一、工科畢業設計中主要存在的主觀和客觀問題

畢業設計質量滑坡的原因既有社會大環境造成的客觀因素，也有教學組織以及學生自身的主觀因素。時代已經向前發展了，很多客觀環境已經發生了較大的變化，而我們大多數工科專業的畢業設計教學模式仍然與幾十年前一樣。首先在時間安排上，仍然安排在第8學期，但實際情況已經大大地變化了。幾十年前大學生由組織分配工作，很少有人去單位提前報到，第8學期絕大多數人都是待在校園里正常上課的。而現在的學生，尤其是工科專業的，大四下學期沒有多少人是安心待在學校的。找到工作的基本上都提前上班或者被試用去了；沒找到工作的則到處奔波于各場招聘會；甚至于已經考上研究生的學生也有不少外出應聘的，因為他們隨時準備在讀研和就業之間進行取舍。因此將畢業設計安排在第8學期，表面上是給了一個學期的充足時間，實際上學生真正用來做畢業設計的時間很少，甚至幾乎沒有。這個問題在強調高校就業率，同時就業市場競爭越來越激烈的大環境下，是無法通過簡單地加強管理來解決的。第二個客觀因素是隨著擴招的深入，幾十年前那種一個教授指導三兩個學生的情況很少見了，現在是一個講師指導七八個學生，工科專業尤其如此。雖然老師們都是盡心盡力，但是在有限的時間內同時指導過多的學生很難做到面面俱到。對于工科畢業設計來說，資源需求是個很大的問題。工科畢業設計需要通過工程實踐來培養動手能力，這就需要包括設備、資金、場地在內的大量資源，普通教師是無力同時向這么多學生提供這些資源的。因此現在很多工科學生的畢業設計也和理科生一樣以寫論文為主，這也是沒有辦法的辦法。另外教師和學生雙方都存在一定的主觀因素造成畢業設計質量的下降。很多指導教師考慮到學生求職的實際情況，或者由于自身工程經歷有限，所出的畢業設計題目往往偏向理論方面，或者類似于課程設計的內容，起不到畢業設計的訓練作用。而學生對于這種不能真正提高自己工程能力，甚至對課程設計中做過的題目也提不起興趣，對畢業設計敷衍了事，雙方相互作用，形成一種惡性循環。

二、工科本科生畢業設計改革途徑的探討

面對上述現實，我們必須對工科畢業設計進行教學改革，以下是幾種可能的途徑。

（一）改變畢業設計的時間選擇，靈活安排

從第5學期開始就可以靈活機動地分批啟動畢業設計，時間長度上也不必規定多長時間，只要質量達到了要求就可以結束。對于學生來說，這直接解決了畢業設計與就業的沖突。對于老師來說，由于學生做畢業設計的時間分散開了并且拉得比較長，解決了指導過程中時間不足和資源不足的問題。可能有人認為畢業設計時間提前，學生有些課還沒學，條件不足，但筆者認為這恰恰會帶來好處。長期以來，工科教學存在理論與實際脫節的現象，大學的前7個學期主要講授理論知識，實踐環節較少，而且很零散，很多實踐環節仍然是為理論教學服務的。通過提前給學生一個貼近實際的畢業設計題目，可以讓學生在專業課的學習上更有目的性，尤其是可以引導學生在專業選修課上圍繞畢業設計題目形成一個系列，從而在某一個專門的工程應用領域建立自己的專長。雖然在做畢業設計的過程中，學生可能會遇到還沒上過的內容，但這種挑戰性不僅可以激發其相應的學習興趣，更重要的是指導教師可以借此培養學生的自學能力，指導其發展研究能力，從授人以魚變成授人以漁。也可能有人認為時間上會有沖突，因為學生還有大量的各類課程要學。但筆者認為內容大于形式，與其安排在空有形式的第8學期，還不如提早開始，加強管理，認真考核，這樣學生就沒有敷衍的理由。只要學生認真對待，筆者相信他們能夠擠出來的時間會遠遠超過第8學期真正用在畢業設計上的時間。最后，這種安排有利于學生的就業。現在的工科生往往在第7學期就已經開始求職了。如果在第8學期進行畢業設計，學生在求職時由于缺乏工程實踐的訓練，即使成績單很漂亮，也往往在面對用人單位時底氣不足，甚至難以和招聘人員進行專業交流。而在第7學期時，學生的工程實踐能力已經通過畢業設計得到了提高，則就業競爭力也會增強。

一、高校工科類畢業設計特征及問題分析

1.工科類畢業設計的特征一般來說，工科學生的畢業作業偏重于解決工程技術問題，而被稱作畢業設計，其實質是一個模擬現實工程的過程。高等教育人才培養中工科畢業設計的目的主要有以下三項：第一，培養大學生嚴謹地進行科學實驗研究的態度；第二，鼓勵大學生積極投身科學實踐研究，大膽運用所學知識科學的進行實踐設計與研究，勇于實踐、勇于探索；第三，培養運用所學知識的能力，做到學有所用，在畢業設計中要善于運用所學之知識解決遇到的實際問題，使學生在畢業設計中獲得從事本專業工程技術人員必須的專業能力。畢業設計不同于畢業論文，一般包括畢業論文，還包括一些與課題相關的設計圖紙，實驗設計、實物制作、外文翻譯、文獻綜述、開題報告等內容。以“機械類相關專業畢業設計”舉例，2004年以前畢業設計內容一般為：設計圖紙+說明書（即畢業論文）；2005年以后國家相關部門提出新的要求，結合生產實踐需要加入了三維設計、模擬仿真及程序分析研究。其中包括：畢業設計圖紙+開題報告+任務書+實習報告+說明書正文（即畢業論文）。從上述的培養目的和國家相關要求中不難看出工科類畢業設計必須具有實際性和可操作性，需要在前期做大量的實驗來解決具體的問題，這就需要消耗相當長的時間和精力，并且要在整個過程中將所學知識融會貫通。

2.工科類畢業設計存在的問題當前大部分學校都把畢業設計放在第八學期進行，而此時正是大四學生找工作、參加企業面試，復習考研的階段，在現今的就業壓力下，學生一定不會將大部分的精力放在畢業設計的完成上，用人單位為了考察所招聘學生的個人素質和能力，一般都會要求簽約學生提前到單位實習，實習時間一般都會與畢業設計時間相沖突。但是要正常畢業拿到文憑又必須拿到該項學分，這就使得學生大部分只進行簡單的實驗甚至根本不進行實驗直接采取復制、粘貼，東拼西湊的方式僅完成一篇畢業論文應付了事。另外，隨著高等院校的大幅擴招導致學生數量劇增，造成了師資力量的嚴重不足，出現了一個指導教師指導數名畢業生的情況，這就使得指導教師選題時需要提出多個畢業設計題目，導致題目與實際脫離，超出專業要求范圍等問題。表1，表2分別是某高校安全工程專業五年內的畢業設計題目性質和題目來源統計表。從表中統計數據也可以看出，雖然每年都會有一部分與科研和生產實際相結合的工程設計類、技術科學研究和工程技術研究類、軟件開發類的畢業論文（設計）題目，但是理論研究類題目的數量依然占據較大的比重，在畢業論文（設計）選題方面存在著與生產實踐脫節，創新能力不足等諸多問題。

二、高校工科類畢業設計質量關口前移管理方式

基于質量管理八項原則對高校畢業設計（論文）管理探討，提出了以學生為關注焦點，關口前移，提出提高題目質量和指導水平的新方式；基于事實決策，持續改進，完善現有質量監控體系；全過程質量管理，預防為主，構建畢業設計質量保障體系三種管理方式，本研究即是對第一種管理方式的進一步拓展和實踐應用，包括畢業設計時間前移及畢業設計形式多樣兩方面展開具體討論。

1.畢業設計時間前移本科生畢業設計時間前移是指在完成基礎課程和相關專業課程的基礎上，利用學校及學院的實驗和科研條件，讓本科生提前進入實驗室，由學生本人主導并依據自己興趣在相關指導教師的指導下直接參與科研項目及各種科研活動，并提出畢業設計的整體思路和題目。這種方式不僅體現了“以學生的關注為焦點”的基本原則，還在很大程度上避免了在第七學期末由指導教師集中出題所出現的題目質量不高，題目與科研脫離的問題。畢業設計提前的時間不宜過早，過早會導致學生沒有足夠的基礎知識儲備，難以完成相對復雜的實驗和實踐過程。經過對某高校安全工程專業教學大綱及專業課程體系的研究，本科生提前進行畢業設計的時間宜從大三結束的暑假開始。在大三年級結束時，安全工程專業的學生已經完成了高等數學、線性代數、普通物理、物理實驗、大學英語、大學計算機基礎等公共基礎課的學習，大部分學生已經通過了計算機等級考試和英語的等級考試，已經具備了初步的理論知識、計算機能力和英文水平；完成了組織行為學、系統分析與安全系統工程、質量安全管理與ISO9000族標準、職業健康與環境管理體系、安全風險管理原理等學科基礎與專業基礎課的學習，具備了安全工程專業所要求的基本的理論知識；完成了安全心理學及測試實驗、安全管理學及實驗、認知實習和金工實習等實踐實習科目的學習，具備了安全工程專業所要求的基本的實驗技能。在具備這些基本的知識技能后，本科生已經擁有初步的論文寫作的能力。在此時盡早的進行畢業設計的相關工作，可以使傳統上一個學期就要完成的工作擴展到包含有寒暑假的一年之內，時間上有了充分的保證。另外，在第七學期的專業課選課及學習過程中也會更加有針對性，學生可以帶著相關課題進行課程的學習，提高學習效率，加深對課程的理解。另外由于提前進行畢業設計，指導教師與學生接觸交流的機會增多，指導教師可以更系統全面的掌握學生畢業設計的總體情況，更有效的對癥下藥指導學生完成畢業設計。這樣，通過半年的工作和學習，在最后一個學期前，包括文獻查閱、實驗、調研等畢業設計的大部分工作已經完成，在第八學期，畢業生只需要對前期的工作進行總結就可以順利的完成論文的撰寫工作，參加畢業答辯，有效地緩解找工作與論文撰寫的時間沖突的問題，順利畢業進入工作崗位。

一、工科教育教學問題的原因分析

1.學生對所學專業興趣不高對于很多學生來說，在選擇高校專業前，并沒有對相關專業做太多的了解，往往是在父母、老師的勸說或者出于就業及薪酬的考慮選擇了所學專業。根據一項調查，在100位在校生中，自己選擇專業的學生占到67%，其中，興趣成為選擇專業的主要原因的比例僅為33%。而進入高校學習后，很多學生發現所學課程與預期差距較大，尤其認為基礎課程枯燥乏味，進而對課程學習失去興趣，未能學到應有的專業能力，更不會在步入社會后從事所學專業類工作。

2.高校課程偏理論輕應用，對學生實際應用知識幫助不大學生對學習專業技能興趣不大的原因，課程內容占很大部分。在基礎課程部分，高校教材偏重理論，公式、算法占很大比重，而對理論方法在后續課程乃至實際工作中的應用著墨很少，即使介紹了算法在后續學科中的作用，也僅僅是專有名詞的堆砌，與現實脫節很大。學生不能有感性的認識，反而更加困惑，也就無從談起在以后的工作中應用該理論了。如“隨機信號分析”課程中介紹均勻分布實際應用時，提到“由于A/D轉換器的字長有限，模擬信號通過A/D轉換時，勢必要舍棄部分信息，丟失信息后相當于使信號附加了一部分噪聲，稱為量化噪聲。量化噪聲分為結尾噪聲和舍入噪聲，他們都是均勻分布的”，在學習“通信原理”課程之前，學生很可能并不理解該示例的含義，對相關原理也沒有直觀認識。這種應用介紹并不能幫助學生真正理解隨機信號分布規律，其結果往往是學生考試過后就忘，在未來工作中即使遇到相關問題也回憶不起來它的解決辦法。

3.一切以考試為重，忽視學生能力素質培養工科高等教育中知識是一方面，另一方面培養學生嚴謹的態度、縝密的邏輯思維以及較強的動手、創新能力也尤為重要。目前工科高校的考試體制以卷面成績為主，對學生日常動手能力、課堂反饋考慮較少。這就造成了部分動手能力、自主研究能力較強的學生不能得到公平考察。比較典型的是在研究生報送過程中，一些日常專業能力、動手能力較強，甚至參與了實際應用項目的學生，因為課堂成績不達標而痛失保送研究生資格。此外考試內容偏向考察上課講到的概念、計算，對應用以及課堂外的考察基本不涉及。高等教育區別于以往中學教育的一點就是“書七講八考九”，要求學生主動學習超過課本本身的內容，考試也應涉及課程知識的延伸，而目前考試內容的局限性導致學生只關注教師考前的“劃重點”以及“突擊復習”，并沒有主動學習課程知識的意愿和動力。

4.高等教育投入不足，課程改革進度緩慢自2010年至今，中國畢業生年均人數接近679萬人，2014年更是達到空前的727萬人，這其中，近一半為理工科畢業生。可以看出，教育部門迫切希望提高我國基礎人群的受教育水平，但教育資源增加的速度卻落后于學生數量增長速度，工科教師待遇不高、師資不足、教師水平較低等問題仍然存在，導致部分地區受教育人數增加的同時，教育水平卻在降低。此外，隨著現行高校工科教育暴露出的問題越來越多，課程改革早已提上日程，雖然各級教育部門在課程改革上做出了很大努力，但資源配置不合理、課改體系混亂、評價體系陳舊等情況制約了改革進程。同時一線教師缺乏相應培訓，教師對課改目標、授課方式了解不深，對創新教學方式信心不足，實際教學趨向保守，教授、考察方式往往以“照本宣科”為主，最終也只能保證學生的能力不低于專業學生普遍水平，應用能力更無從談起。

二、解決辦法

1.完善課程體系，健全知識結構

工業設計是一門科學與美學、技術與藝術統一的綜合學科，出于這一特點，工科類院校在對工業設計專業學生學生進行綜合性教育時，要注重科學思維的培養和藝術的陶冶。工業設計師的工作性質決定了設計師必須要了解產品的功能、材質、制造技術等，才能與工程師進行相關的探討，進而使造型設計符合制造工藝，提高產品的質量。基于此，一些藝術類院校的工業設計專業在招生方面作出了改革，文理科兼收，有的則按理工類招生，由此提升了生源在文化素質、理性分析能力等方面都有了較大的改善。在這樣的背景下，在增強繪畫技能的訓練，增設有關工程技術類課程，有效調整了新生的知識結構。同時，學生的英語水平、計算機的能力也得到了較大的提高，計算機等級考試合格率和輔助設計能力明顯提高。一些院校的工業設計專業為了培養學生邏輯推理能力、分析問題和解決問題的能力，增設高數學課程。雖然高數理論在工業設計中的作用不會直接體現出來，但數學中的分析原理卻在學生將來的設計過程中，內化為觀察力、舉一反三的能力等。總之，人才培養模式和課程體系的科學化改革，使學生的知識結構更加全面、科學、實用，使科學與美學、技術與藝術得到了完美統一，為工科類院校工業設計專業學生的發展開辟了更為廣闊的空間。

2.活化思維，提升創造力

經濟全球化背景下，世界各國工業設計思維不斷碰撞與融合，新的設計工藝、設計材料層出不窮，工業設計人才必須具備靈活的思維和極強的創造力，才能把握住工業設計的發展節奏，創作出緊跟時展潮流的工業設計作品。而我國工科類院校對工業設計專業學生的教育模式在過去很長一段時間內過于程式化，往往以理論知識的灌輸和技能的傳授為主，導致學生基本功扎實，卻失去了靈活的思維和大膽的藝術個性。隨著工業設計技術的不斷完善，各種信息化設計工具層出不窮，在工業設計變得越來越便利的今天，擁有創造力和發散性思維，才是成為合格的工業設計師的關鍵所在。因此，工科類院校工業設計專業教育過程中，教師應進一步優化教學模式，尊重學生的主體地位，引導其自發地觀察、思考和探索，引導其求新、求變、求異。避免墨守陳規，避免通過各種條條框框限制學生的思維，不應以個人喜好抹殺學生的個性。而是應通過情境教學、任務型教學、自主探究式教學模式等激發學生的學習欲望，激發起靈活的思維和活躍的創造力，鼓勵學生提出與眾不同，與書本不同，與教師觀點不同的新見解，新設計，促進學生的個性得到健康發展，使其創作才能得到充分施展，以更好地充分挖掘他們的創造潛能。

3.強化人文教育，提升人文素養

強化人文知識教育，能夠有效提升工業設計專業學生的藝術品位與精神格調，進而促使其設計思維得到進一步發展。縱觀古今，優秀的設計師無不學貫中西，博覽群書，具有深厚的文化底蘊，因而其設計的作品往往有著深刻的思想內涵。工業設計雖在一定程度上面向市場、具有一定的實用性，但也必須體現出鮮明的藝術個性，設計師的藝術風格的形成又往往與其人文素養有著密切的聯系，豐富的人文知識有助于工業設計師正確把握設計的真諦，并在設計中體現豐富的精神內涵。因此，工科類院校工業設計專業學生素質培養過程中，應將人文素質的培養作為一項重要內容，通過開設人文知識選修課、講座，或在校園文化營造人文氛圍，并為學生創造認識、參觀文化遺產的機會，幫助其不斷積累人文知識，并引導其將人文精神滲透到設計過程中，促使其人文素養的不斷提升。

1實驗課教學目標

熟練掌握幾種常用的離散型、連續型隨機變量的函數命令；熟練掌握常用的描述樣本數據特征的函數命令（如最值、均值、中位數（中值）、方差、標準差、幾何平均值、調和平均值、協方差、相關系數等）；掌握常用的MATLAB統計作圖方法（如直方圖、餅圖等）；能用MATLAB以上相關命令解決簡單的數據處理問題；熟練掌握常用的參數估計和假設檢驗的相關的函數命令；能用參數估計和假設檢驗等相關命令解決簡單的實際問題。

2實驗課內容

以51學時的理工科概率論與數理統計課程為例，其中實驗課10學時。

2.1蒲豐投針問題（2學時）。平面上畫有間隔為d的等距平行線，向平面任意投擲一枚長為l的針，求針與平行線相交的概率。設x是一個隨機變量，它服從區間上的均勻分布，同理，φ是一個隨機變量，它服從區間上的均勻分布。要求學生完成以下問題，并通過MATLAB編程解決。a.進行n次抽樣，得到樣本值，統計出滿足不等式的次數,從而計算出p的估計值。b.任意調整n的取值，會發現什么規律？c.參數l,d的不同選擇，會導致什么結果？設計意圖：希望學生能夠掌握各種隨機數產生的方法，了解隨機模擬的方法原理，理解如何用統計模擬的方法近似計算值。

2.2各種分布的密度函數與分布函數（4學時）。要求學生完成以下問題，并通過MATLAB編程解決。a.在常見隨機變量分布中選擇3種計算它們的期望和方差（參數自己設定）。b.某人向空中拋硬幣100次，落下為正面的概率為0.5。記正面向上的次數為x，①計算和的概率。②給出隨機數x的概率累積分布圖像和概率密度圖像。c.比較自由度是10的t分布和標準正態分布的圖像（要求寫出程序并作圖）。設計意圖：讓學生通過圖形直觀理解隨機變量及其概率分布的特點；通過觀察和分析實驗結果加深理解數字特征與分布的統計意義；學會用MATLAB求密度函數值、分布函數值、隨機變量分布的上下側分位數；能夠用概率分布函數求各種分布中不同事件的概率。