团队合作模式毕业设计的探索与实践

罗喜伶， 哈聪颖， 张有光

(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191)

0 引言

毕业设计是普通高等院校各专业教学计划的重要组成部分，是大学期间学生毕业前的最后学习阶段，是学习的深化与升华的重要过程。这个过程既是对大学生学习、研究与实践能力的培养、锻炼，又是对大学生学习成果的全面总结，是对大学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验。它是高等学校本科生培养计划中占用学时最长、层次最高、综合性最强、最能衡量学生综合水平的重要实践教学环境［1］。国内各高等院校为提高本科生毕业设计水平均做了大量的探索与实践［2-14］。

现代科学的发展使得重要工作的完成需要依靠整个团队的团结协作，科学技术重大问题的解决往往需要进行多学科的团队合作与交流，要求科技人员除了个人的努力和奋斗之外，还必须具有团队精神和协力创新的气度。因而团队精神是工程师培养中的核心内容之一，是工程师教育中应特别关注和解决的问题［15］。

综上所述，借助毕业设计这一重要教学实践环节，开展团队合作模式的毕业设计进而培养大学生团队精神具有重要意义。团队合作模式的毕业设计是指由若干参加本科毕业设计的学生组成一个共同体，在教师团队的指导下，针对一个项目或研究领域的设计工作，合理地利用每一个成员的知识和技能协同工作，解决问题，达到共同的目标［16］。

目前，北京航空航天大学(以下简称“北航”)电子信息工程学院与中法工程师学院协作，借鉴CDIO教学方法和中法工程师学院实验教学经验，引入企业指导教师，确定毕设题目，开展了跨院团队合作模式毕业设计的探索与实践。

1 团队合作模式毕业设计的构建

参考CDIO构思、设计、实施和运行的特点，开展引导式毕业设计教学。学生应把毕业设计当作不断发现新问题和解决问题的探究过程来完成，以培养学生解决实际问题的能力、动手能力和理论联系实际的能力。通过毕业设计，学生可体验系统从构思、设计、实施到运行的全生命周期过程。法国工程师教育强调团队协作，较多教学培养环节以团队为核心，如课程设计等都是以团队为单位进行，这和中国有较大区别。借鉴CDIO教育理念，融合中国毕业设计和法国项目管理方法，构建团队合作模式的毕业设计指导。

1.1 教师团队的建立

建立校企教师联合指导组，由北航电子信息工程学院、中法工程师学院、企业导师共8人组成，负责学生小组本科毕业设计的指导、考核、评价工作，实施面向团队素质培养的考核评价体系研究。其中，电子信息工程学院副院长张有光教授、中法工程师学院徐平教授、大唐电信李文武老师作为团队合作毕业设计的整体统筹指导与顾问兼团队协作与互动指导。由电子信息工程学院罗喜伶、王俊等5位老师担任专业技术指导，见表1。

表1 校企教师联合指导组

1.2 学生团队的建立及毕业设计选题

目前，团队合作模式的毕业设计已试运行两届，2011年简化优选出工程项目“基于ARM的图像网络传输系统”作为学生毕业设计内容，设立学生毕业设计小组，选用两组学生完成此毕业设计，这有助于两组学生相互促进、彼此竞争，同时，两个组从大的方面看也是一个大团队，可互相商讨，共同提高。依据本项目内容、工作量大小和学生特点/特长，将整个项目按模块划分为底层、网络、界面三个模块，底层模块实现基于ARM的图像采集、图像压缩以及基于射频的无线图像传输，简单地说，即实现点对点通信。网络模块实现组网通信，设定一个主节点、5个分节点，实现多点数据传输及分布式组网通信。界面模块显示图像传输进程、传输图片、传输速度、可靠性等参数。

根据系统功能模块的划分将每组团队设定3名学生成员，分别负责底层、界面与网络3个模块，针对不同模块，由指导教师给出小组内不同成员的毕业设计题目，毕业设计题目分别为基于多点通信协议测试设备软件设计;基于ARM多点通信协议设计与实现;基于ARM的图像捕获与处理系统设计，见表2所示。毕业设计成员按照毕业设计小组讨论确定毕业设计方案。

在总结第一届毕业设计小组教改经验基础上，2012年选择5个小组试点，开展强化团队素质、提高学生毕业设计创新能力的培养。在这5个小组中，有的组是需要组员分别承担不同的模块来共同完成一个团队项目，还有的组是因为组员的毕业设计内容相近便于讨论相互学习而成为团队的。这种自由的组队方式也便于团队合作模式毕业设计的可持续性发展和有效管理。5个小组的研究内容分别为数字集群通信系统相关问题研究、网络相关问题研究、FPGA内部互联相关问题研究、FPGA专业应用研究、图像生成与传输系统。2012年5个小组试点的任务分配及毕业设计题目见表3。

表2 毕业设计题目

2 团队合作模式毕业设计的教学运行与管理

团队合作模式的毕业设计以定期个人报告、小组技术论坛、阶段成果(软、硬件)检查等多种方式，对学生实验进行考核和评价，考核方面包括学生对毕业设计课题的掌握程度、设计开发技能、数据的处理和分析能力等多个方面，增加毕业设计的过程性评价，避免只依据最后毕业设计答辩评定成绩的方法。同时，为避免老师个人风格与能力不同导致的教学水平效果的不同，应对团队合作教学模式的考核评估体系在机制上、制度上进行规范。

(1)定期个人报告。学生每周都要撰写学习日志与卷案，记录每周的学习与实践情况。学习日志与卷案对学生在设计实现项目、实验研究以及团队协作方面所付出的努力进行记录，能够揭示学生严谨的思维能力和推理能力，并记录学生在工程过程中经历的各个阶段。即使最后没有任何实实在在的产品，这些文件也能为指导老师提供有关学生学习效果的证据。此外，学习日志与报告有助于明确个人对团队项目和活动的贡献，虽然需要花费时间对学习日记和卷案进行阅读与评估，但对学生而言，定期的反馈是最有效的。

表3 任务分配及毕业设计题目

(2)小组技术论坛。1或2周开一次例会进行技术讨论，两组学生要利用PPT向指导老师汇报近期的工作进展及所遇问题，指导老师会耐心地给与指导与建议。

(3)在毕业设计的开题、中间和最后环节分别设立开题、中期及结题答辩，对学生的阶段成果(软、硬件)进行检查。现已将毕业设计小组的开题及中期答辩、成果展示以及老师指导等过程录像，将团队合作毕设全部资料汇编形成影像资料，放到网站上或实验中心多媒体展示平台上，供后续毕业设计学生学习参考。

利用工程项目管理(PMP)方法，通过项目阶段和综合联合调试，将小组内各同学的毕业设计内容有机结合起来，培养学生的协作精神。每个团队根据组员任务分配情况以及时间安排完成项目进度表，图1所示为其中一个团队的协作进展情况，通过图表可清楚了解一段时间内哪些工作是独立承担的，哪些工作是协作完成的，充分体现项目的相互关联情况。团队是一个整体，项目全过程是团队成员互相交流、互动合作、共同提高的过程。

3 团队合作模式毕业设计的考核评估体系

通过上述教学运行与管理方式对毕业设计进行过程性评价，更注重学生在毕业设计过程中团队合作解决所遇设计困难或瓶颈时的处理态度、创新思维和团队意识等。秉承CDIO培养大纲强化学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等层面的要求，通过两届共6组团队合作模式毕业设计的开展，逐步完善了强化团队素质培养的毕业设计考核评价体系，其考核内容包含:学科及专业技能评估、团队合作能力评估、交流能力评估、创新解决问题能力评估、人文社会科学类能力评估等五方面内容。上述五方面能力也是国内国际工程教育类著名专家及学者普遍认可的未来工程师应该具备的能力素质。

图1 团队协作进展

(1)学科及专业技能评估。学科及专业技能的评估是基础。根据系统设计及完成过程来考核，包括对毕业设计课题的掌握程度、设计开发技能、工程推理及解决问题能力、实验和发现知识、系统思维，综合运用多门专业知识与技能实现产品及系统全生命周期建造的能力、数据的处理和分析能力等评估。

(2)团队合作能力评估。随着知识经济时代的到来，社会需求越来越多样化，使人们在工作学习中所面临的情况和环境及其复杂。在很多情况下，单靠个人能力已很难完全处理各种错综复杂的问题并采取切实高效的行动，所有这些都需要人们建立合作团队来完成，依靠团队合作的力量创造奇迹。在团队项目运行过程中需要老师留意，各组任务分配及配合情况，组员承担责任情况;在此评估中，更加注重学生的项目过程，通过每周个人总结、例会提问等方式密切关注团队合作并解决问题的态度及方法。项目最后每组要提交团队合作总结报告，阐述团队合作经验与体会，教师也可通过报告评估学生团队合作表现;在中期及结题答辩中，指导老师会提出问题检验学生的学习情况，例如指导老师可以向负责网络的学生提出硬件或界面等不是他责任内的问题，从而考察学生相互沟通、团队合作、共同学习的学习效果。团队合作模式的毕业设计就是希望组员在发挥特长，相互补充的基础上可以彼此学习，借助团队的力量提高自己，广泛了解相关知识与技能。

(3)交流能力评估。通过学生在诸如口头演讲等特定任务中的表现情况，可以对学生的许多预期学习效果进行评估。交流能力包括书面交流、口头表达交流以及利用电子及多媒体交流等。书面交流能力通过设计、总结报告体现以及评估;口头表达以及利用多媒体交流能力通过每次例会学生的幻灯片以及开题、中期、结题答辩过程考核，在这种情况下评分表有助于收集和分析评估数据。评分表是一个标准列表，该列表通过一个反映完成质量程度的等级来评估表现、过程及系统。评分表不仅对教师有价值，而且向学生传达了教师对他们表现的期望。由于所有学生采用相同的准则，所以学生感觉评估是公平的、客观的。在一些工科教育组织的定期期刊文章和会议论文集中，如美国的工程教育协会(ASEE)、欧洲工程教育协会(SEFI)中，就可以找到一些正规且制度化的评分表。

(4)创新、解决问题能力评估。当今时代，科技进步日新月异，国际竞争日趋激烈。国与国之间的竞争，归根到底是人才的竞争，是民族创新能力的竞争，而教育是培养人才和增强民族创新的基础。创新能力的培养和形成贯穿于人才培养的整个过程，最主要的培养阶段是在高等教育阶段。毕业设计作为高等教育的一个重要环节，要充分发挥其培养学生创新能力的作用。在团队合作毕业设计项目中，项目选题基本来自于实际工程项目及专业前沿热点，这有助于学生发挥创新思维解决问题，提高创新能力。

(5)人文、社会科学类能力评估。在强调全面素质培养的大学教育中，如何贯彻党的教育方针，有效地培养出具有历史使命感和社会责任感，能够进行创造性劳动的社会主义现代化建设者，已成为当今一个突出的课题。大学教育首先要培养“人”，然而，在工科大学教育中，人文社会科学即与通类教育相关(文化、法律、历史、道德、社会需要、个人责任感、社会责任感等)的内容有所忽视，特别需要我们加强重视。聚焦到团队合作毕业设计项目中，每位组员的工作都是整体项目的一部分，学生是否对自己承担的部分具有责任感，保质保量完成责任内的工作以确保整个项目的顺利推动是我们考核的一方面;另外一方面，当团队项目出现瓶颈或是差错的时候，学生是否能够愿意承担敢于承担并解决问题，这也是我们考核的重点。在毕业设计进行过程、小组技术讨论及阶段性考察中教师细心观察是能够对学生的责任感等人文社科类能力准确评估的。

4 结语

通过学生的问卷调查了解到学生对团队合作模式的毕业设计非常感兴趣并且从中收获颇多，实践证明团队合作模式的毕业设计作为一种重要毕业设计模式，在培养学生学科及专业技能、团队合作能力、交流能力、创新解决问题能力等方面有显著优势。当然，提高学生的能力素质不是一朝一夕，也不是通过某一种教学方式就能实现的。需要在实践中不断总结，采取各种有效途径，逐步培养出具有团队精神的通技术、懂专业的具有领军能力的国际化的通用工程师。

［1］教育部办公厅.关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知［Z］.教高厅12004214号.

［2］张英杰，张 瑜.提高毕业设计论文质量的探索与实践［J］.河北科技大学学报(社会科学版)，2005(4):101-103.

ZHANG Ying-jie，ZHANG Yu.The exploration and practice on raising the quality of the quality of graduation project［J］.Journal of Hebei University of Science and Technology(Social Sciences)，2005(4):101-103.

［3］孟 梅，范世东，陈永志.高校毕业设计论文质量管理的研究［J］.武汉理工大学学报，2007，29(1):83-86.

MENG Mei， FAN Shi-dong， CHEN Yong-zhi. Management of graduation project or thesis in the university［J］.Journal of WUT，2007，29(1):83-86.

［4］吕志伟，哈斯乌力吉，何伟明，等.本科生毕业设计团队培养模式的探讨［J］.电气电子教学学报，2009，31(1):112-113.

LV Zhi-wei，HASI Wu-li-ji，HE Wei-ming，et al.Exploration of team-cultivation model for the graduation project［J］.Journal of EEE，2009，31(1):112-113.

［5］方春华，归忆萍.不变与应变——自动化专业毕业设计的再思考［J］.实验室研究与探索，2005(24):408-410.

FANG Chun-hua，GUI Yi-ping.Explore the teaching pattern of graduation design［J］.Research and exploration in laboratory，2005(24):408-410.

［6］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):101-104.

ZHU Chang-ping，LIU Jing，LIU Chang-wei，et al.Improving the quality of IT undergraduate’s graduation project through“Team Guidance”［J］.Research and Exploration in Laboratory，2010，29(7):101-104.

［7］贺志荣.理工科专业毕业设计(论文)质量监控体系的构建与实践［J］.实验技术与管理，2012，29(9):18-21.

HE Zhi-rong.Construction and practice of quality monitoring system of graduation project(thesis)for science and engineering specialties［J］.Experimental Technology and Management，2012，29(9):18-21.

［8］李春晖，张学睦，李建楠.高等学校实践教学质量综合评价体系研究［J］.实验技术与管理，2009，26(3):222-223.

LI Chun-hui，ZHANG Xue-mu，LI Jian-nan.Research on practice teaching quality synthetic evaluation system in colleges and universities［J］.Experimental Technology and Management，2009，26(3):222-223.

［9］李东旭，孟云鹤，蒋建平，等.基于团队设计项目的本科毕业设计模式探索与实践［J］.高等教育研究学报，2013，36(1):117-119.

LI Dong-xu，MENG Yun-he，JING Jian-ping，et al.Practice and discussion of the graduation projects based on group design projects［J］.Journal of Higher Education Research，2013，36(1):117-119.

［10］姚兴田，周一丹.产学研合作创新工科专业本科毕业设计模式的探索［J］.高教论坛，2011(9):79-82.

PENG Zhan-sheng.Reflection and practice on promotion of teaching efficiency in advanced algebra［J］.Higher Education Forum，2011(9):79-82.

［11］楼盛华.提高本科生毕业设计(论文)质量的探索与实践［J］.浙江理工大学学报.2008，25(3):309-312.

LOU Sheng-hua.On improving the quality of the graduation design(thesis)of undergraduates:exploration and practice［J］.Journal of Zhejiang Science and Technology University，2008，25(3):309-312.

［12］孙政荣.提高工科院校学生毕业设计质量的措施［J］.浙江理工大学学报，2005，22(2):200-203.

SUN Zheng-rong.Measures of improving the quality of graduate projects in engineering universities［J］.Journal of Zhejiang Science and Technology University，2005，22(2):200-203.

［13］廖志凌，刘贤兴，杨泽斌，孙宇新.影响本科毕业设计质量的因素分析与对策思考［J］.电气电子教学学报，2005，27(1):110-113.

LIAO Zhi-ling， LIU Yian-xin， SUN Yu-xin. Analysisand countermeasures on affecting factors of the diploma projects quality of the undergraduates［J］.Journal of EEE，2005，27(1):110-113.

［14］潘 峰.指导电气类专业毕业设计的几点体会［J］.南京:电气电子教学学报，2002(3):111-112.

PAN Feng.About how to guide the diploma projects for the specialty of electric engineering［J］.Journal of EEE，2002(3):111-112.

［15］王乐梅，熊 璋.工程师教育中团队精神的培养［J］.北京航空航天大学学报，2012，25(4):110-112.

WANG Le-mei，XIONG Zhang.Training team spirit in engineer education［J］.Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics，2012，25(4):110-112.

［16］王正杰.基于团队设计项目的本科毕业设计模式研究与实践［J］.北京青年政治学院学报，2011，20(2):105-110.

WANG Zheng-jie.Research and practice of the graduation project based on group design project［J］.Journal of Beijing Youth Politics College，2011，20(2):105-110.