方支劍,王軍華,劉啟勝

(武漢大學 電氣工程學院,湖北 武漢 430074)

以團隊為中心的項目學習型工科畢業(yè)設(shè)計教學探索

方支劍,王軍華,劉啟勝

(武漢大學 電氣工程學院,湖北 武漢 430074)

提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量可以較好實現(xiàn)畢業(yè)生從學校學生到社會工作者的角色轉(zhuǎn)變，有效解決高校人才培養(yǎng)和社會人才需求的對接問題。針對當前工科畢業(yè)設(shè)計教學中存在的教學資源難以滿足學生科研需求的困境，提出以團隊為中心的項目學習型畢業(yè)設(shè)計教學方案，通過組建2～3人研究小組對1個畢業(yè)設(shè)計課題展開深入細致的研究，實現(xiàn)對學生的一體化通識教育與分層次差異化培養(yǎng)。首先闡述了基于教師與學生需求互動響應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計選題與分組策略，然后介紹問題導(dǎo)向型的畢業(yè)設(shè)計過程管理與監(jiān)控方法，最后提出基于能力提升與研究結(jié)果統(tǒng)籌互動的畢業(yè)設(shè)計差異化評價體系。教學實踐表明:通過構(gòu)建研究小組可以培養(yǎng)學生團隊協(xié)作組織能力；通過項目學習型教學方式，以問題為向?qū)В梢砸惑w化培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科研能力，從而有效實現(xiàn)專業(yè)教學目標，實現(xiàn)對學生的工作與科研前訓(xùn)練，提高教學質(zhì)量。

畢業(yè)設(shè)計;團隊;問題導(dǎo)向;差異化評價

目前，全世界范圍內(nèi)人才競爭日趨激烈，國家和社會對高等教育人才培養(yǎng)提出了更高的要求和標準。畢業(yè)設(shè)計是高校本科生非常重要的實踐類課程，高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計可以有效幫助學生實現(xiàn)從學校學生到社會工作者的角色轉(zhuǎn)變，解決高校人才培養(yǎng)和社會人才需求的對接問題[1]。因此，做好高校畢業(yè)設(shè)計工作，提高學生的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量具有極其重要的現(xiàn)實意義，也是當前中國教育改革的迫切需求。

然而，近些年來許多高校相繼出現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量總體下滑的趨勢，直接導(dǎo)致了部分高校畢業(yè)生工作能力難以滿足社會需求。當前畢業(yè)設(shè)計教學中存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)整體時間偏少；②指導(dǎo)教師精力投入有限，缺乏對畢業(yè)設(shè)計及時有效的指導(dǎo)和幫助；③畢業(yè)設(shè)計題目設(shè)置不合理，未能緊密結(jié)合實際生產(chǎn)工程需求，有效培養(yǎng)學生能力[2]。上述分析表明教育教學資源的欠缺是制約教學質(zhì)量提高的關(guān)鍵因素，如何在有限教學資源下有效提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量是本科教學改革的關(guān)鍵。很多學者對此進行了深入的研究與實踐。文獻[3-4]提出將畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)前移，滲透到專業(yè)課程學習中的方法，使得畢業(yè)設(shè)計與課堂教學有效融合，大大增加了學生完成畢業(yè)設(shè)計的有效時間。然而該方法必然會大大占用指導(dǎo)教師與學生在其他相關(guān)課程工作中的時間和精力，對課堂教學產(chǎn)生不利影響。為解決畢業(yè)設(shè)計選題不合理的問題，文獻[5-6]提出面向工程實際的畢業(yè)設(shè)計教改方案，針對畢業(yè)生工作后面臨的工程實際問題設(shè)置相關(guān)課題，有效增強畢業(yè)生的實踐能力，為社會做好畢業(yè)生崗前培訓(xùn)工作。為提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，促使指導(dǎo)教師與學生投入更多的時間和精力，文獻[7-8]提出強化畢業(yè)設(shè)計過程管理、完善畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價體系等方法。通過在畢業(yè)設(shè)計過程中的管理與督導(dǎo)，完善畢業(yè)設(shè)計評價體系，實現(xiàn)目標控制，從而有效提高畢業(yè)設(shè)計教學質(zhì)量，取得了較好的效果。上述通過加強對教師與學生的管理提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的解決措施，為畢業(yè)設(shè)計的教學改革提供了不少成功經(jīng)驗和新理念。然而上述增加指導(dǎo)教師與學生工作投入的方法，雖可以短期提高教學質(zhì)量，但是未能根本解決教學的供需矛盾，無法長期實施。

因此，本文提出以團隊為中心的項目學習型畢業(yè)設(shè)計教學方案，如圖1所示。通過組建2～3人研究小組對1個畢業(yè)設(shè)計課題展開深入細致的研究，從而擴展教學廣度并有效緩解教學資源與學生需求的矛盾，實現(xiàn)對學生的分層次、差異化培養(yǎng)。本研究主要從畢業(yè)設(shè)計選題與分組、過程監(jiān)控與管理、畢業(yè)設(shè)計評價體系構(gòu)建這3個方面對以團隊為中心的項目學習型畢業(yè)設(shè)計教學方案進行詳細闡述，通過構(gòu)建研究小組，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，充分發(fā)揮每個學生的專長，分層次、差異化培養(yǎng)學生專業(yè)技能；通過項目學習型教學方式，以問題為向?qū)?，一體化培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科研能力，有效實現(xiàn)專業(yè)教學目標，實現(xiàn)對學生的職前訓(xùn)練和科研能力訓(xùn)練，提高教學質(zhì)量和教學效果。

圖1 以團隊為中心的項目學習型教學方案流程圖

1 基于教師與學生需求互動響應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計選題與分組策略

在傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，每個學生獨立完成1個研究課題，由于時間和精力的限制，學生難以對其展開深入研究。本文提出以團隊為中心的項目學習型畢業(yè)設(shè)計教學方案，通過采用3人小組的團隊形式共同完成1個畢業(yè)設(shè)計課題，從而使得每個畢業(yè)設(shè)計課題所獲得的時間和精力等資源翻倍，又極大緩解了指導(dǎo)教師的教學壓力，可以為每個畢業(yè)設(shè)計課題提供更多的支持與幫助，從而有效提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。同時，在這個過程中學生既可以在短時間內(nèi)參與整個畢業(yè)設(shè)計的流程，對研究課題整體的流程有宏觀認識，又能夠?qū)椖恐械哪骋徊糠謨?nèi)容有深入了解，增強專業(yè)技能；既兼顧了“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的本科教育培養(yǎng)方式，滿足了企業(yè)(社會)對專業(yè)人才的需求，有助于較好地實現(xiàn)學生從學校進入社會的身份轉(zhuǎn)變。

團隊小組由3名專長不同的學生構(gòu)成，團隊分工示意圖如圖2所示。其中組長主要負責課題的規(guī)劃、協(xié)調(diào)與管理，完成課題前期的調(diào)研與規(guī)劃、課題的分解與研究過程管理、課題后期的展示與匯報等任務(wù)，主要注重培養(yǎng)該學生的管理、協(xié)調(diào)與展示能力。一名組員主要負責課題的理論研究，要求該學生具有扎實的理論研究基礎(chǔ)，為整體設(shè)計提供合適的設(shè)計方案，從理論上分析研究過程中所出現(xiàn)的問題，主要注重培養(yǎng)該學生的理論分析與研究能力。另一名組員主要負責課題的具體實施，要求該學生具有較強的動手能力，負責完成課題平臺與模型的搭建，解決實施過程中遇到的技術(shù)問題，主要注重培養(yǎng)該學生的實踐操作能力。組成這樣類似企業(yè)的項目團隊，可以較好地發(fā)揮團隊中各個組員的優(yōu)勢，有效提高學生能力與畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

圖2 團隊分工示意圖

畢業(yè)設(shè)計的選題是做好畢業(yè)設(shè)計論文的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量。在以團隊為中心的畢業(yè)設(shè)計教學方案中，畢業(yè)設(shè)計的選題應(yīng)盡量結(jié)合工程實際和企業(yè)(社會)需求，要既能反映社會需求，又可以將課本知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合，更需要具有一定創(chuàng)新性，從而能夠更好地調(diào)動學生的科研積極性。

在分組與選題過程中，應(yīng)注重指導(dǎo)教師的意見，前期由學生自主分組并選擇相應(yīng)畢業(yè)設(shè)計課題，之后指導(dǎo)教師需與學生小組溝通，對其選題與團隊構(gòu)成的合理性進行評判打分，并給出指導(dǎo)意見。對于部分極不合理的分組與選題應(yīng)退回讓其重新選擇。以教師為主導(dǎo)，基于畢業(yè)設(shè)計選題公共平臺建立指導(dǎo)教師與選題學生之間的交互信息通道，能夠?qū)崿F(xiàn)教師與學生之間的需求互動響應(yīng)，進而構(gòu)建靈活的畢業(yè)設(shè)計選題與研究小組劃分方法，實現(xiàn)教師對畢業(yè)設(shè)計選題的實時調(diào)整和學生對研究小組的靈活組織，同時滿足教師科研需求和學生的內(nèi)在學習需求。

2 問題導(dǎo)向型畢業(yè)設(shè)計過程管理與監(jiān)控

在畢業(yè)設(shè)計過程中對學生進行指導(dǎo)，輔助學生完成研究課題是指導(dǎo)教師的義務(wù)。然而如何對畢業(yè)設(shè)計進行過程管理與監(jiān)控是教師與管理機構(gòu)面臨的重要問題。傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，依靠教師監(jiān)督、節(jié)點匯報等制度督促學生完成畢業(yè)設(shè)計，未能很好地激發(fā)學生的主觀能動性，容易陷入填鴨式教育的誤區(qū)。

本方案中采用問題導(dǎo)向型畢業(yè)設(shè)計過程管理與監(jiān)控方法，利用畢業(yè)設(shè)計過程中遇到的問題對學生進行啟發(fā)式教學，從而充分發(fā)揮學生的主動性與創(chuàng)造性。首先對小組擬定的研究計劃進行評判并提出指導(dǎo)意見，在畢業(yè)設(shè)計教學環(huán)節(jié)中，嚴格按照研究計劃對畢業(yè)設(shè)計進行規(guī)范和安排，定期與學生溝通，對于研究過程中遇到的問題召開小組會議進行討論，引導(dǎo)學生對問題進行分解，找出問題本質(zhì)，進而針對問題查閱相關(guān)文獻，尋找解決方案，最后通過實驗與仿真對方案進行論證，從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。同時在對問題的解決與探索過程中，可以有效樹立學生的自信心，激發(fā)其科研興趣，完成從被動研究到主動探索的轉(zhuǎn)變。

由于學生個體差異較大，擅長技能各不相同，有必要對學生進行深入評價，根據(jù)學生能力差異，對其在研究團隊中的位置合理分配，實現(xiàn)對學生的差異化特長培養(yǎng)，同時兼顧每個學生一體化科研素養(yǎng)的培養(yǎng)。針對個體能力的不同，采用個別輔導(dǎo)的方式，注重學生能力的提升而非研究結(jié)果，著重培養(yǎng)學生的研究思維而非專業(yè)知識，并及時發(fā)現(xiàn)學生的研究誤區(qū)進行指導(dǎo)改正，提高其研究效率。采用因材施教的方法，確保每個學生在這一過程中都能提高自身的研究能力與科學素養(yǎng)。

以問題為導(dǎo)向，針對畢業(yè)設(shè)計選題內(nèi)容，采用啟發(fā)式、討論式的教學方式，建立教師啟發(fā)、引導(dǎo)與評價、學生主動探索的研究型教學方式，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的科研素養(yǎng)；同時基于對學生個性的分析和對畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的深入了解，構(gòu)建分層次差異化培養(yǎng)方案，實現(xiàn)對每個學生個性特長的重點培養(yǎng)，促進學生的差異化、專業(yè)化、特色化發(fā)展。

3 能力提升與研究結(jié)果統(tǒng)籌互動的畢業(yè)設(shè)計差異化評價體系

畢業(yè)設(shè)計的成果評價是考核畢業(yè)設(shè)計的關(guān)鍵，在以團隊為中心的畢業(yè)設(shè)計方案中，由于設(shè)計成果是由團隊共同完成，如何考慮各個成員的貢獻大小成為畢業(yè)設(shè)計評價的關(guān)鍵問題。同時，傳統(tǒng)以成果為導(dǎo)向的評價方案，過于注重研究結(jié)果，忽視了研究過程中各個成員能力的差異，不能準確反映成員能力的提升改善情況。因此，本文采用能力提升與研究結(jié)果統(tǒng)籌互動的畢業(yè)設(shè)計差異化評價體系對畢業(yè)設(shè)計進行評判。

在差異化評價體系中，將畢業(yè)設(shè)計的評判分為3個部分：組員互評、導(dǎo)師評價和答辯小組評價。組員互評主要反映各個組員在畢業(yè)設(shè)計研究過程中的貢獻大小，通過小組內(nèi)的民主評判，可以有效反映各個組員任務(wù)量的大小，具體指標包括：工作量、學習態(tài)度、團隊合作態(tài)度、實際能力、專業(yè)基礎(chǔ)能力。導(dǎo)師評價主要反映組員在研究過程中的能力提升情況，由于導(dǎo)師的指導(dǎo)貫穿整個設(shè)計過程，故其對學生的能力提升情況有清晰的了解，可以有效反映學生能力的提升狀況，具體指標包括：工作量、實際能力、專業(yè)基礎(chǔ)能力、學識水平、寫作水平。答辯小組評價主要反映畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，是對研究成果的評判，團隊成員將在規(guī)定時間內(nèi)在答辯小組面前展示其研究成果，由多位專家和教師組成的答辯小組能夠很好地評判學生的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，具體指標包括：文獻閱讀水平、理論分析水平、專業(yè)知識水平、創(chuàng)新性、寫作水平、演示能力。學生最終的畢業(yè)設(shè)計成績由上述3個部分加權(quán)獲得。這樣既能反映畢業(yè)設(shè)計成果又兼顧了個體能力的差異，實現(xiàn)了對學生在整個畢業(yè)設(shè)計過程中綜合能力的全面精準評價。

基于指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計過程的管理與監(jiān)控，建立以指導(dǎo)教師為主導(dǎo)，同時考慮研究小組互評結(jié)果的學生能力提升評價指標；基于畢業(yè)設(shè)計論文與答辯結(jié)果，建立以畢業(yè)設(shè)計評審專家組意見為主的研究結(jié)果評價指標；通過研究小組與指導(dǎo)教師的互評來確定能力提升與研究結(jié)果評價的權(quán)重系數(shù)，進而建立統(tǒng)籌考慮能力提升與研究結(jié)果的畢業(yè)設(shè)計差異化評價體系。

4 結(jié)束語

本文針對當前畢業(yè)設(shè)計教學過程中存在的教學資源欠缺問題，提出以團隊為中心的項目學習型畢業(yè)設(shè)計教學方案，對畢業(yè)設(shè)計選題與分組、過程監(jiān)控與管理、畢業(yè)設(shè)計評價體系構(gòu)建進行了深入研究，采用以教師為主導(dǎo)、問題為導(dǎo)向、差異化評價的教學方法，對畢業(yè)設(shè)計教學方案進行探索。筆者已在指導(dǎo)學生畢業(yè)設(shè)計過程中嘗試采用了上述方法，所指導(dǎo)的學生在規(guī)定方向上做出了有一定創(chuàng)新性的研究成果，并極大地提高了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。教學實踐表明，以團隊為中心的項目學習型畢業(yè)設(shè)計教學方案可以有效提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的科研素養(yǎng)，實現(xiàn)了在有限教學資源下提升畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的目標。上述研究成果和成功經(jīng)驗對畢業(yè)設(shè)計及其他研究性課程的教學改革具有啟發(fā)和借鑒作用，可以有力地促進整個電氣工程專業(yè)的教學改革。

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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

方支劍，講師，博士，研究方向：電力電子能量變換技術(shù)。

10.3969/j.issn.2095-4565.2017.05.013

G642.0

A

2095-4565(2017)05-0059-05

(責任編輯高嵩)