导地位,它充分锻炼学生独立思考和自主规划学习的能力,这正适合毕业设计所需要的独立设计方案并验证的思维,因此其对毕业设计成绩具有很高的积极促进作用。科研与创新主要是学生参与老师的科研项目或者实验项目,并从中学会探索未知问题的能力,这正好提前培养学生的创新思维,有利于其毕业设计成绩。高校竞赛主要是各类创新创业大赛和学科竞赛,竞赛能够实现大学生对专业理论知识和专业技能的综合应用,有助于提高其毕业设计质量。社会实践主要是学生了解企业和社会的一种实践性活动,能够使学生对企业的运作有一个初步的了解,增强工程意识,使学生面对毕业设计的问题,提出更有针对性、可行性、应用性的解决方案,提高毕业设计质量。文艺作品对于材料类实验研究类毕业设计影响不大,但对于土木、建筑类的工程设计类毕业设计质量会有提高作用。

图3 工科毕业设计成绩与前三年的自选项目成绩关系

3.2国内外工科毕业设计模式

(一)国内工科毕业设计模式

我国工科毕业设计模式主要是项目课题的方式,由指导教师给出一个题目,学生利用自身的专业知识和技能,通过设计方案、实践验证和评价结果而完成整个毕业设计。毕业设计题目根据指导教师的科研需求或者主观意向拟定,由学生选择实行单人单题。毕业设计所需经费由指导教师自己负责,学校按照每个学生给予一定的工作量,部分学校会根据毕业设计工作量的大小给予一百至几百元的经费补贴。毕业设计安排在第八学期,除了部分高校安排的2周毕业实习外,其余时间全部用于毕业设计,而学生在第八学期忙于考研复试和就业面试,参与毕业设计的精力和有效时间被大大缩减。

(二)国外工科毕业设计模式

美国各大高校对于本科毕业设计没有统一的固定要求,学生根据自己的人生规划选择适合个性发展的日常科研实践训练。有的学校规定大三和大四学生必须开展一至一年半的研究计划与独立课题,选题由学生与指导教师讨论拟定,在学校或者企业内完成研究实践,独立课题能够与毕业设计相关联或者替代毕业设计。毕业设计经费来源于学院和教师,学院根据毕业设计课题类型提供经费,保障不同实践类型的毕业设计顺利进行。毕业设计可以采用团队方式,以培养学生的团队协作和沟通能力。

英国和爱尔兰高校毕业设计题目偏重于企业的实际项目,注重培养学生的实践能力。毕业设计周期是一学年,学生同时还要学习5~6门专业课程,强调学习的自主性。

日本高校本科毕业设计选题采用双向选择方式,指导教师根据自己的研究方向给出毕业设计题目,学生按照自己的兴趣选择毕业设计题目。学生在一年的毕业设期间,利用学校的实验室进行查阅资料,调研和设计方案,做实验,整理和分析数据,撰写报告,并进行两次小答辩。

德国高校毕业设计题目来源于教授、学生和企业,其中以企业为主。教授负责理论知识,企业负责实践,学生在企业实习的同时开展毕业设计,既能解决企业的实际问题,又能提高学生的职业素养和就业能力,拓宽就业渠道。

加拿大的毕业设计与英国比较相似。本科毕业设计是在一个学年内完成,大四年级上学期主要是开题阶段,指导教师会讲述如何设计思路,撰写研究报告、论文和专利。大四年级下学期主要是开展研究和设计,并完成答辩,每个学期同时还有其他4~6门专业课。毕业设计题目来源于工业界,指导教师应具有专业工程师资格,以工业界为主,学校为辅,经费主要由工业界提供。学生们根据自己的兴趣,自由组成团队,选择一个题目进行毕业设计。所有的毕业答辩都在工程学院内进行,工业界和工程学院的老师,甚至学生家长都参加毕业答辩,并根据答辩情况进行评奖。由于毕业设计是学生们迈向职业生涯的关键环节,学生们都非常重视毕业设计,有的学生甚至借助于毕业设计成果成立公司,实现创业。

与我国高校本科毕业设计固定模式相比,国外毕业设计模式以学生为中心,强调学生的兴趣性和实践能力,毕业设计模式灵活,并且充分利用企业的实验资源,这应该是我国高校毕业设计应该借鉴的经验。

4.政策建议

第一,毕业设计应以学生为主体,毕业设计题目由学生根据自己的兴趣与指导教师协商确定,改变当前的指导教师拟定毕业设计题目的选择方式。学生根据毕业设计进展可以更换指导教师,也可以针对某一个题目自由组合形成团队。毕业设计成绩的评定增加学生互评项,培养学生的主人翁意识。

第二,完善本科生专业导师制度,加强学生日常的实践训练。专业导师应在第一学期加强学生的专业意识引导,让学生走进专业教研室和实验室,培养学生的专业兴趣。在第二学期可以逐步让学生参与到科研工作中,为学生提供科研与创新、竞赛等技能训练机会,增加日常实践训练时间。学生根据自己意愿选择导师,并在学习过程中增加一次更换专业导师机会,以满足学生的兴趣要求。

第三,加强工业界资源共享建设与应用。高校工科专业毕业设计应围绕企业需求开展,共享企业的场所、仪器设备、指导工程师和经费实现校企互赢。企业方面针对工业生产中存在的问题,提出研究课题,并提供相关的硬件设施,既能为自身服务,又能招揽人才。

第四,灵活设置毕业设计时间和周期。基于我国高校学分制的教学管理方式,工科专业毕业设计时间和周期应根据专业特点灵活安排,杜绝一刀切。毕业设计时间应改变现有的大四下学期集中开始毕业设计的现状,应从大三下学期开始毕业设计。毕业设计周期根据学生的实践能力决定,不设置固定周期。毕业时间和周期灵活性设计模式,可以预防重大突发公共卫生事件对毕业设计时间和周期的不利影响。

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