面向工程素养培育的毕业设计模式改革

成建平， 赵海涛， 程崇虎， 沈建华,2

(南京邮电大学 1.通信与信息工程学院， 2.信息与通信工程国家级实验教学示范中心， 江苏 南京 210003)

面向工程素养培育的毕业设计模式改革

成建平1， 赵海涛1， 程崇虎1， 沈建华1,2

(南京邮电大学 1.通信与信息工程学院， 2.信息与通信工程国家级实验教学示范中心， 江苏 南京 210003)

毕业设计是学生工程素养培育的重要环节，而在传统毕业设计模式中难以得到有效的锻炼和培养。本文以工程素养的内涵分析为切入点，结合我校电子信息类专业毕业设计环节中强化学生工程素养培育的改革实践，从管理体制机制、支撑保障条件、考核和评价体系等角度进行了探索与实施，经教学实践取得了满意的结果。

工程素养；毕业设计；教学模式改革

0 引言

在当前高等教育深化改革的背景下，如何进一步提升工程教育质量，不仅对于我国高等教育全局影响重大，同时也对我国实现经济增长方式转型，以信息化带动工业化以及全面建成小康社会及实现中国梦至关重要。

工程素养的培养是当前工程教育改革中重要的一个方向，教育部在“卓越工程师”培养计划和工程教育专业认证等中都把培养学生的工程素养作为专业培养的重要环节和考核点。在我国已经正式加入华盛顿协议正式成员国的今天，如何进一步加强工程实践教育，提高工程教育的质量，建立与注册工程师制度相衔接完善的工程教育专业认证体系，培养具有较高工程素养及具备解决复杂工程能力的专业人才成为高校面临的首要问题。而从长远来看，工程教育的愿景应该是进一步强化工程教育与工业界的联系，在人才培养的各个环节充分吸收工业界的广泛参与，最终提高工程教育人才的工程素养，培养更多具有工程背景和国际视野的人才[1-3]。

党的十八大提出信息化是新的四个现代化的核心，电子信息产业已经为我国国民经济第一大产业。持续推进电子信息产业不仅是满足我国未来相当长时间内可持续性发展的核心任务，也是决定了我国在“十二五”乃至未来更长一段时间持续保持国际竞争力，实现中华民族复兴伟大战略的重要举措。作为国家战略发展新兴产业，电子信息产业已成为当前国际新一轮产业竞争和抢占经济科技制高点的战略先导领域[4]。在这种背景下，对我国未来的电子信息人才培养提出了更高要求，培养全面掌握电子信息领域专业知识和工程技术，具有良好工程素养的创新型人才已经成为当前高校电子信息类实践教学的核心工作之一[5-6]。

我校办学70年来已经为我国电子信息领域培养和输送了超过4万余名专业技术人员。本文以我校近年来结合工程教育专业认证和教育部卓越工程师计划等项目开展的电子信息类人才培养工作，介绍以毕业设计环节为切入点培养和提升学生工程素养等方面开展的探索与实践。

1 工程素养内涵

工程一词最早起源与18世纪的欧洲，其最初含义是与兵器制造有关、具有军事目的的各项劳作的总称[7]。随着经济技术的发展，工程一词的含义具有了更广的范围，现代社会中一般将工程定义为“以某组设想的目标为依据，应用有关的科学知识和技术手段，通过有组织的一群人将某个(或某些)现有实体(自然的或人造的)转化为具有预期使用价值的人造产品过程”。工程的核心是创造、发明、设计和建造，特指按照人类的目的，开发与应用科学知识和技术，以便在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业[8]。素养则是指一个人的修养，包括思想政治素养、文化素养、业务素养、身心素养等。一般地，素养是指一个人在从事某项工作时应具备的素质与修养，它是指一个人在品德、知识、才能和体格等诸方面先天的条件和后天的学习与锻炼的综合结果。

我国高等工程教育中，传统上使用素质一词来表述对学生培养的目标和能力期待，对于工程素养的明确含义和内涵缺乏统一认识。文献[9]认为工程素养是指“工程师应具备的基本知识、基本理论和基本技能，一定的工程实践训练、严格有素的工程意识和工程习惯及综合的工程能力”，文献[10-11]也都给出对工程素养的各自定义。我国工程教育专业认证中虽未明确提出工程素养相关定义，但在通用标准中明确指出学生的毕业要求必须掌握用以解决复杂工程问题的知识、技能和素养，这里的复杂工程问题包括“必须运用深入的工程原理，经过分析才可能得到解决；涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突；……具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题等”[12]。

显然，无论国内外对于工程素养及其内涵都给予了高度的关注，并将其作为高校开展工程教育重要的指标和参考点之一。在教学实践中教育界和学术界也逐渐摸索和总结出了工程素养的主要内涵。本文认为，工程素养的核心内容应包括针对特定知识或技术领域，经过系统培养和实践训练初步掌握的，为实现特定工程需求而将技术、经济、法律、伦理等综合运用以达成目标，并在此过程中遵循工程方法和规律的行为总称。

2 面向工程素养培育的毕业设计模式

2.1 传统毕业设计环节的缺陷

在现行的我国高校工程教育体系中，实践教学主要由实验教学(理论课程的实验和独立开设的实验课程)和集中实践教学(工程训练、认识实习、生产实习、课程设计、毕业论文或设计)两部分组成，除此之外，还有部分学生参加的科技竞赛和社会实践类活动也可纳入其中。

毕业设计作为实践教学环节中重要组成部分之一，不仅是学生综合素质和工程素养的全面提高阶段，同时也是工程教育专业认证中若干毕业要求的主要支撑之一。但传统的毕业设计环节实际上还存在如下的缺陷[13]：

(1)相当数量的毕业设计选题来自于指导教师承担的科研项目和课题，以便于学生紧密结合科研新动向和生产实际。然而，很多课题往往涉及到具体领域的专业知识和较深的理论基础，不仅对于本科生的知识储备来说是一个巨大的挑战，同时由于来自科研的选题往往理论性较强，使学生毕业设计完成的工作多以理论研究和计算机仿真为主，接触工程实践和实际应用较少，学生从中难以获得完整的工程素养训练；

(2)毕业设计一般安排在本科培养的最后一个学期，时间为14周。除了少数已经确定保送研究生的学生之外，大多数学生只有到了毕业设计开始时才会与指导教师建立指导关系，同时由于学生一般需要相当长的时间作前期准备，如查找资料、熟悉课题和明确要求等，这些环节往往都要依赖指导教师事先制订的具体的要求和方案，学生缺乏独立开展工程素养培育所必须的独立思考和分析的机会，这不利于培养学生独立开展工程素养和能力的培养。

(3) 毕业设计的过程管理和评价体系中，主要关注的是学生是否完成预期工作、论文是否反映了自己的工作、格式书写是否规范、答辩是否流畅等，对于课题与工程实践结合的程度以及学生得到的工程素养训练没有直接联系。这也客观上造成了在现行毕业设计评价体制下，侧重理论研究的毕业设计论文相对容易获得较高成绩，特别是如果有理论研究的量化成果(如学术论文、专利申请、软件著作权等)则更易获得较高评价。相对而言，一些参与工程实践，特别是在企业完成具体工程实践项目、得到工程素养培养和训练的学生论文，往往由于其涉及的是成熟技术的应用，在现行评价体系下与理论研究类毕业设计课题相比没有任何优势。

2.2 改进思路和实施方案

针对传统毕业设计环节的缺陷以及对毕业设计环节强化学生工程素养培养的目的，结合我校电子信息类专业人才培养多年的教学实践，本文提出如下的改进意见：

(1)管理机制创新。一方面结合“卓越工程师”计划和工程教育专业认证等专项工作，统一和强化教师对毕业设计重要性的认识，另一方面结合教学单位二级管理改革，将毕业设计课题类型审核权限下放，要求各系和教学实验中心对教师申报课题进行初审，其中工程实践和产品开发类课题占比不少于50%，进一步要求学院对各系部初审后提交的课题，组织包括企业技术人员在内的专家组进行二次审核，确保毕业设计课题类型更加贴近工程实践，有利于学生工程素养的培养。

(2)强化支撑保障条件。涉及工程实践和产品开发类毕业设计课题往往需要投入较多的经费，特别是一些贴近当前技术发展前沿和工程实际的课题类型，如高性能DSP、先进FPGA、高速无线通信等电子信息类课题所需硬件和测试仪器价格往往较高，在以往的毕业设计环节中常因受到生均拨款的限制而难以实施。为强化推进工程素养培养，自2013年起，我们在毕业设计环节中除传统的实验实习经费支持外，还从重点和品牌专业等专项经费中加以支持，对于实际用于毕业设计课题所需的硬件(包括元器件、耗材和开发板等)每个课题至少有1千元经费，确有需要者经学院毕业设计领导小组审核后原则上可以不受限制。同时国家级和省级学科及科研平台的先进仪器设备也对毕业设计的学生免费开放，这些措施有力地促进和鼓励了教师和学生开展有助于培养工程素养的工程实践及产品开发类课题。

(3)校企合作持续加强。针对毕业设计环节强化学生工程素养的总体愿景，持续强化了与企业的有机联系，在人才培养的最初环节即吸引企业深度参与，同时充分利用第三方报告等多种形式掌握对学生工程素养培育的需求，培养方案的制定和修订及课程计划设置充分吸收了企业的需求。一方面依托国家级和省级实验实践平台的建设，引入企业联合共建实验室、工程技术中心、培训中心和支撑中心等优质资源，同时，积极依托参与卓越工程师计划的合作企业资源，安排学生在企业工作环境下完成毕业设计工作，培养学生工程实践能力及工程素养，充分体现了校中有企，企中有校。

(4)考核评价方式改革。引入了差异化的毕业设计考核及评价机制，针对不同类型的课题，在遵循学校统一要求和标准的前提下，由学院教学指导委员会和教学质量督导委员会讨论确定不同类型的课题分组进行考察。对于工程实践和产品开发类课题的评阅和答辩环节，组织具有工程经历和实际产品开发经验的教师组成答辩小组，重点考察学生在毕业设计过程中与工程素养培育相关的表现，改变了传统只关注学生是否发表论文和专利的模式。

2.3 成效分析

我校电子信息类核心专业自2012年起陆续获批教育部卓越工程师计划试点专业，同一年也开始接受工程教育专业认证现场考查。伴随这些专项工程的实施，在电子信息类专业培养方案中加入和强化了工程素养的培养模块，并在包括课程设置和毕业要求等环节进行了针对性地强化。图1和图2分别给出了电子信息工程专业近三年的毕业设计课题类型和成绩统计。

由图1可见，在毕业设计环节强化了工程素养培养相关要求和管理机制改革后，毕业设计课题类型中工程设计类(包括工程实践、硬件设计和产品开发等)的比例大幅增加，相比前两年分别提高了16%和20%。而从图2可以看出，虽然总体毕业设计成绩优秀比例有所下降，但考虑到学生毕业设计课题中工程设计类比例的大幅增加，实际学生得到的工程素养和能力培养并未削弱，而是得到了增加。

图1 近三年毕业设计课题类型 图2 近三年毕业设计成绩

图3给出了近三年用人单位对本专业毕业生的评价，统计样本来自用人单位调查问卷、实践基地座谈会、第三方调查报告等。从图中结果不难看出，用人单位对本专业毕业生总体反映较好，其中与工程素养相关的如职业道德、组织管理能力、适应能力和独立工作能力、团队精神及协作能力、创新能力和创新意识、文字及口头表达能力和自我获取知识能力等选项中，满意和较满意的比例普遍超过95%。

图3 用人单位对毕业生工程素养满意度统计

3 结语

在我国高等教育深化改革的今天，持续提升工程教育质量和水平，培育学生的工程素养和能力已

经成为社会各界的共识。毕业设计是学生工程素养培育的重要环节，传统毕业设计模式存在的诸多缺陷影响了学生工程素养的培养。本文以工程素养的内涵分析为切入点，结合我校电子信息类专业毕业设计环节中强化学生工程素养培育的改革实践，从管理体制机制、支撑条件、考核和评价体系等角度进行了探索与实施。实践结果表明，不仅学生的毕业设计质量稳步提升，用人单位对学生工程素养的培育结果也取得了满意的结果。

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Reform of Graduate Project Mode oriented Engineering Accomplishment Cultivation

CHENG Jian-ping1, ZHAO Hai-tao1, CHENG Chong-hu1, SHEN Jian-hua1,2

(1.SchoolofCommunicationsandInformationEngineering, 2.NationalInformation&CommunicationsEngineeringExperimentTeachingDemonstrationCenter,NJUPT,Nanjing210003,China)

Graduate project is one of the most important phases for engineering accomplishment cultivation which is difficult to obtain in traditional teaching method. This paper gives the connotation analysis of engineering accomplishment and teaching practice on electronic and information discipline student graduate project in NJUPT. Some viewpoints are proposed including management mechanism, support and guarantee issue, assessment and evaluate system, which obtain good results.

engineering accomplishment; graduate project; reform of teaching mode

2016-04-19;

2016-11- 29

江苏高校品牌专业建设项目(PPZY2015A034)，江苏省高等教育教改重点项目(2015JSJG027)，南京邮电大学教学改革重点课题(JG00215JX01，JG00215JX54)

成建平(1967-)，女，本科，实验师,主要从事实验室建设与实验教学工作，E-mail:chengjp@njupt.edu.cn

G642

A

1008-0686(2017)02-0127-04