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工业设计是伴随着工业水平的提高所不可缺少的专业。在我国的沿海以及经济较发达地区的不少企业都已经意识到,要使自身的形象、自己的产品更加完美、更具品位,工业设计专业的人才是必不可少的。目前在国内开办这一专业的主要是在艺术类和工科类院校。在不同类型的院校其特点各有所长,在艺术类院校中的工业设计强调的是美学思想,学生的艺术构思能力强;在工科类院校中的工业设计强调的是工程意识,学生的技术表现能力强。进入90年代后,随着计算机硬件的高速发展及其应用软件功能的迅速加强,特别是计算机的图形、图像方面的处理能力的提高,对本专业的影响意义尤其重大。现在无论是艺术类院校或是工科类院校的工业设计专业都有着共同的发展方向,就是将计算机技术贯穿到实际应用中去,从而使得设计的结果优秀、设计的效率提高、设计的成本降低[1]。本文根据工业设计师的知识结构,就工业设计专业中计算机课程设置做一些探讨。
1.理论环节的计算机课程
甘肃工业大学是1999年申请并获得批准开办工业设计专业(四年制本科)的。在此之前我们曾到一些高校作过调研[2],吸取他们的经验,力图将新办的工业设计专业更具有时代特色、地域特色,使学生的现代审美意识艺术、创新精神和艺术创作能力等素质更加全面。在培养计划中我们除了保留必要的基础课程外,增加了新兴的计算机方面的内容,特别是强调了计算机辅助在相关课程中的应用,使学生成为既具备扎实的基本功,又具有掌握高技术的新型人才。表1是教学计划中的计算机课程。
表1工业设计专业中的计算机课程
其中"计算机导论"为公共必修课,主要介绍计算机软、硬件知识及基本操作;"C语言"也为公共必修课,主要介绍用C语言进行简单编程,培养学生的逻辑思维能力;其余的为专业方向课,"CAID(I)"主要介绍AutoCAD软件在二维和三维绘图方面的应用,选用《AutoCAD2000中文版循序渐进教程》(天一工作室著、北京希望电子出版社)和《AutoCAD2000工业产品造型设计与绘图教程》(黄晓杰等著,北京希望电子出版社)作为参考教材;"CAID(II)"是平面设计,包括平面构成、色彩构成和视觉传达的计算机表现及效果图的后期处理,主要介绍Photoshop和CorelDraw软件的应用,选用《Photoshop5.5基础教程及制作实例》(覃卫著,科学出版社)和《CorelDraw10金典案例教程》(飞思科技产品研发中心著,电子工业出版社)作为参考教材;"CAID(III)"是产品造型设计,包括立体构成、产品造型的计算机表现,主要介绍SolidWorks和Rhino软件的应用,选用《SolidWorks99三维造型设计》(张晓红著,华南理工大学出版社)和《Rhinoceros电脑辅助工业设计与制造》作为参考教材;"CAID(IV)"包括三维动画、计算机辅助人机分析、计算机辅助统计分析等,介绍3DMAX、Poser、SPSS等软件,主要以《3DStudioMAXR4培训教程》(施红芹著,科学出版社)、《Poser4自学捷径》(乐磊著、北京大学出版社)和《统计软件SPSS实用指南》(苏金朋等著,电子工业出版社)作为参考教材;"CAID课程设计"包括计算机辅助工业设计理论体系及实践,使学生应用所学软件知识,结合扫描仪、数码相机等计算机设备,对某一典型产品进行计算机辅助工业设计,主要以《计算机辅助工业设计》(彭韧著、中国轻工业出版社)和《计算机辅助产品造型设计》(孙苏榕著、中国纺织大学出版社)作为参考教材;"电脑多媒体设计"是针对工业设计中视觉传达方向所开设的专业课,结合广告设计的内容,主要介绍Authorware软件的应用,选用《Authorware及其多媒体程序设计》(严洪华著,电子工业出版社)作为参考教材;"电脑多媒体课程设计"是应用电脑多媒体设计课程所学内容,实际完成一个大作业;"现代CAD"是针对工业设计中产品造型设计方向所开设的选修课,主要介绍产品计算机辅助设计的基础理论知识,选用《计算机辅助设计技术基础》(迟毅林著、重庆大学出版社)作为参考书;"网页设计"是针对工业设计中视觉传达方向所开设的选修课,主要介绍网页设计的基础理论知识及实践,选用《网页创意与制作培训教程》(母培新著、蒲东电子出版社)作为参考书;"环境CAD"是针对工业设计中环境设计方向所开设的选修课,主要介绍产品环境计算机辅助设计的基础理论知识及实践,选用《中望装修设计软件培训教程》(中望龙腾著、重庆大学出版社)作为参考书。
此外,有些专业课上还要讲授和应用计算机知识,这些将在实践性环节中列出。
2.实践性环节中的计算机内容
以上介绍的都是理论教学环节的内容。除此以外,在实践性教学(如专业课、毕业设计等)环节中还将结合设计专题介绍一些相应的计算机软件,如SolidEdge、MDT、UG、Pro/E、天正建筑设计、圆方室内设计等。学生不但在基础训练方面能够应用计算机这一现代化工具,而且在实际应用中也能使计算机成为强有力的辅助工具。表2列出了实践性环节中的计算机内容。
表2实践性环节中的计算机内容
在计算机实验室建设方面,2000年我校投入了50多万元建立了"计算机辅助造型室"。加上近两年购进的设备(包括绘图机、扫描仪、数码相机等配套设备),使学生的上机实习得到充分的保证。
3.结束语
在将来,我校将开设工业设计的成人专业和辅修专业。其培养计划是以本专业(四年制)的主干课程为主,其中不少课程就是以上所介绍的与计算机有关的课程。
前段时间,笔者在一些工厂、企业作过调查,结果表明,目前既具备工业设计基础,又熟练掌握计算机应用技术的专业人才是相当紧缺。说明在对工业设计专业培养方案的制定中,强调计算机方面的作用和地位,使工艺技术与计算机艺术有机地结合起来,使工业设计以新的形象出现,是社会发展的大势所趋的。同时,笔者觉得对于这些计算机课程的设置,还加强了对学生的信息量传输,拓宽了学生的知识面,对提高学生的综合素质是具有非常积极的意义的。当然我校是刚开办工业设计专业的,目前仍处在起步阶段,一些做法有待于进一步研究和探索。但是,加强对学生在计算机方面能力的培养,一定是未来工业设计教育发展的必然趋势。
2.对高校工业设计专业教育环境的分析
2.1师资力量薄弱
近年来,随着各大高校办学规模不断扩大,工业设计类的教师也逐渐增多,同时也更趋向于年轻化,缺乏相关的教育教学经验,教学方法单一,教学手段落后,想要工业设计的毕业生生存发展的空间更广阔,作为工业设计的教师在教学中要有能力捕捉到新的信息并及时判断其价值,同时创造性地将它们转化为新的教学情境,为学生提供新的发展机会,好的教学方式对学生的发展有着重要意义。
2.2课程设计不合理
课程设计以拼凑为主,难以形成系统化的教学,专业不细化,一直以来惨淡的就业情况使得校方对专业不重视,由此形成恶性循环,使得专业止步不前甚至倒退。课程设计中的人文教学是不可缺失的,应增强设计教育中的人文学科(包括文学、史学、哲学、美学等)选修课程的课时比例。在设计专业课的教学中,应当注意人文知识与人文精神的融合与渗透。艺术设计教学除了在公共选修课中讲授人文文化知识以外,还应将相关的人文知识和人文精神融入设计专业教学的每一个环节中去,使二者有机的整合。除了在课堂上加强人文知识教育和人文精神的培育以外,还应通过各种讲座、论坛、报刊以及其他舆论形式,在大学校园中唤起对商业化及功利主义的警觉意识,建立起对各种流行思潮的批判性思考。
2.3传统教育的影响
工业设计专业作为新兴学科,与传统学科有很大区别,这也反映在教育手法的区别上,而很多院校没有注意到这一点,使得教学停留在传统的授课和考量,没有与社会市场接轨,学生设计能力低,学不到实用的知识。比如,在讲工业设计课时,教师可以结合工业的意识形态功能,来强调设计人应该负有的社会责任与职业道德;在讲授公益工业设计课时,教师可以结合社会公德、环境伦理和全球伦理等方面的问题(如环境保护、反对战争、维护和平,等等),布置课题,让同学们通过作业实践,深入思考这些关乎人类命运的重大现实问题,以培养他们的爱心、责任感与情操。而在工艺史、陶瓷设计、等课程的教学中,教师则可以随时穿插,讲解一些人文文化知识和优秀的人类文化遗产,以增强学生的人文修养和对历史文脉的把握,从而使他们能够在设计实践中融入更多的人文内涵。
3.对教育教学方法的分析
工业设计是艺术与设计的结合,也是方法与实践的结合,一方面要传授学生科学的设计方法,另一方面还要提供学生实践的机会。对于工业设计专业的教育教学应突破旧的思想观念,注重培养学生的创造性思维,运用创新性的方法。
3.1合理安排课程
工业设计专业的基础课程以绘画为主,包括素描,色彩等等一些偏艺术类的学科。在这一方应该注重设计素描,设计线描,加强学生对产品形态手绘的能力以及观察力,接受,分析,表达新事物的能力和创造性思维,创新能力,而不是专注于绘画技巧以及过多的传授经验教训。工业设计教育的目标是培养技术型设计人才,因此在教育教学过程中应该强调实用性,以市场为导向进行调研分析再设计。课程教育应该在实践中进行,让产品能够真实可行的存在,结合市场需求,而不是拘泥于传统的课堂教育,注重多个学科的综合,培养学生的发散性和创新性思维。基础课程要满足专业课程的需要,注重基础课程的适应性和专业课程的实用性。
3.2变革教学模式
工业设计专业教学必须从符合现代科学技术的实际出发,对教学模式的课程设置体系以及教学内容和教材等方面进行全面、系统的变革,提高综合素质培养,强调动手解决问题的技能培训教育,建立以艺术设计、技术施工和设计管理能力培养为主线的教学模式。从社会实际需要出发,有针对性地构建学生的知识、能力、素质结构以充实教学内容,加强以现代科学技术和设计管理为目标的学科建设,强化以操作技能为主的实践性教学环节,逐步建立学校与企业合作培养人才的机制。在教学实践中充实现代科学技术和设计管理的基础知识。
二、工业设计专业开设双语课程的必要性
对于工业设计专业而言,适合开设双语教学的课程的选择有《工业设计概论》,《工业设计史》,《人机工程学》,《设计构成》等专业基础课程。目前有一些学校相继开设了《工业设计史》等双语课程,经过几年的发展,已经有了一定的成效。笔者认为这门课程的信息量比较大,对于设计发展历史而言,主要是西方国家发展较早,一些时代,地区,人名以及相关的内容都比较拗口,学生本身就比较难掌握,如果再融入英语教学,会增加学生学习的负担,影响学习效果。因此,准备将《工业设计概论》开设成双语课程。《工业设计概论》是工业设计专业的基础理论课程,旨在帮助初学者学习、理解和掌握工业设计专业的核心思想、基本要素、理论基础和思维方法,为其今后深入学习其他专业课程奠定坚实的基础。工业设计既是一门新学科,又是一个新产业。工业设计创造的是新概念、新思维、新形象、新方法和新的生活方式,提供的是创新构思、创意设计、崭新的商品和更好的生活质量。书中内容覆盖面广,内容丰富,每一部分讲的不是特别深奥,适合初学者适合开展双语教学,可以加入英文原版设计网站和相关视频,提高教学效果,增加学生学习的积极性和主动性。尤其是英文网站的学习,可以让学生接触到原汁原味的设计,在提高设计视野的同时,提高了英语水平。
三、双语教学的重点与难点
(一)双语教学的重点
双语教学的目的就是熟练运用英语这一语言工具,学习掌握本学科的基本概念和基本知识,及时了解国外最新发展成果和研究动态,吸取营养,更新专业知识。
(二)双语教学的难点
1.学生教师英语水平问题
学生和教师的英语水平参差不齐,教学内容不好把握。很多专业老师不是英语专业的,本身自己的听说读写能力就很一般,再加上较为拗口的专业词汇,教师的英语表达不流畅,发音不准确,很难有较好的和教学效果。另外,大部分同学的英语水平不是很高,加上学生来自不同的地区,各个地方有些发音还不是很准确,带有一些方言口音,更是增加了英语交流的难度。这需要我们在教学中把握好英语的难度和分量,以专业知识为主,英文讲解为辅,循序渐进,增加英文的分量,避免因为听不懂英语而放弃专业知识的学习。
2.双语教材匮乏,全英文教材授课难度大,学生接受程度有限
双语教学发展起步晚,大学专业课程较多,一些合适的教材目前还是比较匮乏,没有一定量实际课堂教学作为基础,很难编出适合不同专业,不同水平的学生的教材。因此,在双语教学开发课程的初期,我们要本着选择好的教材,自己融会贯通,编排最适合当代学生的教材来满足教学。
四、教学过程中存在的问题和对策
(一)学生学习兴趣不高,教学效果一般
有些学生对英语没有兴趣,或者是较为抵触,如果我们再用英语进行专业课的教学,他们会很反感,甚至对专业知识都会产生抵触。这需要我们老师在组织教学的过程中,寻找他们的兴趣点,融合专业知识,深入浅出。同时,将一些有意思的,具有代表性的实例引入课堂,结合专业,中英文结合,提高教学效果。
(二)教学过程中中文和英文的教学比例不好把握
在开设双语课程的初期,有的人认为双语比例越高越好,甚至有人推荐中文教材,全英文授课或者是全英文的教材。笔者认为英语的比例在教学中占到三分之一即可,选用中英文的教材,以中文为主,适当融入英文原版课程,结合相关网站和视频,进行专业知识的教授即可。如果英文教学占有过多的分量,会让学生将精力都放到英语的学习和翻译上,而忽略了专业知识。
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1.1.1管理文件齐全,但执行过程存在问题。我校重视毕业设计有关教学文件的制定和管理,对毕业设计制定了较全面的管理办法,从组织领导,指导教师,选题原则,过程管理及检查指导,答辩,成绩评定等方面都有相关的管理办法。并在《榆林学院本科毕业设计(论文)工作指导手册》中提供了设计说明书的写作规范及具体格式要求,但在执行过程中出现了一些问题。比如学校负责检查毕业设计的教师不全是专业教师,他们往往不能发现专业上的问题,而主要检查设计说明书的格式问题,这使得指导教师们把大量的时间花费在了格式审查上,对设计内容的指导时间相对减少。
1.1.2防抄袭软件的引入,并不适用于给排水专业毕业设计。学校为了杜绝毕业设计(论文)的抄袭现象,特引入了防抄袭软件。但对于给排水工程专业专业的毕业设计,主要成果是图纸,防抄袭软件不能检测,所以只能检测设计说明书。而设计说明书中的计算方法、设计步骤大都来源于课本和规范,重合度很高。为了顺利通过学校的重合率检测,在毕业设计后期,学生们不是忙于修改图纸,而是把大量的精力放在了降低设计说明书的重合率上,有的甚至随意修改设计说明书,这已违背了引入防抄袭软件的初衷。
1.2指导教师存在的问题
1.2.1部分指导教师缺乏实践经验。我校给排水专业以青年教师为主,大部分教师毕业后直接任教,虽然理论知识丰富,但缺乏实践经验,甚至没有进行过真正的工程设计。对现行规范研究不够深入,近几年规范变动较大,哪里作了哪些修改,并没有作调查研究。这使得在毕业设计指导过程中出现了很多问题。
1.2.2部分指导教师投入精力不足。由于学校的教学工作任务比较繁重,大部分专业教师在指导毕业设计的同时,还承担其它教学任务,无法在毕业设计中时刻监督学生,只能做不定期的检查与指导,一些问题可能得不到及时解决。并且每位指导教师指导学生的数量较多,对学生毕业设计的指导很难做到全面兼顾,难以确保整个专业毕业设计的质量。
1.2.3成绩评定过于宽松。由于毕业设计是学生毕业前的最后一个环节,是学生在大学阶段学习、实践成果的全面总结。所以无论读研,还是工作,都对学生的毕业设计成绩有较高的要求。指导教师对毕业设计的成绩评定标准也因此而相对放宽,近几届毕业生中也从未出现因毕业设计成绩不及格而不能按时毕业的情况,以至于使学生对毕业设计的重视程度相对降低。
1.3学生自身存在的问题
1.3.1时间投入不足。毕业设计安排在大四最后一个学期进行,而这个时期恰好是学生找工作的重要时期,学生的择业与毕业设计在时间上发生冲突,导致部分学生忙于应聘不按时回校,不能把足够的时间和精力放在毕业设计上,这已严重影响了毕业设计的质量。
1.3.2重视程度不够。学生们知道,一般情况下毕业设计成绩都在及格以上,所以部分同学只是简单套用课本和规范中的计算步骤,以完成设计为目的。并不深究设计方案是否合理可行,设计成果是否能够应用,使得毕业设计与工程实践严重脱离。
1.3.3前期基础不够扎实。部分学生前期专业课程学习不够认真,基础理论知识薄弱;课程设计敷衍了事,以完成为目的,并不深究设计内容;毕业实习只是简单“走过场”,并未意识到毕业实习与毕业设计息息相关,这些都使后继的毕业设计不能顺利进行。
2提高给排水工程专业毕业设计质量的改革措施
2.1注重过程管理,提高教师和学生的积极性
在毕业设计过程中,应继续加强指导教师对学生的指导与督促,并适当辅以学校的检查,高效地完成毕业设计任务。防抄袭软件的引入,不适用于给排水等以图纸为主要设计成果的专业。给排水专业的图纸是否为学生独立完成,只能靠专业教师评定。而其设计说明书中引用课本和规范部分不能随意更改,学校在进行重复率检测时可适当放宽要求。
2.2坚持“请进来、走出去”,保障毕业设计的质量
在毕业设计过程中,积极邀请设计院的工程师来我校开办讲座,并对学生的毕业设计进行指导,以进一步提高学生的实践能力和设计水平。同时,鼓励青年教师利用课余时间走进企业,学习工程实践经验,提高自身实践能力,从而提高毕业设计的指导水平。
2.3提前安排毕业设计,加强学生的重视程度
为了在大四最后一个学期顺利完成毕业设计,我们在第七学期提前就把毕业设计的任务下达,让学生可以提前到实际工程中去考察,让学生有充足的时间准备毕业设计。指导教师严格把握毕业设计的进度,一旦进度滞后,通知该生的毕业设计成绩相应降低一个等级,从而提高学生毕业设计的紧迫感。消灭学生毕业设计100%及格率的思想,加强学生对毕业设计的重视程度,以保证毕业设计的质量和效果。
2.4精心准备毕业实习,使毕业设计事半功倍
毕业实习与毕业设计息息相关,毕业实习质量的好坏,将直接影响到后继的毕业设计质量。我们应对毕业实习做好充分的准备,让学生在毕业实习中充分了解自己的设计内容,使毕业实习与毕业设计紧密联系起来,充分发挥毕业实习的作用。
2.5建立校企合作机制,实施开放型毕业设计
鼓励学生到设计部门或相关企业做毕业设计。让学生走出校门,进入生产第一线,真正实现毕业设计与工程实践的有机结合,做到真题真做,从而提高学生的实践能力,为学生今后走向工作岗位奠定基础。并且一些单位可能就是学生将来的就业单位,这种方式不仅在一定程度上解决了择业与毕业设计时间上的冲突问题,还提高了专业就业率。
教育主管部门明文规定:毕业论文是高等学校毕业生在毕业之前,根据《人才培养方案》的要求,在教师的指导下,由学生独立撰写的具有学术价值的论文,它是高等学校的学生完成学业的标志性作业,也是对学习成果的综合检验。公共管理类专业本科毕业论文(设计)的教学过程要在坚持基本原则的基础上结合公共管理类专业本科生培养的特点和实际需要。教学目标定位不准确是制约当前高校公共管理类专业本科毕业论文(设计)的教学水平提高的根本因素。就目前而言,国内相当一部分高校的公共管理专业本科毕业论文(设计)课程定位不准确。甚至部分高校的教学大纲将公共管理专业本科毕业论文(设计)定位专业选修课,这导致公共管理专业本科毕业论文(设计)在课时的安排,教师人员的配置,教学设施的配备方面都存在严重不足。对教师而言,教学目标定位不准确严重影响了教师教学的积极性和主动性。目前部分高校将毕业论文(设计)定位为一门选修课,而毕业论文(设计)这门课程所讲授的论文选题、论文写作的方法、格式和规范,参考文献选择、外文文献翻译等等需要花费教师和学生大量的时间和精力,由于相应的课时安排和重视程度都不到保障,教师在论文写作的教学过程中只能侧重对于空洞的书面讲授,忽视了毕业论文(设计)课程强调实践性和参与性强的特点,在一定程度上弱化了学生直接参与和动手写作的能力,不仅毕业论文(设计)教学的质量大打折扣,教师在教学的过程中也显得力不从心。对学生而言,教学目标的不准确使得学生对专业英语的学习产生了两点误区。首先,尽管越来越多的高校开始注重对本科生科研能力的培养,但由于本科生课程安排相对紧凑,学生用于开展科研的时间和精力有限,大多数学生对专业知识的理解和把握能力不够。毕业论文(设计)课程培养和考查的恰恰是学生的科研能力,但由于课程的安排和教师的重视程度不够,对于大多数学生而言无法将所学的有限的知识与课程有机结合起来。其次,由于大多数高校将毕业论文(设计)设置为选修课,学生对这门课程重视程度不够。作为选修课,学生本能地认为毕业论文(设计)就是一门普通的增长知识的课程,只要求理解就可以,无需深入掌握。这就直接造成了学生普遍对毕业论文(设计)这门课程的重视程度不够,结果在毕业论文的写作过程中相关的问题层出不穷,学生没有能力将毕业论好。虽然部分学生论文写作达不到规定的标准,但是学生又得毕业,最终结果就只有在执行的标准上大打折扣,严重影响了学生素质的培养。
1.2教师人员安排不合理
尽管我国相关教学大纲规定毕业论文(设计)教学应当由教学和实践经验丰富的教师担任,但在实际教学过程中,这项规定执行过程中遇到困难。目前无论是青年教师还是高级职称的教师都在毕业论文(设计)教学过程中面临着亟待解决的问题。对于青年教师而言,在教学过程中面临着一定的困难和挑战。首先,毕业论文(设计)课程对教师知识的储备和运用要求非常高,青年教师由于工作不久,从事一线的教学工作时间较短,在科研和教学方面都与老教师存在一定程度的差距,在教学过程中往往会遇到诸多困难。其次,部分高校对于毕业论文(设计)课程的重视程度不够。由于定位选修课,学校以及学院对课程教学的投入的精力和关注度都不够,更不可能为青年教师提供专项的进修培训,在一定程度上形成了恶性循环。对于高级职称的教师特别是教授而言,时间和精力的缺乏成为制约教学质量的重要因素。公共管理专业本科毕业论文(设计)教学不仅要求教师具有丰富的教学和实践经验,而且还必须具备充足的时间和精力来完成教学工作。由于高级职称的教师特别是教授或是承担着较为繁重的科研工作,或者担负着行政领导职务,常常无法保证或投入过多的精力进行教学工作,特别是毕业论文设计还是一门选修课,教学的质量往往达不到教学大纲的要求。
1.3相关专业教材缺乏
教材作为承担课堂教学的重要载体,直接关系到教学水平的提高。目前,就全国范围内而言,高校公共管理专业毕业论文(设计)课程教材存在以下两个方面的问题:首先,就相关教材数量而言,专门针对公共管理专业毕业论文(设计)教材可谓凤毛麟角。由于公共管理专业在国内开设较晚,加之相关高校对课程的定位偏差,直接导致了国内从事公共管理专业毕业论文(设计)课程教材编订的人员有限。由于缺乏相应的教材,许多高校公共管理专业毕业论文(设计)课程的教材往往采用政治学或管理学等相关学科的教学资料,其内容缺乏公共管理专业所需的专业性、实用性。学生在学习的过程中也带有一定的盲目性和随意性。其次,就仅有的几部教材而言,教材内容普遍存在滞后性和非针对性。在这些毕业论文(设计)课程教材中,有的教材侧重于经济类管理,缺少针对性;有的侧重于政治学,一定程度上超出了学生的接受能力;还有的教材内容严重滞后,不能随国内外公共管理专业的迅速发展而不断更新,许多方法和事例难以满足当前公共管理专业的本科教学要求。
1.4教学方法和手段相对滞后
目前,相对滞后的教学方法和手段直接影响着公共管理专业本科毕业论文(设计)课程的教学质量。第一,教学方法缺乏创新。现阶段,公共管理专业毕业论文(设计)教学仍未摆脱普通课程教学的窠臼,缺乏针对公共管理专业毕业论文自身特点的教学创新。教师的教学方法局限于知识点的讲授,并没有注重通过将知识点的理论与现实社会的实践有机结合,而是空洞的说教,一旦遇到具体的写作,学生就无从入手。因此,在知识经济迅猛发展的时代背景下,仅仅停留和局限在传统的教学模式下,已经很难适应时展的需要。第二,教学手段单一僵化。公共管理专业毕业论文(设计)教学应该结合公共管理专业和本科论文写作的双重特点,尤其要注重培养学生的问题意识和科研意识。而现在的教学仍然停滞在传统教学方法,教学手段依旧单一僵化。教学、教材和课件依然是主要的教学手段,学生主观能动性不强,被动地依赖教师,部分学生需要教师的亦步亦趋的督促式指导,不能通过自己的思考来解决问题,在一定程度上削弱了学生学习的主动性与积极性。
2当前高校公共管理专业本科毕业论文(设计)提升的路径探析
2.1明确毕业论文(设计)教学目标
设置公共管理专业的高等院校应当依据教育部对本科毕业论文写作的有关规定,结合各自学校自身公共管理专业发展的情况制定毕业论文(设计)的教学目标。就目前而言,应当突出强调它在专业教学计划中的必修课地位,引起师生们的重视。公共管理专业毕业论文(设计)教学的总目标应定位为:“根据人才培养的目标和规格要求,结合顾客——学生的要求和用人单位的要求,建立毕业论文(设计)各环节的质量目标,达到人才培养的基本要求和满足学生个性的发展,最终目的是训练学生的初步科研能力、高水平的知识运用、技能的培养和创新精神、开拓创新能力和学术道德的培养”。公共管理专业毕业论文(设计)教学的具体目标主要包括:在教师的教授和帮助下,通过学习了解毕业论文的基本属性和特点,逐步掌握如何进行论文选题、如何撰写开题报告、资料的收集和信息的检索、论文的结构和撰写规范,论文的修改和论文的答辩等相关问题,最终确保学生能够高质量地完成毕业论文(设计)。
2.2优化课程师资队伍建设
师资队伍建设是培养学生理论与实践综合运用能力的基础。针对当前公共管理专业教师队伍的构成的现状,可以采取不同的方式来加强专业教师队伍的建设。其一,针对教学和科研相对欠缺的青年教师而言。未来公共管理专业的青年将逐步实现高学历,科研能力将成为青年教师的强项,教学经验的不足可以通过逐步的教学实践得以弥补。因此,未来青年教师无疑将成为毕业论文(设计)课程教学的主力。而就现阶段而言,首先,高校有关部门应当积极为青年教师提供一个锻炼和学习的机会。教师作为特殊的职业,其经验和知识的积累恰恰需要平时的摸索和锻炼。其次,学校、学院可以聘请校内外一些学历较高、经验丰富的老教师,通过这些老教师的帮助和指导,不仅可以减轻青年教师在教学过程中面临的诸多压力,而且培养和锻炼青年教师实践教学能力。其二,针对具有丰富教学和实践经验的老教师而言。老教师科研水平高,教学经验丰富,他们参与到毕业论文(设计)课程中来,对于提高学生毕业论文的水平和质量无疑具有重要的意义。就现阶段而言,由于老教师承担着相对繁重的科研任务或行政任务,而毕业论文(设计)课程需要投入大量的时间和精力,部分学校强制让这些教师承担这门课程,其教学成果往往是事倍功半。目前最优的解决路径是老教师和青年教师共同参与毕业论文课程的教学工作,老教师更多的是对青年教师提供必要的指导,而青年教师直接参与到教学的第一线,形成多层次和多元化的教学梯队,既达到了锻炼教师队伍的目的,又扩大了学生与教师在学术、科研、社会实践等方面进行交流的空间,对于教学质量的提升有着深远的影响。
2.3更新专业教材内容
当前公共管理专业毕业论文(设计)教材的针对性、时代性和实践性不强,教材多侧重于经济管理类或政治学类教学,脱离了高校公共管理专业毕业论文的教学要求。为了改变目前教学的现状,相关部门应联系开设公共管理专业的高校,组织本领域的专家学者根据我国高校公共管理专业人才培养要求,编写不同公共管理专业领域的教材,提高专业教材内容的适用性。教材应当服务于公共管理专业毕业论文(设计)的教学目标:首先,在理论层次方面上,公共管理专业毕业论文(设计)必须明确作为本科毕业论文的共性特征和作为专业学科的个性特征。教材必须明确毕业论文在公共管理专业教学中的地位和目标,并为教师的教授提供一个可以参考和借鉴的教科书,为学生提供一个可以学习论文写作的教材。其次,在实践能力方面上,学生能够根据所学知识熟练掌论文的选题、开题报告的撰写、资料的收集和信息的检索、论文的撰写规范,论文的修改和论文的答辩等相关问题。并且通过这门课程的学习,实现将四年所学知识与实践问题有机结合,锻炼和培养自己的学术科研能力和沟通交流能力。
目前高校环境工程专业毕业设计所采用的模式基本是先由指导教师列出题目,再由学生进行选择。然而由于有些教师手中掌握的工程技术资料有限,所指导学生数量又多,选题经常是使用多年的陈旧课题,有的甚至几年都用一样的题目,缺乏创新,重复率高。另外,由于不同高校的学科特色不同,环境工程专业的研究重点也各有差异,有些高校毕业设计题目主要集中在水处理方面,而大气、土壤和固废方面的设计题目相对较少;有些高校侧重于固废及土壤方面的研究,大气及水处理方面研究相对较少。这就导致了毕业设计课题不够全面,难以体现专业特色。
2.学生对毕业设计不够重视,投入精力不足。
目前大部分高校的培养方案中把毕业设计安排在最后一个学期,而这一学期,又是毕业生找工作的关键时期。在高校扩招的总体趋势下,近几年来毕业生数量连年创新高,导致学生的就业压力逐年增加,在激烈的市场竞争下,学生们不得不花费大量的时间精力在择业就业上。同时,一部分学生选择继续深造,将主要精力放在了研究生复试及一些其他考试上。而学校经常把就业率和考研率作为衡量一个专业建设好坏的重要指标,导致部分学生对毕业设计的重视程度和精力投入不够。很多学生认为自己找到了工作单位,毕业设计已经无关紧要了,应付心态严重。有些同学经常是东拼西凑,草草完成毕业设计,其结果就是使毕业设计流于形式,难以达到锻炼学生分析解决问题的能力和培养综合素质的效果。
3.师资缺乏,配套设施不足。
有些院校平均每位教师要指导十多名学生的毕业设计。很多教师除了指导毕业设计外,还要完成繁重的课堂教学任务和其他科研任务,所以指导教师根本不可能对每个学生都做到面面俱到的监督和指导。这就造成了一些学生的松懈,从而影响毕业设计的质量。同时,一些带毕业论文的教师通常需要学生进行几个月的实验研究,由于学校实验设备比较陈旧,一些设备出现了老化和故障,严重影响了实验的进度和实验结果的准确性,进而影响毕业论文的质量。
4.毕业设计评定流于形式化。
毕业设计教学环节通常包括选题、开题报告、中期检查和毕业答辩等。学生的毕业设计成绩主要取决于答辩成绩。而学生毕业答辩一般安排在学生离校前几天,所以答辩中即便发现一些问题,学生也不会再多花时间去修改。答辩组对于学生的评分,最低只给到及格,一般不会给学生不及格,答辩过程形式大于内容。这就使得学生们从思想上到行动上都对毕业设计不够重视。
5.毕业设计经费支撑不足。
目前多数高校普遍存在经费不足的问题。由于多数毕业设计的题目均为陈旧的课题,并无直接的经费支撑,同时学校针对毕业设计提供的专项经费数量有限,进一步限制了设计资料及试验条件等方面的支持,从而影响学生毕业设计实际针对性,难以保证质量。
二、环境工程专业毕业设计改革建议
1.广泛收集资料,丰富毕业设计选题。
科学合理地确定毕业设计选题,是保证毕业设计水平的先决条件。从选题内容上,根据环境工程专业的特点,毕业论文应涵盖水污染控制工程、大气污染控制工程、土壤污染控制工程、生态工程及环境质量评价等各个方面。从选题方式上,毕业设计选题应与学生择业方向相结合,与科研和工程项目相结合,与企业相结合,以学生自由选题为主,结合学生自己的兴趣、特长及今后从事工作的需要自主选题。
2.灵活安排毕业设计时间,加强与学生间的互动。
针对毕业设计时间安排在学生时间精力均不足的第八学期的问题,可以改变毕业设计的固定组织形式,灵活利用时间来组织毕业设计。例如可以考虑把毕业设计分两个学期进行:不考研的学生在第七学期进行,考研的学生在第八学期进行。部分学生也可在第五和第六学期通过参与教师的科研课题或开放实验,提前完成毕业设计。这种方式就避免了毕业设计时间集中以及每位老师短时间内所带学生较多的问题。另外,毕业设计是学生将四年的知识积累运用到实际应用中的一个过程,需要学生们细心地分析选题,进行资料调研,运用所学知识寻找解决问题的方法,这个过程需要教师精心的指导,因此师生间的互动非常关键。指导教师应该根据每个学生的具体情况,每周对学生进行指导,并在毕业设计过程中不定期检查学生设计的进展,及时发现学生的问题,并进行指导,保证学生高质量地完成设计。
3.加大教学投入,提高教师的专业技术水平。
学校应为保障学生毕业设计的质量投入更多的教学设备,将机房和实验室较大程度地向学生开放,以保证学生有足够的时间完成实验和设计。另外还应对指导毕业设计的教师进行培训和考核,提高教师的专业技术水平,努力打造一支既有专业知识,又懂辅助技术,同时善于联系实际的优秀教师队伍。
4.加强管理,改革毕业设计的考核方式。
虽然在毕业设计的各个环节都有相应的管理措施,但在实际实施中常流于形式。要加强毕业设计的管理,首先要进行学风教育,使学生认识到毕业设计的重要性。最重要的是要严把答辩关,要严格答辩程序,避免答辩走过场的现场。对于达不到要求的设计,坚决不给予通过,营造良好的学风。同时,改革毕业设计的考核方式,研究制定科学高效的评分机制,对于平时设计过程中不按时完成各项任务的学生可给予相应的减分,提高指导教师打分的比例。
1)主观积极性。作为毕业设计的主体,学生的态度积极与否直接影响了毕业设计质量,然后近年来普遍存在着学生重视程度不够的问题。很多学生对毕业设计(论文)的目的和要求缺乏足够的认识,不少学生把毕业设计仅仅作为一门功课来看待,甚至认为其它功课已经通过,自然毕业设计肯定也会顺利通关,这种典型的应试式思维导致思想上的不重视。随着大规模的扩招,就业越来越难,学生要找忙于工作,投入毕业设计上的精力大大减少。在历年的毕业设计中也存在着前期文献调研与设计工作不努力,等到答辩前期突击的现象。
2)基础不扎实。毕业设计是大学教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计,培养学生综合运行所学的基础理论、专业知识和基本技能,分析与解决实际问题的能力,使学生获得从事实际工作所必须的基本训练和进行科学研究工作的初步能力。因此,学生对基础理论和专业课程的掌握水平直接影响毕业设计工作的开展。例如,我系部分学生由于平时对基础理论与专业课程的学习不够重视,看不懂专业的参考文献,系统方案设计不出来,经过指导老师耐心指导,仍有些同学一窍不通。涉及仿真,有一部分同学,连Matlab工具软件都还要现学。这些现象都体现学生的基础不够扎实,严重制约毕业设计的教学水平。
1.2教师因素
1)主观积极性。教师方面,由于不仅要承担繁重的教学任务,还需开展科研工作,带学生做毕业设计只是众多工作中的一项,用于毕业设计指导工作的时间和精力不足。我系教师教学任务尤其多,在毕业设计开展期间,多数教师还承担了课题教学,课程设计探索提高热工自动化专业毕业设计教学质量谢七月(长沙理工大学能源与动力工程学院)等教学工作。这几年绩效改革不鼓励超工作量,毕业设计工作又持续周期长,学生知识结构又层次不齐,因而有些教师对毕业设计态度不是很积极,指导效果明显受影响。
2)指导老师队伍本身的专业素养。热工自动化专业方向比较细,开设热工自动化专业的高校很有限,我系极少教师本科专业是热工自动化的。由于教师资源相对紧张,即使缺乏系统的工程化培训与实践的新进教师也承担了指导毕业设计的教学任务。甚至有的教师虽然没有能力指导毕业设计,但为了完成学校规定的教学任务,也只好勉强上阵,这也在一定程度上导致了毕业设计质量的下滑。而且现有的毕业设计指导教师队伍单一,不能很好的因材施教。
1.3客观因素
1)毕业设计时间过短,很大程度上影响了毕业设计的教学质量。毕业设计一般安排在大学最后一个学期,我校还在该学期安排毕业实习,部分同学还要忙于找工作、考研等各类事情,用于毕业设计的时间有限,满打满算仅仅14周,也就三个多月。而要在三个月内完成文献调研、文献翻译、开题、设计、实验、论文写作、答辩等一系列工作,很难保证还能有充足的时间对毕业课题做深入的研究。据我系历年数据,不能完成毕业设计要求的全部内容的学生多达40%,而能在短短三个多月内做出较好结果的学生不足10%,这类学生往往是提前参加了相关课题或是有扎实的基础,而基本完成任务书内容的学生将近50%。
2)毕业设计的考核方式单一,难以激励学生很好地完成毕业设计的任务。目前毕业设计的考核主要以答辩为主,尽管在毕业设计过程已经按前期检查、中期检查、毕业答辩三个阶段分别开展了检查考核,而且也制定了各阶段的阶段性指标,但指标不够具体,考核过程有时候流于形式,并没有严格考核。即便将考核模式向以实物、图纸、程序、科技论文、专利、竞赛结果为主的综合考核模式转变,但因这些内容无法在三个月内实现,因此,无实际全面实施考核的可能性。
3)管理机制已经不能完全适应毕业分类指导的需要,在一定程度上也影响了毕业设计的教学质量。学校和学院现有的教学管理模式是针对大多数学生的情况制定的,不够灵活,既难以充分发挥优秀学生的创造力,也难以提高落后学生的综合能力。对分类指导、因材施教的考虑不周全,毕业设计的整体教学水平难以提高。
4)其它客观因素。影响毕业设计的客观因素还有很多,例如,实验条件紧缺,企业合作较虚,大部分设计电厂自动化的实验缺乏实现条件。
2提高毕业设计质量的改革措施
2.1毕业设计时间的调整
从本届毕业设计开始,我校开始调整毕业设计的时间安排,把前期工作安排在第七学期最后三周,要求在这三周内完成文献调研,英文文献翻译以及开题报告。然后希望学生能够利用部分寒假时间进行毕业设计的后续工作,为开学初的毕业实习做准备工作,从而使得学生能够带着毕业设计中的问题参加毕业实习,增强毕业实习的针对性,最终提高毕业设计的质量。为了进一步的落实分类指导与因材施教,我系将根据学生的学习成绩安排给与更为合理的毕业设计时间。对于成绩前10%的特别优秀的学生,可以在第六学期初结合毕业后的计划开始进行毕业设计选题,在这学期内进行文献调研与英文文献的翻译工作,争取在第六学期末进行开题,利用大四一年时间完成具体设计和论文撰写,鼓励结合设计结果撰写与发表学术论文,毕业设计总时长达到三个学期,这个时间相当于目前2.5年制的研究生用于研究的时间,从而保障这部分优秀学生有充分的时间将毕业设计做的更加深入。对于成绩前30%左右的学生,则可在第七学期初选题、开题,毕业设计总时长为两个学期。对于成绩一般以及成绩特别差的学生,采用学校统一安排的毕业设计时间,第七学期中后期选题,第七学期末毕业设计开题,毕业设计总时长保持在半年以上。而对于动手能力特别强和参加各类课外科技竞赛的学生,可在第五学期完成选题,开题并将其毕业设计与竞赛结合,总时长为四个学期。
2.2指导方式改革探索
由于教师资源相对不足,为了更好指导毕业设计,我系正探索指导方式的改革。一方面,我系2014届和2015届毕业生均在120人左右,而现有专职教师只有15人,平均每位教师指导8名学生。另一方面,由于自动控制学科的发展日新月异,热工过程自动化也得到了快速发展,涉及的领域不断延伸,几乎包罗万象,不可能要求每位教师都对每个领域均有深入的认识。因此,在毕业设计的指导过程中,应该充分发挥教研团队的优势,探索集体指导和个人指导相结合的指导方式尤为重要。鉴于在毕业设计过程中,学生通常会遇到一系列的问题,尤其是面临工程实际方面的问题时,感到无所适从,急盼有教师的指导。因此,指导教师每周安排一次答疑与讨论,每个工作日下午安排一名教师开展集体指导。提前安排时间与地点,即时通知学生,学生既可得到指导教师的指导,还可根据自己的问题,选择相关领域的教师参加集体指导。
2.3毕业设计选题模式的探索
我校已使用毕业设计选题系统,先由教师命题上网,然后由学生上网选择,每位学生可以选择两个题目,最后指导教师确认。为了更好地因材施教,我系对选题工作进行了探索。首先从命题上把好质量关。要求指导教师分别在题目命题来源、命题类型、命题质量等方面下功夫,并对不同层次的学生采用不同的毕业设计命题。我系成立了毕业设计指导小组,在选题期间,组织教师对命题应在一定范围内进行严格评审打分,只有通过评审的题目才能予以通过。对于特别优秀的学生,尤其是保研的学生,将他们作为创新拔尖人才培养的主力,命题可以结合国家和省部级重点科研项目,从项目中抽取部分有一定深度和难度且带有前瞻性的课题,锻炼其科研能力和动手能力,冲刺校优秀毕业设计。对于成绩在前30%左右的学生,从科研项目中抽取部分动手和锻炼工作能力较强的课题,培养学生的创新意识与能力。对于成绩一般和较差的学生,命题结合生产实践,锻炼其在实际工作中解决问题的能力。而针对考研学生,可以选取一些相对难度较小的科研题目进行研究,注重科研能力的训练与培养,为将来研究生的深造打好基础。对于力争进入特别优秀学生的选题,系毕业设计指导小组将组织面试考核,考核成绩供命题教师参考。学生在选题期间,即时向指导教师汇报学习情况,命题教师根据选题学生的具体情况,选择与命题要求相吻合的学生,确定选题学生。
2.4管理制度方面的改革
为了加强对毕业设计的管理,根据学校与学院对毕业设计的管理规定,我系制定了管理细则,探索从制度建设方面保障毕业设计的质量,主要改革方面如下:
1)加强对学生在毕业设计期间的管理。在毕业设计动员大会上,毕业设计指导小组给学生阐明毕业设计的严肃性,明确指出毕业设计将从严把关,从而使得学生端正毕业设计的学习态度。毕业设计过程中,学生必须在指导教师指定的场所开展工作,从而便于指导教师检查与指导,规定学生每个工作日必须在指定场所,无特殊情况不得请假,由指定学生负责每天的考勤,系指导小组将不定期进行考勤检查,从而改变以往懒散的作风。学生每周参与答疑,即时汇报毕业设计进展,指导教师将记录每周的答疑情况。指导教师严格根据学生的平时表现评定学生的平时成绩。
2)加强对指导教师的督查工作。为了督促教师积极参与毕业设计的指导工作,学校与学院有教学督导会进行常规的教学检查。我系将加强这方面的督查,每周向学生调查指导教师的指导情况。为了充分调动指导教师的积极性,将设立经费进行奖励,对认真负责的指导教师要予以奖励,为了公平起见,对于指导非特别优秀学生获得优秀毕业设计的教师,系将加大力度奖励。对于指导不力的指导教师,限制下年的指导人数。
3)严格考核毕业设计过程的各个阶段。为了使得学生和教师高度重视毕业设计,有必要加强对毕业设计过程各阶段的考核,而不是只注重毕业设计的最后结果。将整个毕业设计过程分三阶段进行检查考核:第一阶段(毕业设计工作初期):检查师资配备和设备条件、课题审查情况及学生选题结果。第二阶段(中期):深入教学现场,进行实地检查,通过观察、提问,考察学生的工作状况;了解学生对教学工作的反映;同时检查教师的工作状况,依据毕业设计管理细则对教师与学生的各项指标进行打分。第三阶段(后期):这个阶段重点抓好答辩资格审查工作与成绩评定工作。学生答辩前,要进行答辩资格审查。学生按规定时间完成毕业设计任务,经“审阅”、“评阅”合格后,方可参加答辩。毕业设计成绩由“审阅”“评阅”“答辩”三个环节组成,各环节成绩占总成绩的比例分别为40%、30%、30%。由指导教师、评阅教师、答辩小组分别写出评语并给成绩,最后综合评定学生的成绩。为了避免教师担心自己带的学生成绩偏低或答辩通不过给自己带来麻烦,系指导小组将协调后续工作,使得指导教师能客观评分。为了客观公正进行评阅,采用集体交叉盲审形式。严格按程序组织答辩,避免走过场。
2毕业设计指导工作
毕业设计指导工作是决定整个毕业设计质量好坏的关键。基于专业导师制毕业设计指导工作的实施,有利于密切师生关系、促进教风和学风建设,有助于解决指导环节存在问题。专业导师负责制,即从大三开始,每位学生都选择一名专业指导教师,由专业导师指导专业课程学习、专业技能训练,由专业导师布置和指导其毕业设计。实施专业导师负责制,专业导师来自于科研教学骨干教师与企业工程师,学生和导师双向选择,建立专业导师制度;其次,三年级学生即可进入毕业设计环节,在导师指导下,确定专业方向,学习专业知识。
3毕业设计质量管理
3.1建立毕业设计规范制度
建立毕业设计管理办法与实施细则、毕业设计大纲、指导教师职责、评阅教师职责、成绩考核标准、答辩工作规范、工作流程、论文格式规范等系列文件制度,从过程管理上形成选题、指导、中期检查、评阅、答辩等环节的规范和标准。
3.2选题规范化管理
制定科学、合理、规范化的选题申报制度,毕业设计选题实行一人一题、题目不重复。严把指导教师质量关,选派有教学和科研经验、具有讲师职称或博士学位的教师担任指导教师。
3.3毕业设计过程监控
毕业设计质量监控机构有学校、院(系)及专业建设组(或教研室)三级,采取院(系)自查和学校检查相结合的方式进行,明确各级监控岗位职责。监控环节分为初期检查阶段,包括指导教师资格、选题、开题;中期检查阶段,包括教师指导、设计进度、学生工作情况等;末期检查阶段,包括设计质量、答辩资格审查和答辩情况,整个监控环节形成了毕业设计质量监控闭环。
3.4毕业设计量化考核
毕业设计工作的量化考核应以毕业设计规范制度为依据,对质量监控过程进行量化。毕业设计(论文)工作评估指标体系,分为一级指标(质量监控、题目选择、论文或设计质量),二级指标(组织领导、质量监控、选题、成绩评定、总体水平)及主观观测点,最终达到对毕业设计工作的量化考核。
3.5毕业设计网络化管理
毕业设计网络化管理系统实现了教师网上出题、开题下任务、中期检查、论文审阅的全过程指导,提供师生互动平台,为教学管理人员的组织立题、中期检查、答辩分组、论文评审、归档全过程监督管理提供了工具,从而在很大程度上提高了毕业设计管理水平和毕业设计的质量。
1.1课题不能满足社会需要
现有的毕业设计题目仅仅是对部分学科内容的综合应用,只是涉及工程的某一方面,没有培养学生对整个工程的全体把握.各个专业各自为阵、没有联系、缺乏学科间的交叉.例如,土木工程的学生只专注于结构设计,建筑专业学生则更为注重外形的美观,没有考虑力学的影响.工程管理的学生则更多地是选择软题目进行毕业设计的答辩,给排水专业的学生则在给定的图纸中添加上下水管道而不去考虑楼层的承重等问题,彼此之间没有信息的互通,难以达到毕业设计中模拟工程实训的要求[2].
1.2抄袭现象严重
目前大多数院校由于应届毕业生人数较多,每位指导教师可能同时指导多位学生进行毕业设计,所以在选题上会存在雷同的地方.而一些学生存在不求优秀但求通过的思想,因此在进行毕业设计时会不同程度地出现抄袭现象.
1.3时间安排不合理由于毕业设计大多安排在第八学期,学生面临找工作、实习、面试等问题,导致一些同学前期没有准备而在临近答辩前夕才匆匆完稿,答辩时仓促上阵,严重影响答辩质量.
2土木工程团队毕业设计的实践
为了提高毕业设计质量,锻炼学生的工程实践能力和创新意识,强化学生的团队协作精神,江苏科技大学船舶与建筑工程学院采用跨专业团队毕业设计的模式,尝试对毕业设计环节进行改革,经过试行取得了一些成果并积累了部分经验,所培养的毕业生在用人单位也受到了一致好评.
2.1合理选题团队毕业设计的题目
除了要符合专业教学要求,涵盖本专业绝大部分的专业领域,具有很强综合性,还必须与工程实际相结合,具有较强的实践性,同时具备一定的前瞻性和创新性.此外,还必须符合所有参与专业的专业要求,能够使团队成员分工明确[3].团队选题是以指导教师讨论决定课题的方向,再由学生团队自主确定课题题目,通过查阅各种文献、书籍及设计手册,搜集并整理资料,初步确定设计方案,并及时与老师交流,对方案进行完善,并形成最终方案.
2.2组织团队指导教师在毕业设计环节
要求每位学生都有一名指导教师,因此在毕业设计团队中,也为每位成员配备有各自的指导教师,指导教师也形成团队,选择其中一人为总负责人,负责收集学生在毕业设计过程中遇到的各种碰撞问题,协调指导教师团队集中对问题进行协商和解答.由于指导教师们的专长和知识结构各不相同,因此通过教师团队的指导,可充分发挥教师团队综合知识的优势,能更有效地指导团队毕业设计工作,同时也为学生树立了团队工作的榜样.
2.3学生团队项目制
以苏州御锦花园住宅楼的团队毕业设计为例,将之分为建筑、结构、基础、给排水、造价、施工组织等项目组成,各项目由一名同学担任责任人,以设计的各项任务和学生项目负责人建立工作任务分工表,明确哪项任务由哪位同学负责主办,并明确协办人员,由负责主办的同学统筹安排时间进度和工作进度,让所有同学都参与到该任务的设计中.每个学生明确自己在团队设计中的位置,并积极主动介入,群策群力,发挥应有的作用.学生在项目进行过程中,逐步学会了制定计划、讨论分工、协调工作内容和进度、定期举行小组会议、方案讨论与决策等团队工作的方式,培养了学生的团队精神和处理实际问题的能力.
2.4严格控制时间节点
毕业设计一般安排在第八学期进行,但是同时也是学生找工作、考研、面试、培训等方面的黄金时间,这样就难免会出现时间上的冲突.而如何在保证工作质量的基础上,如期完成各项工作任务,确保项目的整体进度,是团队毕业设计必须要解决的关键问题.因此我们将团队毕业设计提前至第七学期的第八周,并综合考虑上述因素,做到合理分配工作任务及工作时间。
2.5团队答辩模式
由于学生团队是跨专业组成的,因此在毕业答辩环节,由团队各专业教授组成了专家答辩组,对团队毕业设计进行公开答辩.由一名学生负责团队毕业设计总的概述,然后按照计划进度表中各项目组成由各项目负责人进行设计陈述,在各项目陈述过程中专家答辩组对团队毕业设计进行提问.通过本次团队毕业设计各专业学生彼此学习、相互交流,为完成苏州御锦花园住宅楼设计项目,团队学生群策群力进行设计和计算,既加深了对本专业课程的掌握,同时也扩充了自己的知识面,了解交叉学科的相关内容,真正做到学科的交叉与融合.
2研究内容
计算机工程专业方向的主干课程包括数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、计算机系统设计、VLSI系统设计等。课程各有目标,课程之间有宏观上的先后顺序,有微观上的相互穿插,有内容上的重叠。经过近几年的教学研究和改革,各门课程都发生了非常大的变化[1]:VLSI课程中会涉及算术逻辑单元的设计甚至处理器设计方面的内容;汇编语言的作用已经从编程工具转变为描述和理解计算机系统工作原理的有效工具;HDL语言和仿真工具不再专属于数字逻辑电路设计领域,已经成为计算机系统设计的通用语言和工具。但是,由于总目标不明确,导致课程分头讲,实验分头做,总体学时不少,最终效果欠佳。笔者的主要研究内容以计算机系统设计为目标,从能力培养的视角看待和理解数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、VLSI、计算机系统设计等课程,借鉴CDIO的思想,将系统设计思想和设计实践贯穿整个计算机工程专业方向人才培养过程。
2.1重新审视和修订教学计划
在研究过程中,我们首先整理涉及的各门课程的全部知识点,对相互影响的重要知识点整体排序,整合相近和相似的知识点,归并出一些重要的专题,提出有利于培养计算机系统设计能力的完整实践教学体系,全线引入HDL语言,全线引入基于FPGA开发板的设计实验,紧密配合理论课、设计方法课、实践课,形成“学习—构思—设计—实现”的完整过程。
2.2数字逻辑电路设计课程内容的改革
数字逻辑电路设计课程改革的研究重点是设法强化和提升学生使用硬件描述语言说明硬件系统的能力,将硬件设计语言的介绍提前到课程的开始部分,使学生在学习数字逻辑电路设计过程中就开始使用硬件设计语言,相当于使学生掌握了一个设计工具,为计算机组成原理课程和计算机系统结构课程提供支持,另外,从教学上形成学习数字逻辑电路设计就是学习集成电路设计的理念。数字逻辑电路设计课程的实验既有使用逻辑电路器件搭建实验电路的传统型实验,又有使用FPGA开发板的设计实验。
2.3计算机组成原理课程的教学改革
计算机组成原理课程借鉴“深入理解计算机系统”教材中的思想,调整了部分课程内容和授课重点,比如,在数据表示部分增加了C语言的整数表示以及比较运算的示例,在存储器部分增加了程序访问局部性原理的C语言示例,在指令系统部分增加了寻址方式的C语言示例等。增加C语言的示例是进行教学视角调整的一种尝试,由于学生已经学习过C语言,已经初步掌握了编程方法,但是并不清楚程序在计算机内部,特别是在计算机系统底层硬件中是如何表示、如何执行的。通过在计算机组成原理课程中增加一些C语言的示例,让学生真正理解程序的执行过程。
2.4计算机系统结构课程内容的调整
计算机系统结构课程在课程内容方面进行了一些调整,主要为了更好地与计算机组成原理和计算机设计与调试等课程衔接。增加多核处理器和多线程调度等方面的内容;对教材中给出的一些具体处理器实例给予更多关注,比如Pentium、PowerPC和MIPS处理器实例等;重视向量运算和向量处理器部分的内容。
2.5计算机设计与调试课程实践教学改革
计算机设计与调试课程把以往让学生设计实现一个有十几条基本指令的微程序控制器改变为设计实现向量协处理器;以PowerPCRISC处理器的指令系统为参考,把设计PowerPC扩展指令协处理器AltiVec模块中的VSFX指令部分作为教学内容。整个设计任务分为8个相互联系、难度逐步增加的子任务,通过教师引导、分组讨论、学生实践、实现设计、完成测试等一系列教学环节,让学生完成协处理器中的部分设计工作并熟悉完整的协处理器的设计与调试方法。
2.6嵌入式系统设计课程实践教学改革
嵌入式系统设计课程开发出嵌入式系统计算机结构及相关软件的综合实验,使硬件与软件相结合,强化对学生计算机综合开发应用能力的培养,提高学生的实践能力。综合实验要求学生完成一个嵌入式系统开发实现的全过程,包括完成硬件、软件的功能分配,进行主控数字系统硬件的设计和制作,设计驱动和功能软件,硬件、软件的分别测试与综合测试等。
2.7VSLI系统设计课程实践教学改革
VSLI系统设计课程的实践教学改革,把实践分为3种类型:课程实验、自主实验和课程设计,3种类型的实验全部基于Nexys3FPGA开发板进行设计。课程实验包括XilinxFPGA设计流程、Nexys3FPGA开发板主要模块接口设计和基于IP的数字电路设计等。自主实验部分的题目类型包括:串—并转换电路、FIFO存储器设计、大数加法器设计和FIR数字滤波器设计等。课程设计部分的题目类型包括密码协处理器设计、数字信号协处理器设计和图像处理协处理器设计等。
3实验室建设
天津大学计算机科学与技术学院2006年建立了数字逻辑电路设计实验室、计算机组成实验室、计算机系统结构实验室、嵌入式系统实验室,建立了超大规模集成电路设计与应用研究所。实验室配备了数字逻辑实验台、计算机组成原理实验台、计算机系统结构实验台(带有FPGA模块)、嵌入式系统设计实验台等教学实验设备。这些实验室和实验设备能够满足常规的计算机系统实验,但对计算机系统设计能力培养的支持还不够。为此,学院2013年与美国Xilinx公司合作,建立了天津大学—美国Xilinx公司计算机系统设计联合实验室,实验室配备了50多块Nexys3FPGA开发板,实验时可以满足每人一块开发板的要求。超大规模集成电路设计与应用研究所于2012年引进BEECube公司先进的BEE3系统,该系统基于计算机系统的第三代商用FPGA系统,包括4个Virtex5FXTFPGA芯片,以及高达64GB的DDR2ECCDRAM和8个用于模块间通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA开发板和BEE3系统,我们具备了实现学生设计的各种计算机系统的设备平台,为培养学生计算机系统设计能力提供了强有力的支撑。