成建平， 趙海濤， 程崇虎， 沈建華,2

(南京郵電大學 1.通信與信息工程學院， 2.信息與通信工程國家級實驗教學示范中心， 江蘇 南京 210003)

面向工程素養(yǎng)培育的畢業(yè)設計模式改革

成建平1， 趙海濤1， 程崇虎1， 沈建華1,2

(南京郵電大學 1.通信與信息工程學院， 2.信息與通信工程國家級實驗教學示范中心， 江蘇 南京 210003)

畢業(yè)設計是學生工程素養(yǎng)培育的重要環(huán)節(jié)，而在傳統(tǒng)畢業(yè)設計模式中難以得到有效的鍛煉和培養(yǎng)。本文以工程素養(yǎng)的內涵分析為切入點，結合我校電子信息類專業(yè)畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中強化學生工程素養(yǎng)培育的改革實踐，從管理體制機制、支撐保障條件、考核和評價體系等角度進行了探索與實施，經教學實踐取得了滿意的結果。

工程素養(yǎng)；畢業(yè)設計；教學模式改革

0 引言

在當前高等教育深化改革的背景下，如何進一步提升工程教育質量，不僅對于我國高等教育全局影響重大，同時也對我國實現(xiàn)經濟增長方式轉型，以信息化帶動工業(yè)化以及全面建成小康社會及實現(xiàn)中國夢至關重要。

工程素養(yǎng)的培養(yǎng)是當前工程教育改革中重要的一個方向，教育部在“卓越工程師”培養(yǎng)計劃和工程教育專業(yè)認證等中都把培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)作為專業(yè)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)和考核點。在我國已經正式加入華盛頓協(xié)議正式成員國的今天，如何進一步加強工程實踐教育，提高工程教育的質量，建立與注冊工程師制度相銜接完善的工程教育專業(yè)認證體系，培養(yǎng)具有較高工程素養(yǎng)及具備解決復雜工程能力的專業(yè)人才成為高校面臨的首要問題。而從長遠來看，工程教育的愿景應該是進一步強化工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系，在人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)充分吸收工業(yè)界的廣泛參與，最終提高工程教育人才的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)更多具有工程背景和國際視野的人才[1-3]。

黨的十八大提出信息化是新的四個現(xiàn)代化的核心，電子信息產業(yè)已經為我國國民經濟第一大產業(yè)。持續(xù)推進電子信息產業(yè)不僅是滿足我國未來相當長時間內可持續(xù)性發(fā)展的核心任務，也是決定了我國在“十二五”乃至未來更長一段時間持續(xù)保持國際競爭力，實現(xiàn)中華民族復興偉大戰(zhàn)略的重要舉措。作為國家戰(zhàn)略發(fā)展新興產業(yè)，電子信息產業(yè)已成為當前國際新一輪產業(yè)競爭和搶占經濟科技制高點的戰(zhàn)略先導領域[4]。在這種背景下，對我國未來的電子信息人才培養(yǎng)提出了更高要求，培養(yǎng)全面掌握電子信息領域專業(yè)知識和工程技術，具有良好工程素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才已經成為當前高校電子信息類實踐教學的核心工作之一[5-6]。

我校辦學70年來已經為我國電子信息領域培養(yǎng)和輸送了超過4萬余名專業(yè)技術人員。本文以我校近年來結合工程教育專業(yè)認證和教育部卓越工程師計劃等項目開展的電子信息類人才培養(yǎng)工作，介紹以畢業(yè)設計環(huán)節(jié)為切入點培養(yǎng)和提升學生工程素養(yǎng)等方面開展的探索與實踐。

1 工程素養(yǎng)內涵

工程一詞最早起源與18世紀的歐洲，其最初含義是與兵器制造有關、具有軍事目的的各項勞作的總稱[7]。隨著經濟技術的發(fā)展，工程一詞的含義具有了更廣的范圍，現(xiàn)代社會中一般將工程定義為“以某組設想的目標為依據(jù)，應用有關的科學知識和技術手段，通過有組織的一群人將某個(或某些)現(xiàn)有實體(自然的或人造的)轉化為具有預期使用價值的人造產品過程”。工程的核心是創(chuàng)造、發(fā)明、設計和建造，特指按照人類的目的，開發(fā)與應用科學知識和技術，以便在物質、經濟、人力、政治、法律和文化限制內滿足社會需要的一種創(chuàng)造性專業(yè)[8]。素養(yǎng)則是指一個人的修養(yǎng)，包括思想政治素養(yǎng)、文化素養(yǎng)、業(yè)務素養(yǎng)、身心素養(yǎng)等。一般地，素養(yǎng)是指一個人在從事某項工作時應具備的素質與修養(yǎng)，它是指一個人在品德、知識、才能和體格等諸方面先天的條件和后天的學習與鍛煉的綜合結果。

我國高等工程教育中，傳統(tǒng)上使用素質一詞來表述對學生培養(yǎng)的目標和能力期待，對于工程素養(yǎng)的明確含義和內涵缺乏統(tǒng)一認識。文獻[9]認為工程素養(yǎng)是指“工程師應具備的基本知識、基本理論和基本技能，一定的工程實踐訓練、嚴格有素的工程意識和工程習慣及綜合的工程能力”，文獻[10-11]也都給出對工程素養(yǎng)的各自定義。我國工程教育專業(yè)認證中雖未明確提出工程素養(yǎng)相關定義，但在通用標準中明確指出學生的畢業(yè)要求必須掌握用以解決復雜工程問題的知識、技能和素養(yǎng)，這里的復雜工程問題包括“必須運用深入的工程原理，經過分析才可能得到解決；涉及多方面的技術、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突；……具有較高的綜合性，包含多個相互關聯(lián)的子問題等”[12]。

顯然，無論國內外對于工程素養(yǎng)及其內涵都給予了高度的關注，并將其作為高校開展工程教育重要的指標和參考點之一。在教學實踐中教育界和學術界也逐漸摸索和總結出了工程素養(yǎng)的主要內涵。本文認為，工程素養(yǎng)的核心內容應包括針對特定知識或技術領域，經過系統(tǒng)培養(yǎng)和實踐訓練初步掌握的，為實現(xiàn)特定工程需求而將技術、經濟、法律、倫理等綜合運用以達成目標，并在此過程中遵循工程方法和規(guī)律的行為總稱。

2 面向工程素養(yǎng)培育的畢業(yè)設計模式

2.1 傳統(tǒng)畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的缺陷

在現(xiàn)行的我國高校工程教育體系中，實踐教學主要由實驗教學(理論課程的實驗和獨立開設的實驗課程)和集中實踐教學(工程訓練、認識實習、生產實習、課程設計、畢業(yè)論文或設計)兩部分組成，除此之外，還有部分學生參加的科技競賽和社會實踐類活動也可納入其中。

畢業(yè)設計作為實踐教學環(huán)節(jié)中重要組成部分之一，不僅是學生綜合素質和工程素養(yǎng)的全面提高階段，同時也是工程教育專業(yè)認證中若干畢業(yè)要求的主要支撐之一。但傳統(tǒng)的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)實際上還存在如下的缺陷[13]：

(1)相當數(shù)量的畢業(yè)設計選題來自于指導教師承擔的科研項目和課題，以便于學生緊密結合科研新動向和生產實際。然而，很多課題往往涉及到具體領域的專業(yè)知識和較深的理論基礎，不僅對于本科生的知識儲備來說是一個巨大的挑戰(zhàn)，同時由于來自科研的選題往往理論性較強，使學生畢業(yè)設計完成的工作多以理論研究和計算機仿真為主，接觸工程實踐和實際應用較少，學生從中難以獲得完整的工程素養(yǎng)訓練；

(2)畢業(yè)設計一般安排在本科培養(yǎng)的最后一個學期，時間為14周。除了少數(shù)已經確定保送研究生的學生之外，大多數(shù)學生只有到了畢業(yè)設計開始時才會與指導教師建立指導關系，同時由于學生一般需要相當長的時間作前期準備，如查找資料、熟悉課題和明確要求等，這些環(huán)節(jié)往往都要依賴指導教師事先制訂的具體的要求和方案，學生缺乏獨立開展工程素養(yǎng)培育所必須的獨立思考和分析的機會，這不利于培養(yǎng)學生獨立開展工程素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)。

(3) 畢業(yè)設計的過程管理和評價體系中，主要關注的是學生是否完成預期工作、論文是否反映了自己的工作、格式書寫是否規(guī)范、答辯是否流暢等，對于課題與工程實踐結合的程度以及學生得到的工程素養(yǎng)訓練沒有直接聯(lián)系。這也客觀上造成了在現(xiàn)行畢業(yè)設計評價體制下，側重理論研究的畢業(yè)設計論文相對容易獲得較高成績，特別是如果有理論研究的量化成果(如學術論文、專利申請、軟件著作權等)則更易獲得較高評價。相對而言，一些參與工程實踐，特別是在企業(yè)完成具體工程實踐項目、得到工程素養(yǎng)培養(yǎng)和訓練的學生論文，往往由于其涉及的是成熟技術的應用，在現(xiàn)行評價體系下與理論研究類畢業(yè)設計課題相比沒有任何優(yōu)勢。

2.2 改進思路和實施方案

針對傳統(tǒng)畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的缺陷以及對畢業(yè)設計環(huán)節(jié)強化學生工程素養(yǎng)培養(yǎng)的目的，結合我校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)多年的教學實踐，本文提出如下的改進意見：

(1)管理機制創(chuàng)新。一方面結合“卓越工程師”計劃和工程教育專業(yè)認證等專項工作，統(tǒng)一和強化教師對畢業(yè)設計重要性的認識，另一方面結合教學單位二級管理改革，將畢業(yè)設計課題類型審核權限下放，要求各系和教學實驗中心對教師申報課題進行初審，其中工程實踐和產品開發(fā)類課題占比不少于50%，進一步要求學院對各系部初審后提交的課題，組織包括企業(yè)技術人員在內的專家組進行二次審核，確保畢業(yè)設計課題類型更加貼近工程實踐，有利于學生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。

(2)強化支撐保障條件。涉及工程實踐和產品開發(fā)類畢業(yè)設計課題往往需要投入較多的經費，特別是一些貼近當前技術發(fā)展前沿和工程實際的課題類型，如高性能DSP、先進FPGA、高速無線通信等電子信息類課題所需硬件和測試儀器價格往往較高，在以往的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中常因受到生均撥款的限制而難以實施。為強化推進工程素養(yǎng)培養(yǎng)，自2013年起，我們在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中除傳統(tǒng)的實驗實習經費支持外，還從重點和品牌專業(yè)等專項經費中加以支持，對于實際用于畢業(yè)設計課題所需的硬件(包括元器件、耗材和開發(fā)板等)每個課題至少有1千元經費，確有需要者經學院畢業(yè)設計領導小組審核后原則上可以不受限制。同時國家級和省級學科及科研平臺的先進儀器設備也對畢業(yè)設計的學生免費開放，這些措施有力地促進和鼓勵了教師和學生開展有助于培養(yǎng)工程素養(yǎng)的工程實踐及產品開發(fā)類課題。

(3)校企合作持續(xù)加強。針對畢業(yè)設計環(huán)節(jié)強化學生工程素養(yǎng)的總體愿景，持續(xù)強化了與企業(yè)的有機聯(lián)系，在人才培養(yǎng)的最初環(huán)節(jié)即吸引企業(yè)深度參與，同時充分利用第三方報告等多種形式掌握對學生工程素養(yǎng)培育的需求，培養(yǎng)方案的制定和修訂及課程計劃設置充分吸收了企業(yè)的需求。一方面依托國家級和省級實驗實踐平臺的建設，引入企業(yè)聯(lián)合共建實驗室、工程技術中心、培訓中心和支撐中心等優(yōu)質資源，同時，積極依托參與卓越工程師計劃的合作企業(yè)資源，安排學生在企業(yè)工作環(huán)境下完成畢業(yè)設計工作，培養(yǎng)學生工程實踐能力及工程素養(yǎng)，充分體現(xiàn)了校中有企，企中有校。

(4)考核評價方式改革。引入了差異化的畢業(yè)設計考核及評價機制，針對不同類型的課題，在遵循學校統(tǒng)一要求和標準的前提下，由學院教學指導委員會和教學質量督導委員會討論確定不同類型的課題分組進行考察。對于工程實踐和產品開發(fā)類課題的評閱和答辯環(huán)節(jié)，組織具有工程經歷和實際產品開發(fā)經驗的教師組成答辯小組，重點考察學生在畢業(yè)設計過程中與工程素養(yǎng)培育相關的表現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)只關注學生是否發(fā)表論文和專利的模式。

2.3 成效分析

我校電子信息類核心專業(yè)自2012年起陸續(xù)獲批教育部卓越工程師計劃試點專業(yè)，同一年也開始接受工程教育專業(yè)認證現(xiàn)場考查。伴隨這些專項工程的實施，在電子信息類專業(yè)培養(yǎng)方案中加入和強化了工程素養(yǎng)的培養(yǎng)模塊，并在包括課程設置和畢業(yè)要求等環(huán)節(jié)進行了針對性地強化。圖1和圖2分別給出了電子信息工程專業(yè)近三年的畢業(yè)設計課題類型和成績統(tǒng)計。

由圖1可見，在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)強化了工程素養(yǎng)培養(yǎng)相關要求和管理機制改革后，畢業(yè)設計課題類型中工程設計類(包括工程實踐、硬件設計和產品開發(fā)等)的比例大幅增加，相比前兩年分別提高了16%和20%。而從圖2可以看出，雖然總體畢業(yè)設計成績優(yōu)秀比例有所下降，但考慮到學生畢業(yè)設計課題中工程設計類比例的大幅增加，實際學生得到的工程素養(yǎng)和能力培養(yǎng)并未削弱，而是得到了增加。

圖1 近三年畢業(yè)設計課題類型 圖2 近三年畢業(yè)設計成績

圖3給出了近三年用人單位對本專業(yè)畢業(yè)生的評價，統(tǒng)計樣本來自用人單位調查問卷、實踐基地座談會、第三方調查報告等。從圖中結果不難看出，用人單位對本專業(yè)畢業(yè)生總體反映較好，其中與工程素養(yǎng)相關的如職業(yè)道德、組織管理能力、適應能力和獨立工作能力、團隊精神及協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識、文字及口頭表達能力和自我獲取知識能力等選項中，滿意和較滿意的比例普遍超過95%。

圖3 用人單位對畢業(yè)生工程素養(yǎng)滿意度統(tǒng)計

3 結語

在我國高等教育深化改革的今天，持續(xù)提升工程教育質量和水平，培育學生的工程素養(yǎng)和能力已

經成為社會各界的共識。畢業(yè)設計是學生工程素養(yǎng)培育的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)畢業(yè)設計模式存在的諸多缺陷影響了學生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。本文以工程素養(yǎng)的內涵分析為切入點，結合我校電子信息類專業(yè)畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中強化學生工程素養(yǎng)培育的改革實踐，從管理體制機制、支撐條件、考核和評價體系等角度進行了探索與實施。實踐結果表明，不僅學生的畢業(yè)設計質量穩(wěn)步提升，用人單位對學生工程素養(yǎng)的培育結果也取得了滿意的結果。

[1] 王娜;中國大陸高等工程教育專業(yè)認證的發(fā)展歷程與展望[J] 蘭州，高等理科教育，2011年 01期:64-67

[2] 陳文松;工程教育專業(yè)認證及其對高等工程教育的影響[J] 廣西，高教論壇，2011年 07期:29-32

[3] 沈建華，劉峰，張玲華. 適應工程教育專業(yè)認證的綜合工程訓練中心建設與實踐[J]. 北京，現(xiàn)代教育技術, Vol.22,2012年11月：122-126

[4] 國發(fā)(2010)32號. 國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定. [EB/OL]. http://www.gov.cn/zwgk/2010-10/18/content_1724848.htm

[5] 楊立軍，劉陳. 美、日、德、印四國信息人才培養(yǎng)研究[J]. 北京，中國電化教育，2010(7): 45-51

[6] 沈建華等. 國家級信息與通信工程實驗教學示范中心建設的探索與實踐[J]. 北京，實驗技術與管理，2014.6(31):153-157

[7] 百度百科.[EB/OL] http://baike.baidu.com/view/48840.htm

[8] 吳壽榮，章軍軍，俞亭超，毛根海. 在專業(yè)課中培養(yǎng)工程素養(yǎng)[J]. 浙江，浙江大學教育研究，2001第二期

[9] 葉玉娣等. 電子信息類專業(yè)學生工程素養(yǎng)培養(yǎng)模式的構建[J]. 山西，新課程學習, 2012(10):6-7

[10] 何高大. 美國高等教育信息素養(yǎng)能力標準及其啟示[J]，北京，現(xiàn)代教育技術 , 2002年03期

[11] 王洋，柏毅. NAEP技術與工程素養(yǎng)評估簡述[J]. 江蘇，江蘇科技，2013年9期

[12] 中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會. 工程教育專業(yè)認證通用標準[S].

[13] 季薇. 電子信息類本科畢設中工程素養(yǎng)的培養(yǎng)和創(chuàng)新性研究[J]. 山東，科技信息. 2014年10月

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

江蘇高校品牌專業(yè)建設項目(PPZY2015A034)，江蘇省高等教育教改重點項目(2015JSJG027)，南京郵電大學教學改革重點課題(JG00215JX01，JG00215JX54)

成建平(1967-)，女，本科，實驗師,主要從事實驗室建設與實驗教學工作，E-mail:chengjp@njupt.edu.cn

G642

A

1008-0686(2017)02-0127-04