以团队为中心的项目学习型工科毕业设计教学探索

方支剑,王军华,刘启胜

(武汉大学 电气工程学院,湖北 武汉 430074)

以团队为中心的项目学习型工科毕业设计教学探索

方支剑,王军华,刘启胜

(武汉大学 电气工程学院,湖北 武汉 430074)

提高毕业设计质量可以较好实现毕业生从学校学生到社会工作者的角色转变，有效解决高校人才培养和社会人才需求的对接问题。针对当前工科毕业设计教学中存在的教学资源难以满足学生科研需求的困境，提出以团队为中心的项目学习型毕业设计教学方案，通过组建2～3人研究小组对1个毕业设计课题展开深入细致的研究，实现对学生的一体化通识教育与分层次差异化培养。首先阐述了基于教师与学生需求互动响应的毕业设计选题与分组策略，然后介绍问题导向型的毕业设计过程管理与监控方法，最后提出基于能力提升与研究结果统筹互动的毕业设计差异化评价体系。教学实践表明:通过构建研究小组可以培养学生团队协作组织能力；通过项目学习型教学方式，以问题为向导，可以一体化培养学生发现问题、分析问题、解决问题的科研能力，从而有效实现专业教学目标，实现对学生的工作与科研前训练，提高教学质量。

毕业设计;团队;问题导向;差异化评价

目前，全世界范围内人才竞争日趋激烈，国家和社会对高等教育人才培养提出了更高的要求和标准。毕业设计是高校本科生非常重要的实践类课程，高质量的完成毕业设计可以有效帮助学生实现从学校学生到社会工作者的角色转变，解决高校人才培养和社会人才需求的对接问题[1]。因此，做好高校毕业设计工作，提高学生的毕业设计质量具有极其重要的现实意义，也是当前中国教育改革的迫切需求。

然而，近些年来许多高校相继出现毕业设计质量总体下滑的趋势，直接导致了部分高校毕业生工作能力难以满足社会需求。当前毕业设计教学中存在的问题主要表现在以下几个方面：①毕业设计环节整体时间偏少；②指导教师精力投入有限，缺乏对毕业设计及时有效的指导和帮助；③毕业设计题目设置不合理，未能紧密结合实际生产工程需求，有效培养学生能力[2]。上述分析表明教育教学资源的欠缺是制约教学质量提高的关键因素，如何在有限教学资源下有效提高毕业设计质量是本科教学改革的关键。很多学者对此进行了深入的研究与实践。文献[3-4]提出将毕业设计环节前移，渗透到专业课程学习中的方法，使得毕业设计与课堂教学有效融合，大大增加了学生完成毕业设计的有效时间。然而该方法必然会大大占用指导教师与学生在其他相关课程工作中的时间和精力，对课堂教学产生不利影响。为解决毕业设计选题不合理的问题，文献[5-6]提出面向工程实际的毕业设计教改方案，针对毕业生工作后面临的工程实际问题设置相关课题，有效增强毕业生的实践能力，为社会做好毕业生岗前培训工作。为提高毕业设计质量，促使指导教师与学生投入更多的时间和精力，文献[7-8]提出强化毕业设计过程管理、完善毕业设计质量评价体系等方法。通过在毕业设计过程中的管理与督导，完善毕业设计评价体系，实现目标控制，从而有效提高毕业设计教学质量，取得了较好的效果。上述通过加强对教师与学生的管理提高毕业设计质量的解决措施，为毕业设计的教学改革提供了不少成功经验和新理念。然而上述增加指导教师与学生工作投入的方法，虽可以短期提高教学质量，但是未能根本解决教学的供需矛盾，无法长期实施。

因此，本文提出以团队为中心的项目学习型毕业设计教学方案，如图1所示。通过组建2～3人研究小组对1个毕业设计课题展开深入细致的研究，从而扩展教学广度并有效缓解教学资源与学生需求的矛盾，实现对学生的分层次、差异化培养。本研究主要从毕业设计选题与分组、过程监控与管理、毕业设计评价体系构建这3个方面对以团队为中心的项目学习型毕业设计教学方案进行详细阐述，通过构建研究小组，培养学生的团队协作能力，充分发挥每个学生的专长，分层次、差异化培养学生专业技能；通过项目学习型教学方式，以问题为向导，一体化培养学生发现问题、分析问题、解决问题的科研能力，有效实现专业教学目标，实现对学生的职前训练和科研能力训练，提高教学质量和教学效果。

图1 以团队为中心的项目学习型教学方案流程图

1 基于教师与学生需求互动响应的毕业设计选题与分组策略

在传统毕业设计环节中，每个学生独立完成1个研究课题，由于时间和精力的限制，学生难以对其展开深入研究。本文提出以团队为中心的项目学习型毕业设计教学方案，通过采用3人小组的团队形式共同完成1个毕业设计课题，从而使得每个毕业设计课题所获得的时间和精力等资源翻倍，又极大缓解了指导教师的教学压力，可以为每个毕业设计课题提供更多的支持与帮助，从而有效提高毕业设计质量。同时，在这个过程中学生既可以在短时间内参与整个毕业设计的流程，对研究课题整体的流程有宏观认识，又能够对项目中的某一部分内容有深入了解，增强专业技能；既兼顾了“厚基础、宽口径”的本科教育培养方式，满足了企业(社会)对专业人才的需求，有助于较好地实现学生从学校进入社会的身份转变。

团队小组由3名专长不同的学生构成，团队分工示意图如图2所示。其中组长主要负责课题的规划、协调与管理，完成课题前期的调研与规划、课题的分解与研究过程管理、课题后期的展示与汇报等任务，主要注重培养该学生的管理、协调与展示能力。一名组员主要负责课题的理论研究，要求该学生具有扎实的理论研究基础，为整体设计提供合适的设计方案，从理论上分析研究过程中所出现的问题，主要注重培养该学生的理论分析与研究能力。另一名组员主要负责课题的具体实施，要求该学生具有较强的动手能力，负责完成课题平台与模型的搭建，解决实施过程中遇到的技术问题，主要注重培养该学生的实践操作能力。组成这样类似企业的项目团队，可以较好地发挥团队中各个组员的优势，有效提高学生能力与毕业设计质量。

图2 团队分工示意图

毕业设计的选题是做好毕业设计论文的关键环节，直接影响毕业设计(论文)质量。在以团队为中心的毕业设计教学方案中，毕业设计的选题应尽量结合工程实际和企业(社会)需求，要既能反映社会需求，又可以将课本知识与实际生产相结合，更需要具有一定创新性，从而能够更好地调动学生的科研积极性。

在分组与选题过程中，应注重指导教师的意见，前期由学生自主分组并选择相应毕业设计课题，之后指导教师需与学生小组沟通，对其选题与团队构成的合理性进行评判打分，并给出指导意见。对于部分极不合理的分组与选题应退回让其重新选择。以教师为主导，基于毕业设计选题公共平台建立指导教师与选题学生之间的交互信息通道，能够实现教师与学生之间的需求互动响应，进而构建灵活的毕业设计选题与研究小组划分方法，实现教师对毕业设计选题的实时调整和学生对研究小组的灵活组织，同时满足教师科研需求和学生的内在学习需求。

2 问题导向型毕业设计过程管理与监控

在毕业设计过程中对学生进行指导，辅助学生完成研究课题是指导教师的义务。然而如何对毕业设计进行过程管理与监控是教师与管理机构面临的重要问题。传统毕业设计环节中，依靠教师监督、节点汇报等制度督促学生完成毕业设计，未能很好地激发学生的主观能动性，容易陷入填鸭式教育的误区。

本方案中采用问题导向型毕业设计过程管理与监控方法，利用毕业设计过程中遇到的问题对学生进行启发式教学，从而充分发挥学生的主动性与创造性。首先对小组拟定的研究计划进行评判并提出指导意见，在毕业设计教学环节中，严格按照研究计划对毕业设计进行规范和安排，定期与学生沟通，对于研究过程中遇到的问题召开小组会议进行讨论，引导学生对问题进行分解，找出问题本质，进而针对问题查阅相关文献，寻找解决方案，最后通过实验与仿真对方案进行论证，从而培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。同时在对问题的解决与探索过程中，可以有效树立学生的自信心，激发其科研兴趣，完成从被动研究到主动探索的转变。

由于学生个体差异较大，擅长技能各不相同，有必要对学生进行深入评价，根据学生能力差异，对其在研究团队中的位置合理分配，实现对学生的差异化特长培养，同时兼顾每个学生一体化科研素养的培养。针对个体能力的不同，采用个别辅导的方式，注重学生能力的提升而非研究结果，着重培养学生的研究思维而非专业知识，并及时发现学生的研究误区进行指导改正，提高其研究效率。采用因材施教的方法，确保每个学生在这一过程中都能提高自身的研究能力与科学素养。

以问题为导向，针对毕业设计选题内容，采用启发式、讨论式的教学方式，建立教师启发、引导与评价、学生主动探索的研究型教学方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的科研素养；同时基于对学生个性的分析和对毕业设计内容的深入了解，构建分层次差异化培养方案，实现对每个学生个性特长的重点培养，促进学生的差异化、专业化、特色化发展。

3 能力提升与研究结果统筹互动的毕业设计差异化评价体系

毕业设计的成果评价是考核毕业设计的关键，在以团队为中心的毕业设计方案中，由于设计成果是由团队共同完成，如何考虑各个成员的贡献大小成为毕业设计评价的关键问题。同时，传统以成果为导向的评价方案，过于注重研究结果，忽视了研究过程中各个成员能力的差异，不能准确反映成员能力的提升改善情况。因此，本文采用能力提升与研究结果统筹互动的毕业设计差异化评价体系对毕业设计进行评判。

在差异化评价体系中，将毕业设计的评判分为3个部分：组员互评、导师评价和答辩小组评价。组员互评主要反映各个组员在毕业设计研究过程中的贡献大小，通过小组内的民主评判，可以有效反映各个组员任务量的大小，具体指标包括：工作量、学习态度、团队合作态度、实际能力、专业基础能力。导师评价主要反映组员在研究过程中的能力提升情况，由于导师的指导贯穿整个设计过程，故其对学生的能力提升情况有清晰的了解，可以有效反映学生能力的提升状况，具体指标包括：工作量、实际能力、专业基础能力、学识水平、写作水平。答辩小组评价主要反映毕业设计质量，是对研究成果的评判，团队成员将在规定时间内在答辩小组面前展示其研究成果，由多位专家和教师组成的答辩小组能够很好地评判学生的毕业设计质量，具体指标包括：文献阅读水平、理论分析水平、专业知识水平、创新性、写作水平、演示能力。学生最终的毕业设计成绩由上述3个部分加权获得。这样既能反映毕业设计成果又兼顾了个体能力的差异，实现了对学生在整个毕业设计过程中综合能力的全面精准评价。

基于指导教师对毕业设计过程的管理与监控，建立以指导教师为主导，同时考虑研究小组互评结果的学生能力提升评价指标；基于毕业设计论文与答辩结果，建立以毕业设计评审专家组意见为主的研究结果评价指标；通过研究小组与指导教师的互评来确定能力提升与研究结果评价的权重系数，进而建立统筹考虑能力提升与研究结果的毕业设计差异化评价体系。

4 结束语

本文针对当前毕业设计教学过程中存在的教学资源欠缺问题，提出以团队为中心的项目学习型毕业设计教学方案，对毕业设计选题与分组、过程监控与管理、毕业设计评价体系构建进行了深入研究，采用以教师为主导、问题为导向、差异化评价的教学方法，对毕业设计教学方案进行探索。笔者已在指导学生毕业设计过程中尝试采用了上述方法，所指导的学生在规定方向上做出了有一定创新性的研究成果，并极大地提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。教学实践表明，以团队为中心的项目学习型毕业设计教学方案可以有效提高学生发现问题、分析问题和解决问题的科研素养，实现了在有限教学资源下提升毕业设计质量的目标。上述研究成果和成功经验对毕业设计及其他研究性课程的教学改革具有启发和借鉴作用，可以有力地促进整个电气工程专业的教学改革。

[1] 王乐梅,张巍,唐宏哲.中法高等工程教育体系中的毕业设计比较研究[J].高等工程教育研究,2013(4):136-139.

[2] 刘波粒,刘泽军.浅析本科生毕业设计(论文)质量滑坡的原因及其对策[J].中国高教研究,2007(7):89-90.

[3] 朱昌平,刘静,刘昌伟,等.通过“团队指导”提高IT大学生毕业设计质量[J].实验室研究与探索,2010,29(7):113-116.

[4] 吴益锋,张淑敏,田夏.上海交通大学提升本科毕业设计(论文) 质量的改革与实践[J].实验技术与管理,2014(7):193-195，205.

[5] 高琪,李位星,廖晓钟.工科专业本科毕业设计全过程考核评价体系研究[J].实验室研究与探索,2013(11):393-397.

[6] 耿彩芳,丁昶.基于实践创新能力培养的本科毕业设计教学研究[J].教育与职业,2014(20):118-119.

[7] 马敬峰.论本科毕业设计(论文)教学质量评价体系的构建[J].中国大学教学,2007(6):36-37.

[8] 罗喜伶,哈聪颖,张有光.团队合作模式毕业设计的探索与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(3):202-205，244.

Research on Engineering Graduation Design Based on Team-Centered Project Learning Method

FangZhijian,WangJunhua,LiuQisheng

(School of Electrical Engineering,Wuhan University,Wuhan Hubei 430074)

Improving the quality of graduation design can better realize the transformation of graduates from school to social career,and effectively solve the docking problem between talent training and social talent demand.Aiming at the existing difficulties in engineering graduation design in teaching resources to meet the needs of students' scientific research,this paper puts forward team-oriented graduation design of project-learning type,through the formation a research group of two to three to start an in-depth study on graduation design,thus to realize the integration of general education and stratified differential cultivation of students.First of all,the graduation design selection and grouping strategy based on the interaction of teachers' and students' needs is expounded,and then the process management and monitoring method of problem oriented graduation design is introduced. Finally,a differential evaluation system of graduation design based on the overall interaction between capacity promotions and research results is proposed.Teaching practice shows that students can develop teamwork skills through the construction of research groups.Through the project-based and problem-oriented learning approach,students can be trained to improve scientific research abilities to discover problems,analyze problems and solve problems with integration,so the teaching objectives can be effectively completed,which realizes the pre-training of students' work and scientific research,and improves teaching effectiveness and quality.

graduation design;team;problem-oriented;differentiated evaluation

2017-08-15

方支剑，讲师，博士，研究方向：电力电子能量变换技术。

10.3969/j.issn.2095-4565.2017.05.013

G642.0

A

2095-4565(2017)05-0059-05

(责任编辑高嵩)