中职工科专业教学毕业设计课程的实践探索

钟晓珊

毕业设计通常是高等教育工科专业教学的重要环节。要求学生综合运用所学专业的理论知识，独立分析并完整解决某项实际的工程技术问题，从而培养初步的工程实践能力和综合的技术素质。就中等职业教育而言，由于学生知识储备的不足、学习能力的欠缺，加之缺乏主动解决问题的心理准备，导致毕业设计课程较难有效地开展，勉强而为之，需要降低难度与要求，却往往会沦为一个大作业而已。

一、毕业设计对于中职专业教学的重要性

作为专业人才培养方案的重要组成部分，毕业设计对培养合格的应用型人才具有十分重要的作用。在中职领域开展毕业设计工作，其重要性还体现在：

（1）毕业设计适合学生的现实需求

中职学生普遍年龄层次低，基础知识薄弱，学习习惯差，导致专业理论学习难度大、学习兴趣少。毕业设计需要亲自动手解决实际的工作问题，符合中职学生实际操作能力较强、对实用问题感兴趣的特点。通过毕业设计的实践活动，能够帮助学生进一步认识、了解所学专业，从而激发专业学习的热情，掌握本专业的基本技能，为其进入高职阶段学习奠定基础。这也是中职专业教学的有效性的体现。

（2）毕业设计引导专业建设的服务方向

毕业设计选题来源于实际工作岗位，采用当下最流行的技术。经过毕业设计的训练，学生能够初步了解并获取从事专业工作的职业资格，使专业所学能为岗位所用。毕业设计跟随社会发展与技术进步不断更新其主题和内容，可以引导专业建设及时调整目标与方向，使专业建设更好地服务于区域经济发展。

（3）毕业设计助力课程体系的不断完善

在完成一个有现实背景的毕业设计任务的过程中，总会遇到这样那样的技术问题，大部分问题综合所学即能解决，有些问题则是全新未闻；此外，随着技术发展，会出现新的、更为简洁的解决方案。不断解决现实的技术问题，无疑是课程体系建设的原动力。作为课程建设的反馈器，毕业设计的推进过程，也是对专业课程结构和课程内容设置的合理性检验过程，使得整个课程体系建设构成一个能够适时完善的闭环系统。

（4）毕业设计促进教学团队专业成长

中职学生的特点，决定了毕业设计任务无法交由他们来完全独立地完成，关键技术点需要指导教师来攻克。现实中的专业教师大多没有实际的工作经历，缺乏解决技术问题的习惯和经验。在指导毕业设计的过程中，教师需要同时身兼项目工程师的职责，这种倒逼压力促使教师主动研究技术，积极探索问题的解决办法，自身专业素质得到提高，从而带动整个教学团队技术能力的提升。

二、如何有效开展中职适用的毕业设计工作

与高等教育相似，中职阶段的毕业设计也是要求提交相对完整的工作结果的一项综合实践活动。但由于学生整体的差异，需要采用不同的方法。在中职阶段，成功实施毕业设计工作，需要关注以下内容：

（1）确定毕业设计课程的设计原则

工作性原则

毕业设计课程的选题应当来自于职业岗位的任务项目。要求学生在给定的时间内，提交合乎客户需求的产品。其工作流程、执行效率、劳动守则、技术规范、数据标准等方面的要求，与真实工作环境相一致。

综合性原则

在完成任务的过程中，学生需要了解客户需求、查询技术资料和规范，梳理并综合运用前期课程所学的专业技能。除此之外，还需学会团队分工合作，养成良好的工作习惯。

独立性原则

毕业设计应当是在教师的组织和指导下，学生独立进行的学习和探索过程。以学生为中心，教师通过引导和帮助，学生独立计划并完成任务项目，从而得到完成一个实际项目所必需的综合基本训练。

创新性原则

现实的项目类型和客户需求多种多样，在工作过程中会出现各种已知的和未知的技术问题，需要师生共同学习，激发创新思维，获取创新的工作成果。

（2）选择合适的课程模式和教学方法

按照毕业设计的特点，采用工作过程系统化的课程模式。工作任务要清晰完整，学生需要经历从明确任务、制定计划、实施检查到评价反馈的整个工作过程，从中获取工作过程知识，掌握相关的专业技能，梳理并重构专业知识体系，同时获得处理信息、掌握计划、决策和实施、总结评价、团队协作、沟通交往等关键能力。课程实施过程中，以小组为执行单位，学生扮演不同的岗位角色。以行动为导向，在不同阶段，针对具体问题的特点，采用探究法、案例教学法、任务教学法、项目教学法等多种形式，使学生在完成毕业设计的同时，能够学习并掌握相关的核心技术。

（3）指导教师发挥关键作用

中职学生的知识与经验不足，逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力欠缺，无法强求他们能像大学生一样，独立、主动地去解决毕业设计中遇到的问题。中职阶段的毕业设计，可以不妨设定为企业资深员工带领新入职人员，共同完成实际工作项目这样一个情景。指导教师扮演项目工程师、项目经理、技术培训师三重角色，承担解决关键技术问题、管控项目进展以及知识与技能教学的任务。这对专业教师而言，既是挑战也是历练的机遇。指导教师需要努力钻研技术，多渠道地寻求技术解决方案，并善于对新的技术和技能进行教学化项目设计，采用合适的教学方法，传递给学生；此外，还要关注学生的工作过程，调节工作情绪，把控工作进度，确保毕业设计能够提交相对完整的作品。

（4）加大毕业设计的工作力度

鉴于毕业设计的重要性，需要站在专业建设的层面，集聚科组或专业团队的力量，来推進毕业设计工作。在设计选题时，要综合前期课程的学习，选择应用性强、可持续发展、可累积成果的项目；在队伍组织上，要动员专业团队集体攻克技术难关，同时尽力寻求企业的技术协助；在指导策略上，要为学生创造较好的实践环境，帮助学生解决问题，力争让每位学生在通过自身努力后，能完成相应的工作任务，有不同程度的成果收获和成就感；在总结评价时，既关注工作成果的的目标达成，也关注学生个体通过毕业设计而收获的个人成长；在工作结束后，要及时回馈毕业设计过程中产生的教学成果，以不断修正课程结构和课程内容，发挥毕业设计工作的最大效益，使其成为整个专业课程建设中的重头戏。

中职工科专业教学毕业设计课程的实践探索

三、毕业设计的应用实例

作为广州市教育局精品课程“数字地图加工”的终端教学环节，我校“空间信息处理”专业的“三维地理建模”毕业设计已经连续开展了三年。作为中职生在校的最后一道大餐，师生共同成长，一起收获了别样的精彩。在此简单介绍其过程和心得，以供分享和借鉴。

（1）专业背景及选题

我校开设的“软件与信息服务（空间信息处理）”专业，其目标是为空间信息处理行业领域培养初级的技术技能型人才，要求学生具有基础的程序编写技能，掌握GIS软件平台的基本操作技能。在城市数字化的浪潮中，三维地理信息成为应用热点，3D GIS成为IT领域的热门技术之一。“三维地理建模”运用到软件技术、图形图像处理技术以及GIS技术，跟本专业课程密切相关；建模尺度可大可小，建模方法也在不断推陈出新，连同后期的模型应用，本项目可持续开展，获得系列化的成果。

（2）前期技术准备

前期工作由教师主导，专业社团协助参与完成。工作内容包括新技术调研、工作流程设计、工作规范编制、关键技术攻关等。

①技术选择

当前主流的地理建模技术，是使用Google Earth（以下简称GE）获取卫星影像；使用ArcGIS平台进行地信数据处理；使用SketchUp（以下简称SU）创建3D模型；使用Skyline平台进行模型展示。这些工具平台都可以借助代码来拓展其功能，实现特殊要求。

②工作流程

技术路线与工作流程图示如下：

所使用到的工具与软件：全站仪、测距仪、Google Earth、Auto CAD、Global Mapper、ArcGIS、SketchUp、Skyline以及自制工具。

③编制工作规范

各种规范文档包括：工作纪律规范、技术指导手册、测绘数据规范、三维建模规范＼程序代码规范等。

④关键技术攻关

限于篇幅，这里简介2个关键技术。

编程类：代码获取卫星影像数据

GE为普通的地信应用提供了关键的卫片底图数据。手工逐幅截取，后期的拼接和配准工作量巨大，且大范围时容易失真。代码截取卫片，可以无缝拼接，确保影像精度和坐标精度。

在ArcMap的VBA环境中编程，创建UIControl并在其事件中编写代码，完成自动截取功能。程序界面如下：

在ArcMap中，绘制一个表示截取范围的矩形面框，然后单击“AutoMap”按钮，启动自动截取过程：首先获取截取框的位置坐标，然后从左下角开始，设置GE的Camera.range=300（此时GE卫片的分辨率大致为1：10000），Camera.Tilt=0（确保无倾角），Camera.Azimuth=0（确保正北向），逐幅移动GE中的卫片，同时进行截屏保存图片，并适时计算其World File数据。下图为截取的学校附近的1幅卫片，其分辨率足以进行1：10000的矢量化提取。

一期项目计划完成学校本部、雕塑公园、麓湖公园的三维建模，截取范围3.26km×1.87km，共截取卫片10×7幅，耗时约2分钟（跟网速有关）。这70幅卫片可以在ArcMap中直接加载，且无缝拼接。

绘图类：创建3D地形

SRTM3.0是目前能够公开获取的较好的全球高程数据。项目区域所涉及的文件为：SRTM_f03_n029e118.tif.gz。在Global Mapper中加載该文件，并将其转换为等高线，注意使用5m等高距加密。然后在ArcMap中，按项目所设定的区域，将其修整成封闭曲线，如下图所示。

该等高线可直接转至SU中成为三维线，然后使用“沙盒”工具生成三维面。经比较发现，由Tin数据直接转成的SU三维面更加光顺。所以，先在ArcMap中，使用“3D Analyst”插件的“Create TIN From Features”命令，生成TIN数据后，再转至SU中，得到山体面。

接下来进行道路建模。先在ArcMap中，按照道路宽度，生成缓冲区；合并缓冲区后，转至SU中，然后执行“曲面投射”指令，将道路面投射到山体面上，然后对道路进行贴图。最后得到带路面的山体面，如下图所示。

（3）组织与实施过程

①创设情境

教师提出项目的任务目标，展示类似的三维地理模型成果；营造实境工作氛围，宣布工作守则，明确考核方式。

②划分工作小组

先指定1～2名优秀学生作为项目负责人，然后自主报名，成立若干工作小组，各组推举1名组长。教师根据学生的能力和特点，进行互补搭配，最终确定工作小组成员。

③制定计划

指导教师发放实习工作规范文档和相关的技术支持资源。根据项目的具体情况，为各个工作小组分配任务。组长组织组员分析讨论工作任务，对任务进行分解、分工，制定工作计划，并报备项目负责人，最后由指导教师审定。

④实施检查

整个实习过程强调学生自我管理、独立完成。组长管理各个组员，项目负责人管理各个组长，指导教师管控全局，重点联系项目负责人。要求每天撰写工作日志，组员向组长、组长向项目负责人、项目负责人向指导教师及时反馈工作进程。指导教师需要及时发现学生出现的工作困难，适时进行个别指导、小组指导和全班指导，及时解决技术障碍，确保实习工作顺利进行。

⑤评价反馈

实习结束，举行“毕业设计分享会”，各工作小组展示工作成果，分享工作心得。根据工作日志的纪录，组长为其组员评分，项目负责人为各个组长评分，指导教师最后根据整个项目的完成情况，给出团队评价和个人评价。

（4）实施效果

下图所示是首次毕业设计完成的三维校园。迄今为止，已经完成学校周边的雕塑公园、麓湖公园的三维建模，做完白云山风景区后，整个区域连成一片，蔚为壮观。

对学生而言，最大的收获便是对工作的兴趣，用他们的话来说，就是整个过程“好玩”。在工作中，他们有分工、有互助，自己做计划、然后按自己的意愿去构建他们所看到的世界。这个跟课堂的学习体验完全不同，应该也是他们在中职的最深的记忆。

对专业而言，毕业设计实实在在地带动了专业建设。模型建完后接下来就是应用了，应用方向包括Skyline漫游、VR展示、景点APP等，这些内容已经列入专业的发展规划，并且已经组织专业社团，开始了前期的技术探索。

责任编辑朱守锂