提升材料類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量的思考與探索

張新穩(wěn)　陳月花

【摘 要】本科畢業(yè)設(shè)計是高校培養(yǎng)本科生教育計劃中的最終環(huán)節(jié)，本文主要從南京郵電大學(xué)材料院為例，分析了畢業(yè)設(shè)計中的存在的問題，并針對材料類或理工科院校的共同問題提出了相應(yīng)的解決方案和思路，來提升理工科專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】畢業(yè)設(shè)計;材料類專業(yè);創(chuàng)新計劃;科研技能;質(zhì)量提升

中圖分類號： G642.474文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）28-0071-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.28.028

畢業(yè)設(shè)計（論文）是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)的一個重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基本知識、基本理論及基本技能解決實(shí)際問題能力的重要途徑。南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院擁有高分子材料與工程、材料化學(xué)和材料物理三個寬口徑的材料類本科專業(yè)，材料類專業(yè)特色是針對當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的前沿方向—光電信息材料及應(yīng)用為主線，與信息、電子、物理等多學(xué)科相結(jié)合，在有機(jī)電子學(xué)、生物電子學(xué)、光電信息材料與器件、納米材料及應(yīng)用等特色方向及領(lǐng)域，培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才。我校材料院專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目大多來源于指導(dǎo)老師的科研課題，其特點(diǎn)是前瞻性和理論性相對比較強(qiáng)，實(shí)踐性能力要求很高，實(shí)驗(yàn)周期相對較長，學(xué)生需要花費(fèi)大量的時間做實(shí)驗(yàn)探索。盡管學(xué)生的選題工作提前到大四上學(xué)期的11月份，到第二年即大四下學(xué)期末期成文，中間時間還包含寒假，又加上部分學(xué)生考研、參加各種招聘會，極大的影響了畢業(yè)設(shè)計的有效實(shí)施時間，無法保證學(xué)生高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計全過程。同時，這類題目的前瞻性和實(shí)踐性決定了實(shí)施過程中所用儀器多為高精尖的制備和表征設(shè)備。這不僅需要學(xué)生掌握一定的理論基礎(chǔ)，還對學(xué)生的動手能力、熟練程度有更高的要求和挑戰(zhàn)，又加上研究結(jié)果的不可預(yù)測性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差和方案的不斷調(diào)整，這眾多的問題使畢業(yè)設(shè)計的難度增大，如果沒有充足的時間是無法保證學(xué)生高質(zhì)量完成畢業(yè)設(shè)計。因此，尋求更好的畢設(shè)方案是我院乃至同類理工科院校共同面臨的一個函待解決的問題。本文將以南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院被例，共同探討提升本科生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的幾種方案和思路。

1 源于創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，結(jié)于畢業(yè)設(shè)計，走向一體化模式

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃是根據(jù)《教育部 財政部關(guān)于“十二五”期間實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見》（教高〔2011〕6號）和《教育部關(guān)于批準(zhǔn)實(shí)施“十二五”期間“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”2012年建設(shè)項(xiàng)目的通知》（教高函〔2012〕2號），決定在“十二五”期間實(shí)施國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃。實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃的目的是促進(jìn)高等學(xué)校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對實(shí)踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，增強(qiáng)高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才[1]，其創(chuàng)新計劃的內(nèi)容主要包括創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目三類。對于我校材料院的特殊情況，學(xué)生主要參與的項(xiàng)目為創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，本科生個人或團(tuán)隊，在導(dǎo)師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目設(shè)計、研究條件準(zhǔn)備和項(xiàng)目實(shí)施、研究報告撰寫、成果（學(xué)術(shù)）交流等工作。我院本科生的培養(yǎng)為本科生導(dǎo)師制育人模式。學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)二年級既可以根據(jù)自己的愛好興趣選擇自己的導(dǎo)師并經(jīng)過培訓(xùn)合格后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，通過本、碩、博三級互動的訓(xùn)練模式來達(dá)到對學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能的培養(yǎng)和科研素養(yǎng)的提升。在近三年以來，學(xué)院實(shí)行全員育人方案，大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃參與率高達(dá)到100%，這就意味著創(chuàng)新訓(xùn)練計劃完全可以與本科生的畢業(yè)設(shè)計相交融和補(bǔ)充，創(chuàng)新訓(xùn)練計劃成為畢業(yè)設(shè)計的一部分，畢業(yè)設(shè)計也是創(chuàng)新訓(xùn)練計劃的一部分，“你中有我，我中有你”，將創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合，最終達(dá)到“我就是你，你就是我”的一體化模式。

創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和畢業(yè)設(shè)計一體化培養(yǎng)模式的實(shí)施保障。首先，政策性保障。一體化畢業(yè)設(shè)計的實(shí)施首先要求有政策上的保障，比如學(xué)校、學(xué)院應(yīng)出臺響應(yīng)的政策，支持和鼓勵這一方案的執(zhí)行。其次，儀器設(shè)備保障。一體化模式還要求有足夠的科研環(huán)境設(shè)施供學(xué)生使用。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計方案，只有大四的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做畢設(shè)，而且時間上比較短，所有的畢設(shè)環(huán)節(jié)的實(shí)施最長也只有8個月時間，而創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和畢設(shè)一體化后，整個周期延長至兩年，甚至3年，并且前后兩屆學(xué)生會有1～2年的交集，這就要求學(xué)院要有足夠的空間和科研平臺供學(xué)生使用。設(shè)備的開放時間也會由正常上班時間延長至晚上、甚至周末，特殊設(shè)備還有可能24小時開放使用。最后，師資保障。創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和畢設(shè)一體化模式不僅僅意味著學(xué)生參與課題的時間延長，更意味著本科生的參與度和課題總難度提高，傳統(tǒng)的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃參與率約為40%，（以南京郵電大學(xué)為例），而與畢業(yè)設(shè)計一體化后參與率提高到100%，就需要投入更多的教師來指導(dǎo)和督查項(xiàng)目的順利完成，高標(biāo)準(zhǔn)完成。因此，鼓勵和適當(dāng)獎勵專業(yè)教師擔(dān)任大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和畢設(shè)的指導(dǎo)教師是一個必不可少的環(huán)節(jié)。只有滿足了以上條件，才能保障創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和畢業(yè)設(shè)計一體化教學(xué)模式的有效開展。

2 鼓勵團(tuán)隊畢設(shè)，增進(jìn)協(xié)同合作

對于不能滿足多年級學(xué)生同時進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的院校，可以嘗試采取團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計的方案，以此來提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計課題的完成比較零碎，工作也是草草結(jié)束，如果組合成團(tuán)隊，則不僅可以將課題拓展和深入，更能增進(jìn)團(tuán)隊成員間的合作和友誼，成員之間相互協(xié)商。相互團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計（論文）界定為三人以上的合作團(tuán)隊公共協(xié)作完成一個比較系統(tǒng)的課題，團(tuán)隊成員可以是專業(yè)內(nèi)學(xué)生三人以上，也可以是跨專業(yè)學(xué)生三人以上（含三人）或者跨學(xué)科學(xué)生三人以上（含三人）合作的團(tuán)隊。原則上團(tuán)隊學(xué)生不超過五人，視課題大小而定。團(tuán)隊課題是一個有機(jī)聯(lián)系的整體，以南京郵電大學(xué)材料院為例，我院三個本科專業(yè)分別為高分子材料與工程、材料化學(xué)和材料物理。三個專業(yè)有很大的區(qū)別，但又能有機(jī)的聯(lián)系起來。材料類專業(yè)特色是針對當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的前沿方向—光電信息材料及應(yīng)用為主線，與信息、電子、物理等多學(xué)科相結(jié)合，在有機(jī)電子學(xué)、生物電子學(xué)、光電信息材料與器件、納米材料及應(yīng)用等特色方向及領(lǐng)域，而高分子材料與工程、材料化學(xué)專業(yè)多以功能材料的合成為主，因此，三個專業(yè)的學(xué)生組團(tuán)后，可以系統(tǒng)的完成一個完整的研究課題，即從材料的合成到性能的表征，再到器件的制備與表征。較傳統(tǒng)的單人畢業(yè)設(shè)計，研究課題的廣度和深度都得到了提高，同時又培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。課題的確定可以是學(xué)生自己申請，也可以由導(dǎo)師指定，每一個大課題由若干子課題組成，每個學(xué)生各自承擔(dān)一個分解的子課題（即每個學(xué)生都有獨(dú)立完成的工作內(nèi)容和要求），每個學(xué)生都有指導(dǎo)教師給予指導(dǎo)。團(tuán)隊指導(dǎo)教師可以是一人也可以是多人，組織形式可以是學(xué)院或者老師自行組織，如果是跨學(xué)科、跨專業(yè)的團(tuán)隊，也可以由學(xué)校出面協(xié)調(diào)組織。

強(qiáng)化過程指導(dǎo)和管理是團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計實(shí)施過程中的重要環(huán)節(jié)。指導(dǎo)教師團(tuán)隊要做到對畢業(yè)設(shè)計中全過程有效地指導(dǎo)和管理[2]。沒有特殊情況下，所有的老師要每周定期檢查畢業(yè)項(xiàng)目的進(jìn)度，學(xué)生每周要和研究生一起參加課題組組會，定期匯報自己的工作進(jìn)度和工作中遇到的困難。指導(dǎo)教師團(tuán)隊根據(jù)自己的研究領(lǐng)域針對性的解決各種問題。另外，對于理工科的團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計課題多數(shù)來源于教師的科研項(xiàng)目，在執(zhí)行過程中需要的動手能力、理論與實(shí)踐基礎(chǔ)要求都比較高，尤其是在制備、表征環(huán)節(jié)中，高精尖科研設(shè)備的培訓(xùn)和指導(dǎo)是必不可少的。指導(dǎo)教師自己時間不能滿足的情況下，可指派課題組研究生作為團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計設(shè)的實(shí)驗(yàn)顧問，便于對畢業(yè)設(shè)計課題的跟蹤與輔導(dǎo)，尤其是實(shí)驗(yàn)過程中的特殊工藝和經(jīng)驗(yàn)，能夠及時解決科研中的遇到的問題，保障畢業(yè)設(shè)計的順利進(jìn)行。

3 加強(qiáng)文獻(xiàn)檢索和信息處理能力的培養(yǎng)

畢業(yè)設(shè)計項(xiàng)目最終以畢業(yè)論文的方式呈現(xiàn)，在以往的畢業(yè)設(shè)計論文中存在著幾個非常嚴(yán)重的問題，也是指導(dǎo)教師后期修改論文比較費(fèi)時費(fèi)力的事情。首先是文獻(xiàn)綜述引用的文獻(xiàn)都比較老舊、數(shù)量比較少，完全是指導(dǎo)教師指定的幾篇文獻(xiàn)。學(xué)生缺乏文獻(xiàn)搜索的主動性，即便是新增了文獻(xiàn)，多數(shù)來源于“百度”“google”等各種搜索引擎，引用文獻(xiàn)缺乏專業(yè)性和認(rèn)可度。這就要求學(xué)校必須強(qiáng)化文獻(xiàn)檢索教育。目前多數(shù)大學(xué)開設(shè)了文獻(xiàn)檢索課程，開設(shè)時間為大二，其內(nèi)容僅限于基本的檢索技能的介紹，缺乏大學(xué)生應(yīng)具備的信息意識、信息知識、信息道德、知識產(chǎn)權(quán)等相關(guān)知識和技能的傳授，缺乏對現(xiàn)代信息素養(yǎng)培養(yǎng)的基本定位。[3]《布拉格宣言》認(rèn)為，信息素養(yǎng)是一種能力，它能夠確定、查找、評估、組織和有效地生產(chǎn)、使用和交流信息，并解決面臨的問題[4]，因此，文獻(xiàn)檢索課程必須從技能導(dǎo)向向素質(zhì)導(dǎo)向過渡，加強(qiáng)大學(xué)生信息素養(yǎng)的培育。對于理工科的學(xué)生，科技文獻(xiàn)尤其是外文文獻(xiàn)檢索與信息獲取的能力直接關(guān)系到畢業(yè)設(shè)計中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的評估與分析。所以，在畢業(yè)設(shè)計開始的階段需要再次強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)英語和外文科技文獻(xiàn)檢索的技能和意識。

除了文獻(xiàn)的問題之外，整個畢業(yè)論文中的文檔排版和數(shù)據(jù)分析也存在著很大的問題。尤其是理工科常用的數(shù)據(jù)處理軟件Origin，大多數(shù)本科生都沒有接觸過，因此，在畢業(yè)設(shè)計之前或者過程中應(yīng)注重這些特殊軟件進(jìn)行培訓(xùn)或指導(dǎo)。

4 增設(shè)專業(yè)儀器開放實(shí)驗(yàn)，有針對性科研技能培訓(xùn)

科研中用到的高精密的儀器設(shè)備數(shù)量都比較少，一般情況下相同的設(shè)備只有一套，基本滿足教師和研究生的科研需求。這些僅有的設(shè)備對本科生一次性的開放培訓(xùn)或者開設(shè)實(shí)驗(yàn)課是不太現(xiàn)實(shí)，但畢業(yè)設(shè)計中大多數(shù)都要這些設(shè)備用來表征材料或器件的基本性能。以南京郵電大學(xué)材料院為例，本科畢業(yè)設(shè)計中會用到透射電鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡、X射線衍射儀、X射線能譜儀、光譜儀、色譜儀、核磁等。為了解決這一問題，早期學(xué)院提出讓研究生協(xié)助本科生做畢業(yè)設(shè)計，通過“本、碩、博”三級互動的模式來培養(yǎng)本科生的科研能力，因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計的時間比較有限，開始執(zhí)行時的效果很好，但隨著畢業(yè)生后期時段忙于找工作、考研調(diào)劑、面試等，研究生由最初的協(xié)助到后期的幫助測試、表征、數(shù)據(jù)處理。久而久之，本科生失去了畢業(yè)設(shè)計后期的性能測試、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)的主動性、積極性，過于盲從和應(yīng)付。對于新的問題，學(xué)校及學(xué)院集思廣益，大力鼓勵實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員開展針對本科生的開放實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員將自己管理的儀器申請開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對本科生預(yù)約式開放，一次3人以上。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員也可以根據(jù)自己設(shè)備的情況選擇開放人數(shù)和課時，確保對這個設(shè)備感興趣的學(xué)生能夠有效的學(xué)習(xí)和掌握基本的操作和數(shù)據(jù)處理方法，以便很好應(yīng)用到后期的畢業(yè)設(shè)計項(xiàng)目中。這一政策的實(shí)施不僅提高的了設(shè)備的利用率，響應(yīng)了國家提出的大型科研儀器設(shè)備開放共享的政策，同時也給實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員提供了上課的機(jī)會。結(jié)果表明，參加開放實(shí)驗(yàn)課的同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計中表現(xiàn)非常積極主動，能夠獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備與對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，而不是依賴研究生的全權(quán)代勞，尤其是在答辯的過程中能夠?qū)γ恳粋€細(xì)節(jié)非常熟悉，表現(xiàn)非常自信，得到了老師的一致好評。我院未來也將繼續(xù)探索多維度的開展開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，希望有類似情況的院校能夠嘗試該方案，只有提前有針對性的對本科生進(jìn)行技能培訓(xùn)，才能有效的提高理工科院校學(xué)生的科研技能和畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

5 結(jié)語

該文以南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理專業(yè)為例，結(jié)合多年的畢業(yè)設(shè)計和STITP指導(dǎo)工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)分析了材料類畢業(yè)設(shè)計中存在的問題，并針對性的提出了創(chuàng)新訓(xùn)練計劃畢業(yè)設(shè)計一體化模式、團(tuán)隊畢業(yè)設(shè)計模式、加強(qiáng)文獻(xiàn)檢索和信息處理能力訓(xùn)練、增設(shè)專業(yè)儀器開放實(shí)驗(yàn)等方案，有針對性提高本科生科研技能。方案實(shí)施后取得了很好的效果，為提高材料類或理工科類本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量提供思路和參考。

致謝：

感謝南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG03017JX101）的支持。

【參考文獻(xiàn)】

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