金 碩 黃安平 嚴(yán)琪琪 張高龍

(北京航空航天大學(xué)物理學(xué)院 北京 100191)

當(dāng)今社會(huì)最需要的是復(fù)合型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才，因此，對(duì)高等學(xué)校教學(xué)和人才培養(yǎng)提出了更新、更高的戰(zhàn)略要求．本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是我國(guó)高等教育中關(guān)鍵和必備的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是本科生極為重要的綜合學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過(guò)程，同時(shí)也是落實(shí)教育培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)的重要組成部分．它對(duì)提升大學(xué)生創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、知識(shí)拓展與綜合運(yùn)用以及科學(xué)寫(xiě)作等能力具有其他課堂教學(xué)環(huán)節(jié)無(wú)法替代的作用．中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽(China Undergraduate Physics Tournament，簡(jiǎn)稱CUPT)倡導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力的培養(yǎng)，具有貼近實(shí)際、開(kāi)放度大、研究性強(qiáng)、考察面廣等特點(diǎn)[1,2]．在畢業(yè)設(shè)計(jì)中如何融合大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽模式，發(fā)揮其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，更好地促進(jìn)和提升畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，成為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革中的一個(gè)重要探索工作．

基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的特點(diǎn)和模式，針對(duì)現(xiàn)階段高等學(xué)校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的共性問(wèn)題，北京航空航天大學(xué)物理學(xué)院結(jié)合近年來(lái)參加大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的組織管理經(jīng)驗(yàn)，自2018年開(kāi)展了新模式的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐探索，從論文選題、教師指導(dǎo)、答辯方式、考核評(píng)價(jià)、效果反饋等方面進(jìn)行教學(xué)改革和探索研究，分析了新模式下畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革在人才培養(yǎng)等方面的作用，提出相應(yīng)的實(shí)踐方案及具體措施，以期對(duì)高校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)工作和人才培養(yǎng)提供有益的參考和借鑒．

1 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性

《中華人民共和國(guó)學(xué)位條例》第四條中規(guī)定：高等學(xué)校本科畢業(yè)生，成績(jī)優(yōu)良，達(dá)到下述學(xué)術(shù)水平者，授予學(xué)士學(xué)位.

(1)較好地掌握本門(mén)學(xué)科的基礎(chǔ)理論、專門(mén)知識(shí)和基本技能；

(2)具有從事科學(xué)研究工作或擔(dān)負(fù)專門(mén)技術(shù)工作的初步能力．

這其中既包括了對(duì)知識(shí)掌握方面的要求，又涵蓋了對(duì)專業(yè)能力方面的要求，二者缺一不可．本科畢業(yè)設(shè)計(jì)則是對(duì)學(xué)生是否具備這種能力最有效的檢驗(yàn)方式，因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是高校學(xué)生畢業(yè)資格和學(xué)位認(rèn)定的需要，更是對(duì)教師和學(xué)生專業(yè)教育教學(xué)、學(xué)習(xí)成果總結(jié)的綜合檢驗(yàn)．

同時(shí)，在高校人才培養(yǎng)中，畢業(yè)設(shè)計(jì)起著舉足輕重的作用．畢業(yè)設(shè)計(jì)作為高校本科教學(xué)設(shè)置的必備環(huán)節(jié)，旨在基于前期學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，鍛煉和培養(yǎng)本科生進(jìn)行科學(xué)研究的思考、分析、解決問(wèn)題等方面的能力．在這個(gè)過(guò)程中對(duì)專業(yè)相關(guān)的某個(gè)課題進(jìn)行深入研究，不斷完善和提升自身的專業(yè)知識(shí)和初步科研能力儲(chǔ)備，對(duì)于學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)、自主學(xué)習(xí)、科研創(chuàng)新、實(shí)踐動(dòng)手等能力及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要作用，幫助學(xué)生由學(xué)校向繼續(xù)深造或者步入社會(huì)的過(guò)渡做好準(zhǔn)備．因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)也是實(shí)現(xiàn)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的一種重要手段．

近年來(lái)，由于學(xué)生和教師等主客觀原因，高校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)[3～7]．部分學(xué)生意識(shí)不到畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己學(xué)習(xí)的意義和價(jià)值，認(rèn)為不影響畢業(yè)、考研和就業(yè)，不肯投入；或是從思想上重視不夠，存在依賴心理，隨意選題，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，導(dǎo)致畢業(yè)論文拼湊抄襲，內(nèi)容空泛．部分指導(dǎo)教師責(zé)任心不強(qiáng)，重視不夠，放松要求或疏于對(duì)學(xué)生管理；或是精力有限，科研任務(wù)量過(guò)大，分身乏術(shù)；或是自身能力不足，畢業(yè)論文學(xué)術(shù)水平不高，極不規(guī)范．教學(xué)管理和考核形式傳統(tǒng)固化，缺乏激發(fā)師生內(nèi)動(dòng)力的相關(guān)機(jī)制，過(guò)程監(jiān)控松散……畢業(yè)設(shè)計(jì)題目設(shè)置不科學(xué)，太過(guò)學(xué)術(shù)化；教師沒(méi)有發(fā)揮監(jiān)管作用；答辯流于形式，無(wú)細(xì)化過(guò)程考核等問(wèn)題凸顯，畢業(yè)設(shè)計(jì)不能有效地發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生基本技能和綜合能力的作用，從而導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體教學(xué)質(zhì)量明顯滑坡．

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，在高等教育國(guó)際化、多元化的發(fā)展形勢(shì)下，對(duì)作為人才培養(yǎng)重要陣地的高等學(xué)校提出了戰(zhàn)略性的新任務(wù)、新要求．整個(gè)社會(huì)不僅需要熟練掌握專業(yè)知識(shí)和技能的專業(yè)人才，更加需要兼?zhèn)淇茖W(xué)思維能力、創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)精神和協(xié)作精神的核心人才．尤其是國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)的頒布和實(shí)施，明確指出“素質(zhì)教育是教育改革發(fā)展的戰(zhàn)略主題”“堅(jiān)持能力為重”的思路．本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到世界一流大學(xué)的建設(shè)成效，如何針對(duì)其中凸顯的關(guān)鍵問(wèn)題，開(kāi)展本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)改革，切實(shí)有效地發(fā)揮和提升畢業(yè)設(shè)計(jì)在高等教育中人才培養(yǎng)的作用和質(zhì)量，是“新工科”背景下和“雙一流”建設(shè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)而又至關(guān)重要的工作[3～4,8～10]．

2 大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的特點(diǎn)

中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽創(chuàng)建于2010年，是我國(guó)借鑒有“物理奧運(yùn)會(huì)”之稱的國(guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽(International Young Physicists′ Tournament，簡(jiǎn)稱IYPT)的模式，在全國(guó)高校本科學(xué)生中開(kāi)展的一項(xiàng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)賽事．以團(tuán)隊(duì)合作的形式圍繞解決給定實(shí)際物理問(wèn)題的基本知識(shí)、理論分析、實(shí)驗(yàn)方案、結(jié)果討論等進(jìn)行辯論式的開(kāi)放性比賽，也被稱為物理對(duì)抗賽．其賽程包括兩個(gè)階段：物理學(xué)術(shù)研究階段及現(xiàn)場(chǎng)辯論階段．該賽事以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和實(shí)踐能力為根本理念，同時(shí)注重加強(qiáng)學(xué)生之間的交流，旨在提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、分析解決實(shí)際物理問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和開(kāi)放性思維能力等．自2010年開(kāi)始，該賽事在國(guó)內(nèi)大學(xué)中持續(xù)開(kāi)展，其特點(diǎn)越來(lái)越明顯，所有的賽題貼近生活實(shí)際，既沒(méi)有現(xiàn)成的答案，也沒(méi)有唯一的答案，具有相當(dāng)大的開(kāi)放性和綜合研究性，及非常高的挑戰(zhàn)性[1,11～13]．因此，大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽對(duì)選手在知識(shí)、方法、能力與素質(zhì)等各方面的考量與要求，與物理專業(yè)本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)與要求十分貼近，尤其在科研素養(yǎng)、開(kāi)放性思維能力與創(chuàng)新意識(shí)等方面[14,15]，與本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)相吻合．

2015年，北京航空航天大學(xué)首次組織校隊(duì)觀摩第六屆全國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽．2016年，北航開(kāi)始舉辦第一屆校物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽，吸引了共計(jì)50支參賽隊(duì)伍，近300名本科生參加，同年8月組隊(duì)參加第七屆國(guó)賽，并獲得二等獎(jiǎng)．2016年10月，北航PT(Physics Tournament)學(xué)生社團(tuán)成立，該社團(tuán)依托北航物理學(xué)院，是隸屬于校團(tuán)委管理的社團(tuán)組織．以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和實(shí)踐能力為根本理念，以承辦每年的校大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽為背景，依托北航物理學(xué)院和學(xué)校社聯(lián)平臺(tái)，以營(yíng)造廣大本科生中的學(xué)習(xí)物理、運(yùn)用物理、熱愛(ài)物理氛圍為宗旨．PT社團(tuán)有較完善的組織機(jī)構(gòu)，見(jiàn)圖1，來(lái)自各個(gè)學(xué)院的優(yōu)秀學(xué)生擔(dān)任社長(zhǎng)、副社長(zhǎng)，每年在指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)下，開(kāi)展校大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的組織策劃，通過(guò)初賽、復(fù)賽、決賽協(xié)助選拔參加國(guó)賽的隊(duì)員以及相關(guān)的培訓(xùn)活動(dòng)，協(xié)助組織隊(duì)員參加華北地區(qū)賽和國(guó)賽．此外，定期面向全校開(kāi)展各種宣講、發(fā)布信息、博雅課堂、提供志愿平臺(tái)等活動(dòng)．每年國(guó)賽結(jié)束后，PT社團(tuán)組織全年總結(jié)會(huì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)措施，為下一期的比賽做好各項(xiàng)計(jì)劃工作，同時(shí)組建新一期的PT社團(tuán)．從第二屆北航物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽啟動(dòng)開(kāi)始，每年都有約120名本科生參加，涵蓋材料、電子、自動(dòng)化、儀器等所有理工院系．北航在第八屆、第十屆全國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽中獲得一等獎(jiǎng)，并獲得第十屆國(guó)賽的最佳風(fēng)采獎(jiǎng)．2018年5月，北航成功承辦了第一屆華北地區(qū)的大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽．

圖1 北航PT社團(tuán)組織機(jī)構(gòu)圖

3 新模式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的探索與實(shí)踐

近年來(lái)，北航物理學(xué)院相關(guān)教師團(tuán)隊(duì)及北航PT社團(tuán)在大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽規(guī)則、研究指導(dǎo)和比賽模式、評(píng)分判定及團(tuán)隊(duì)組織管理等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)．基于此，結(jié)合國(guó)內(nèi)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀[2～9]，北航物理學(xué)院自2018年開(kāi)展了基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的新模式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐工作，分析新模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革在人才培養(yǎng)等方面的優(yōu)勢(shì)和作用，針對(duì)論文選題、教師指導(dǎo)、答辯方式、考核評(píng)價(jià)及管理等方面進(jìn)行教學(xué)探索研究，提出相應(yīng)的實(shí)踐方案及措施．

3.1 分流式雙向選題 激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力

科學(xué)的選題是本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)工作的關(guān)鍵，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素，題目不僅決定了畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，更是保障畢業(yè)設(shè)計(jì)順利、高質(zhì)量完成的先決條件[16,17]．選題首先應(yīng)符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，與專業(yè)課內(nèi)容密切相關(guān)，并具有一定的深度和廣度，在此基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)術(shù)創(chuàng)新、解決實(shí)際問(wèn)題等．

隨著本科教育的普及化及一流大學(xué)科研水平的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的高校將畢業(yè)論文的科研水平作為評(píng)判本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要依據(jù)，這種現(xiàn)象導(dǎo)致了畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容日趨學(xué)術(shù)化、形式化．據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)高校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題內(nèi)容，90%以上都?xì)w屬于教師正在從事的科研課題研究或探索．從學(xué)生角度來(lái)看，對(duì)有意向進(jìn)入相應(yīng)課題組深造的學(xué)生而言，可以提前涉獵科研前沿動(dòng)態(tài)，對(duì)提升相關(guān)領(lǐng)域的科研興趣、自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新等能力事半功倍．而對(duì)畢業(yè)后不再繼續(xù)深造或不計(jì)劃涉及備選課題方向的學(xué)生而言，某些科研課題往往凌駕于專業(yè)基礎(chǔ)課程，甚至與專業(yè)儲(chǔ)備脫節(jié)，需要花費(fèi)大量時(shí)間去調(diào)研熟悉領(lǐng)域特征、摸索完成．因此，對(duì)于此部分學(xué)生來(lái)講，畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)重要的實(shí)戰(zhàn)練兵很可能流于形式，從選題開(kāi)始就偏離了其教學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，根本無(wú)法達(dá)到對(duì)綜合訓(xùn)練、能力發(fā)展和培養(yǎng)的預(yù)期效果．

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的題目來(lái)源于國(guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽題目，其中大半以上源自Science，Nature，Physical Review Letters等物理學(xué)頂級(jí)雜志，主要集中在力、熱、光、電等相關(guān)物理問(wèn)題，強(qiáng)化和鍛煉學(xué)生應(yīng)用物理基礎(chǔ)知識(shí)解決復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題的能力.題目由于沒(méi)有固定答案，因此具有以下鮮明的特點(diǎn)．其一，題目具有生活性，利于激發(fā)學(xué)生的研究興趣．便于引導(dǎo)學(xué)生利用物理知識(shí)綜合處理復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，從興趣出發(fā)激起內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力．其二，題目具有開(kāi)放性，利于訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維能力．學(xué)生可以根據(jù)自身的物理知識(shí)儲(chǔ)備、理解能力和側(cè)重點(diǎn)，用自己的思維方式以不同的方式進(jìn)行研究，促進(jìn)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力的發(fā)展．其三，題目具有挑戰(zhàn)性，利于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建．學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識(shí)進(jìn)行深化理解，也能夠根據(jù)自身水平進(jìn)行新知識(shí)體系的構(gòu)建．因此，對(duì)于物理專業(yè)的學(xué)生而言，該類題目要求學(xué)生通過(guò)基本知識(shí)、理論分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)值仿真研究和結(jié)果討論等環(huán)節(jié)解決實(shí)際物理問(wèn)題，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和創(chuàng)造性思維，其廣度和深度利于人才培養(yǎng)和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效，非常適合作為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的備選題目．

自2018年，北航開(kāi)展基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的新模式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)探索與實(shí)踐，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)由有著豐富競(jìng)賽指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)的教師組成．首先，確定本輪畢業(yè)設(shè)計(jì)的備選題目．在畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始前半年，團(tuán)隊(duì)教師負(fù)責(zé)對(duì)歷年IYPT發(fā)布的題目進(jìn)行討論及嚴(yán)格篩選，選擇原則為難度系數(shù)適中，可操作性強(qiáng)，與專業(yè)內(nèi)容結(jié)合緊密等，篩選出如快鏈條運(yùn)動(dòng)、扭轉(zhuǎn)陀螺、同步節(jié)拍器、錐形堆形成、切位-徑向擺、聲懸浮現(xiàn)象等題目．一般來(lái)講，為保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，排除當(dāng)年發(fā)布的新題目，并根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)，將每個(gè)IYPT題目的任務(wù)進(jìn)行分解，具體到實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)單獨(dú)的畢設(shè)題目．其次，對(duì)學(xué)生采取分流式選題．針對(duì)沒(méi)有意向進(jìn)入研究課題組的學(xué)生進(jìn)行分流，通過(guò)宣講及相應(yīng)的題目分析等，使之熟悉題目的背景、所需物理專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備以及大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的基本形式．最后，進(jìn)行師生雙向選擇．教師和學(xué)生通過(guò)后續(xù)的溝通交流進(jìn)行雙向選擇，每個(gè)題目有分別負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)和理論部分的兩個(gè)指導(dǎo)教師，根據(jù)學(xué)生們的不同意向排序統(tǒng)計(jì)并相互協(xié)調(diào)，每位學(xué)生都會(huì)確定唯一的研究題目．在充分了解備選題目背景的前提下，此部分學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣點(diǎn)，找到觸手可及的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，凸顯了物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，極大地激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理綜合學(xué)習(xí)和探索研究的內(nèi)動(dòng)力．

3.2 復(fù)合式責(zé)任指導(dǎo) 發(fā)揮教師能動(dòng)性

指導(dǎo)教師是畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中的組織者和領(lǐng)導(dǎo)者，是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的必要條件．指導(dǎo)教師不僅需具有系統(tǒng)、扎實(shí)的物理專業(yè)知識(shí)，同時(shí)需具備比較豐富的科研背景[16,17]．由于國(guó)內(nèi)大部分高?？蒲腥蝿?wù)較繁重，從教師的角度講，認(rèn)為教學(xué)工作對(duì)自身科研或晉升作用較小，不愿意投入，這種思想導(dǎo)致教師從主觀上沒(méi)有參與畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)工作的積極性．因此，如何科學(xué)構(gòu)建一支知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)水平高、指導(dǎo)和管理能力強(qiáng)的教師團(tuán)隊(duì)，激發(fā)教師培養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)動(dòng)力，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)整體和個(gè)體的能動(dòng)性[18]，對(duì)于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要．

北航物理學(xué)院從新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐伊始，著手指導(dǎo)模式的優(yōu)化，更好地發(fā)揮教師在畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中的引導(dǎo)作用．

其一，建立適應(yīng)新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)的新型教學(xué)團(tuán)隊(duì)．教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員為經(jīng)常參加或指導(dǎo)國(guó)賽、校賽，或擔(dān)任評(píng)委的骨干教師，具有豐富的參賽、指導(dǎo)和組織管理經(jīng)驗(yàn)，并多次承擔(dān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作．他們不僅熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)流程，更是擅長(zhǎng)對(duì)學(xué)術(shù)競(jìng)賽研究階段的指導(dǎo)，這些為新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利實(shí)踐提供了堅(jiān)實(shí)的人員保障．

其二，優(yōu)化教師團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)科研方向，開(kāi)展分散和集中結(jié)合的責(zé)任指導(dǎo)．根據(jù)教師從事的不同科研領(lǐng)域和專業(yè)特長(zhǎng)，分別負(fù)責(zé)篩選后的備選題目，通過(guò)雙向選題與學(xué)生建立聯(lián)系，并開(kāi)展一對(duì)一責(zé)任指導(dǎo)，即傳統(tǒng)意義上的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師．特別地，由于來(lái)源于同一IYPT題目的理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目緊密相關(guān)，因此，兩位教師負(fù)責(zé)兩名學(xué)生的集中指導(dǎo)，定期開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和理論的討論和交叉交流，及時(shí)糾偏，根據(jù)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合程度調(diào)整研究要點(diǎn)．一方面，這是大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目互動(dòng)性、開(kāi)放性、多元化特點(diǎn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中的體現(xiàn)，整個(gè)過(guò)程中學(xué)生可開(kāi)展團(tuán)隊(duì)合作，教師指導(dǎo)的反思總結(jié)又形成良性反饋循環(huán)；另一方面，將課題中理論分析和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，互相補(bǔ)充和支撐，才能更好地體現(xiàn)物理這門(mén)自然科學(xué)的特點(diǎn)，完成物理專業(yè)知識(shí)和科研素養(yǎng)的綜合訓(xùn)練．這種復(fù)合式指導(dǎo)方式優(yōu)化了傳統(tǒng)的一對(duì)一指導(dǎo)模式，為保障新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量提供了強(qiáng)有力技術(shù)支撐．

最后，教師們對(duì)物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽和教學(xué)極具熱情和責(zé)任心，更好地發(fā)揮了教師的能動(dòng)性.教師不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)者，更是學(xué)生內(nèi)動(dòng)力的激發(fā)者，是引導(dǎo)學(xué)生獲取信息的引航者．同時(shí)，他們對(duì)待科研問(wèn)題的熱情和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，對(duì)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生積極的教育作用，影響即將大學(xué)畢業(yè)學(xué)生的人生觀等，這些為新模式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的教育作用實(shí)現(xiàn)提供多維度的保障．

3.3 對(duì)抗賽答辯模式 提升培養(yǎng)綜合能力

傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯流程，學(xué)生陳述畢業(yè)論文主要內(nèi)容后，指導(dǎo)教師小組進(jìn)行集中提問(wèn)，主講學(xué)生只需關(guān)注教師的相關(guān)問(wèn)題．大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的正式競(jìng)賽階段，采用辯論對(duì)抗賽方式，各參賽隊(duì)被分為幾組，以團(tuán)隊(duì)的形式在不同階段扮演不同的角色，其中包括正方、反方和評(píng)論方、觀摩方[12]．在辯論對(duì)抗的過(guò)程中，學(xué)生以物理學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)辯論的形式闡述不同角色的觀點(diǎn)，非常利于提升和鍛煉學(xué)生的專業(yè)綜合能力和素養(yǎng)．作為正方，需將模型構(gòu)建、理論分析、實(shí)驗(yàn)演示和推廣論證等研究要點(diǎn)和結(jié)論展示并闡述清楚，重點(diǎn)體現(xiàn)其自主創(chuàng)新思維等能力．作為反方，需針對(duì)正方的研究進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和提問(wèn)，通過(guò)邏輯技巧克敵制勝，側(cè)重體現(xiàn)其批判思維、逆向思維等能力．作為評(píng)論方，需客觀地對(duì)正反方進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，主要體現(xiàn)其辯證思維等能力．任何一個(gè)角色的扮演均全面呈現(xiàn)了學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和綜合能力，尤其注重了學(xué)術(shù)研究能力、流暢的學(xué)術(shù)表達(dá)、人際交往能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)同研究能力．而這些綜合能力的培養(yǎng)和考察正是傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯流程中所欠缺的．

借鑒物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽中對(duì)抗賽的理念和形式，并結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排和教學(xué)特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)教師經(jīng)過(guò)反復(fù)討論和論證，確定了一套基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯模式．2019年5月，北航進(jìn)行了第一輪基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯．首先，簡(jiǎn)化組隊(duì)模式．本輪共有12名學(xué)生承擔(dān)相應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，占當(dāng)屆總?cè)藬?shù)的15%，根據(jù)題目自動(dòng)分為6個(gè)隊(duì)，每隊(duì)主要研究的題目為正方題目，涵蓋實(shí)驗(yàn)研究和理論研究．其次，抽簽決定輪次．在答辯前四周，通過(guò)抽簽的形式，決定每個(gè)輪次的正反方，并確定其順序．每一輪比賽按照大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的形式，正反方互換角色．最后，與大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽不同的是，評(píng)論方由教師和其余隊(duì)的學(xué)生共同組成，在評(píng)論時(shí)間段評(píng)論和提問(wèn)．此部分與傳統(tǒng)模式的教師提問(wèn)環(huán)節(jié)類似，但是學(xué)生也可以參與．由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間相對(duì)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的時(shí)間縮短了一半左右，各隊(duì)沒(méi)有充分的時(shí)間準(zhǔn)備多個(gè)題目，但可以利用抽簽分組后的時(shí)間詳細(xì)研究反方的題目，準(zhǔn)備反方陳述的策略要點(diǎn)，以小組團(tuán)隊(duì)辯論的方式進(jìn)行答辯．因此該模式既簡(jiǎn)化了挑戰(zhàn)賽中選擇題目和角色的策略步驟，又保證了對(duì)抗賽的原汁原味，不同角色的辯論過(guò)程，潛移默化地強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和提升．

3.4 科學(xué)評(píng)定及管理 強(qiáng)化過(guò)程考核

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績(jī)?cè)u(píng)定不僅影響到學(xué)生的評(píng)優(yōu)甚至學(xué)位的獲得，也能在一定程度上反映其存在的不足，同時(shí)也為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作提供參考依據(jù)．常規(guī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)管理一般包括開(kāi)題、中期檢查和終期答辯環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)體系主要由資格審查、綜合評(píng)定成績(jī)和監(jiān)管部分構(gòu)成．其中，綜合評(píng)定成績(jī)通常包括指導(dǎo)教師、評(píng)審教師和答辯教師三部分，相應(yīng)的權(quán)重分別為40%，20%，40%．針對(duì)新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)具有鮮明的物理學(xué)術(shù)對(duì)抗賽等特征，如何合理優(yōu)化成績(jī)?cè)u(píng)定，科學(xué)完善考評(píng)機(jī)制，除了常規(guī)的管理操作之外，應(yīng)更加著重強(qiáng)調(diào)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的考核和細(xì)化，以保證畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控和科學(xué)考評(píng)[16,17,19]．

其一，規(guī)范監(jiān)督機(jī)構(gòu)的組織管理和考核職責(zé)．學(xué)校教務(wù)處、院教務(wù)部等教學(xué)管理部門(mén)對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范管理，針對(duì)基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐工作，特別成立了新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)委員會(huì)，負(fù)責(zé)相關(guān)流程規(guī)劃、審核、指導(dǎo)等工作．本屆指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)教師、校PT社團(tuán)成員、本科生輔導(dǎo)員、學(xué)生會(huì)部分成員等組成新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)組織委員會(huì)，負(fù)責(zé)組織答辯，牽頭決定備選題目、雙向選擇流程、分組、答辯裁判等；確定答辯具體時(shí)間、場(chǎng)地；根據(jù)答辯規(guī)則做好答辯技術(shù)、分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)及后勤服務(wù)．同時(shí)，成立新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)裁判委員會(huì)，負(fù)責(zé)答辯規(guī)則審議和修改，并負(fù)責(zé)答辯規(guī)則的解釋、爭(zhēng)議解決及答辯投訴等．終期答辯裁判主席一般由新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)工作小組組長(zhǎng)擔(dān)任．在答辯之前，一般在抽簽分組時(shí)，組織委員會(huì)公布制定的《基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽新模式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯流程》，詳細(xì)制定總則、答辯要求及規(guī)則、日程安排、分組信息、答辯題目、組織機(jī)構(gòu)、行為規(guī)范、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和投訴及處理等．完善的答辯組織機(jī)構(gòu)及考核職能劃分可以有效地保障新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展．

其二，強(qiáng)化指導(dǎo)教師對(duì)責(zé)任指導(dǎo)期間的過(guò)程考核．由于責(zé)任教師在指導(dǎo)期間對(duì)學(xué)生的全程跟蹤，對(duì)于學(xué)生的文獻(xiàn)查閱、自主分析問(wèn)題、研究性能力、撰寫(xiě)論文等能力均有最深入的了解，可以對(duì)相關(guān)能力及表現(xiàn)給出最客觀的評(píng)定．更重要地，在評(píng)定過(guò)程中，對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)或亟待提升的環(huán)節(jié)可以及時(shí)反饋，以便保證畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)．

其三，細(xì)化答辯教師在終期答辯的考核．充分借鑒大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽中辯論賽的相關(guān)規(guī)則[9]，對(duì)新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯中不同角色提出要求，如正反方各有兩位隊(duì)員，作為正方就某一問(wèn)題陳述時(shí)，要求重點(diǎn)突出，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論分析以及討論和結(jié)論等；作為反方，就正方陳述中的弱點(diǎn)或者謬誤提出質(zhì)疑，總結(jié)正方報(bào)告的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)．但是，反方的討論過(guò)程不得包括自己對(duì)問(wèn)題的解答，只能就正方的解答展開(kāi)討論．在每一階段中，都有詳細(xì)的時(shí)間安排和限制，各方需嚴(yán)格按照時(shí)間表結(jié)束陳述或提問(wèn)．由于新型畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題和分組的特殊性，團(tuán)隊(duì)成員間的支援和合作變?yōu)?，每支?duì)伍其中一位學(xué)生發(fā)言時(shí)，另外一位可以進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充．細(xì)化答辯流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，與答辯評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的給分/扣分要點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，學(xué)生作為正/反方角色時(shí)，均呈現(xiàn)了其專業(yè)及相關(guān)知識(shí)、綜合能力和素養(yǎng)狀態(tài)，因此，評(píng)分要點(diǎn)也與學(xué)生各項(xiàng)能力的考評(píng)要點(diǎn)相對(duì)應(yīng)[20]．為了更科學(xué)地考核答辯過(guò)程，基本采用大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的評(píng)分及成績(jī)統(tǒng)計(jì)方法，不計(jì)評(píng)論方分?jǐn)?shù)，計(jì)算所有裁判的平均分，按不同角色的不同權(quán)重進(jìn)行最后計(jì)分．此外，增加裁判教師和其他學(xué)生評(píng)論或提問(wèn)環(huán)節(jié)，可以更全面地考查每位學(xué)生的研究情況，作為區(qū)分評(píng)定同一隊(duì)兩個(gè)學(xué)生的部分依據(jù)．以上考核評(píng)定的細(xì)化模式既滿足了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)要求，又保障了新模式下畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施方案的合理性和科學(xué)性．

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)本科教育階段總結(jié)和提升的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，具有實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)手段和檢驗(yàn)培養(yǎng)質(zhì)量媒介的雙重作用，是本科階段人才培養(yǎng)的重中之重．大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽倡導(dǎo)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探索相結(jié)合，是一種興趣驅(qū)動(dòng)的開(kāi)放式、多元化、互動(dòng)型綜合比賽模式，在題目設(shè)置及賽制安排上科學(xué)合理，符合教學(xué)實(shí)踐的規(guī)律和要求[20]，為培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)和能力提供了良好的有效途徑，尤其對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和可操作性．針對(duì)部分現(xiàn)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的主要矛盾和問(wèn)題，嘗試對(duì)現(xiàn)有的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行改革以滿足更新、更高的人才培養(yǎng)要求是大勢(shì)所趨，且非常必要．

通過(guò)前期充分調(diào)研和論證，北航率先將大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽中的思想理念和精神實(shí)質(zhì)應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中，并結(jié)合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求，特別針對(duì)現(xiàn)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的典型問(wèn)題，發(fā)揮大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在備選題目、團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)、辯論賽答辯模式、考核管理等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改革實(shí)踐，詳見(jiàn)圖2．團(tuán)隊(duì)中教師和學(xué)生對(duì)挑戰(zhàn)賽模式的興趣和喜愛(ài)，成為新模式本科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐成功的內(nèi)動(dòng)力．目前，第一輪參加新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)的12名學(xué)生已經(jīng)順利畢業(yè)，其中9名學(xué)生繼續(xù)深造，并仍然從事物理等相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究，部分論文成果如《駐波聲場(chǎng)中懸浮臨界密度及穩(wěn)定性研究》已經(jīng)在物理教學(xué)類雜志《大學(xué)物理》上發(fā)表．新模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐讓他們感受最深的就是找到了自己真正喜愛(ài)的物理和自主探索性研究的平臺(tái)，通過(guò)與團(tuán)隊(duì)教師們的不斷學(xué)習(xí)和交流，自身物理專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)都有了大幅度提升．發(fā)稿時(shí)，第二輪新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐正在順利進(jìn)行中．

圖2 基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)流程圖

實(shí)際上，新模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐可以讓學(xué)生更多地受益于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽中的思想理念，將學(xué)術(shù)競(jìng)賽中符合教學(xué)實(shí)踐的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中顯現(xiàn)．構(gòu)建科學(xué)、先進(jìn)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)新模式是我們探索和實(shí)踐的初衷，物理知識(shí)、科學(xué)方法、創(chuàng)新能力的有效統(tǒng)一和全面素質(zhì)的高質(zhì)量提升是大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的根本目標(biāo)，也是物理教學(xué)的最終目標(biāo)，更是促進(jìn)高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的迫切需求．近年來(lái)，北航物理學(xué)院以大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽為載體，開(kāi)展了包括新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)在內(nèi)的研究性教學(xué)相關(guān)的探索與實(shí)踐，并取得了一定成果．2016年春，在全校范圍內(nèi)開(kāi)設(shè)“趣味物理研討課”選修課，基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽模式，對(duì)理工融合的趣味研討進(jìn)行了實(shí)踐探索；2017年秋，針對(duì)理科大類學(xué)生開(kāi)設(shè)核心通識(shí)課程“物理先導(dǎo)課”，推薦物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目進(jìn)行研討，建設(shè)校級(jí)研究型示范課．同時(shí)，依托各類物理基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程，開(kāi)展各種研究性教學(xué)的嘗試[21]．尋找生活中的物理，注重知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，綜合培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、思辨能力、人文素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力，以上教學(xué)實(shí)踐工作得到了學(xué)生們的積極響應(yīng)和喜愛(ài)．

經(jīng)過(guò)不斷摸索和實(shí)踐，針對(duì)基于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的新模式畢業(yè)設(shè)計(jì)工作已有一套較為完善的流程和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，由于物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目的開(kāi)放性和綜合性特點(diǎn)，能否將該模式推廣到其他理工科院系的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，是下一步探索的重點(diǎn)．如何在教學(xué)過(guò)程中滲透物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽思想理念，發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，拓展現(xiàn)有的教學(xué)改革實(shí)踐成果和經(jīng)驗(yàn)，全方位提升教學(xué)效果及在人才培養(yǎng)中的重要作用，站在建設(shè)“雙一流”的高度，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的戰(zhàn)略目標(biāo)，值得每位物理教育工作者思考和探索．