基于CDIO的工科类本科毕业设计制度改革研究

袁野

（汕头大学工学院电子系，广东 汕头 515063）

基于CDIO的工科类本科毕业设计制度改革研究

袁野

（汕头大学工学院电子系，广东 汕头 515063）

目前，我国的工科类本科毕业设计还存在一些不足，如时间安排的不合理等，造成了毕业设计/论文质量不高，流于形式的现象.针对这一情况，结合CDIO工程教育理念，以改变毕业设计时间起点为突破口，将CDIO思想融入到本科毕业设计过程中，从时间安排、导师制度、评审制度三个方面对本科毕业设计进行改革，建立新的“四段式”本科毕业设计制度，旨在发挥毕业设计在本科人才培养中应有的作用，为我国的教育制度制定者们提供一定的借鉴和参考.

毕业设计；CDIO；教学改革

0 引言

近年来，本科毕业生忙着考研、找工作，往往无暇顾及论文，部分毕业论文出现“东拼西凑”的情况.这使得我国教育界对高等学校本科毕业设计一直争议不断，甚至不时有声音提出取消本科毕业设计，搜狐、腾讯等国内主流网络媒体曾在首页刊登了一条题为“华中师范大学博导称应取消本科生毕业论文答辩”的新闻[1]，引起较大反响.

无法否认，目前的本科毕业设计由于制度及时间安排等原因，存在很多问题，没有发挥它应有的作用.但笔者认为，毕业设计作为本科生大学四年所学知识的一次综合检验，其作用不容忽视.通过毕业设计，可以使本科生的综合应用能力得到升华，使他们的动手能力、文献检索能力、信息搜集能力、分析能力、理论应用能力，甚至文档编辑能力都能够得到有效锻炼.所以，不能因为目前本科毕业设计存在问题就否定它，就因噎废食，反而，更应该针对本科毕业设计存在的问题进行有效的改革，使本科毕业设计发挥它应有的作用.

简言之，本科毕业设计的意义是不容否定的，本科毕业设计不能取消，反而应该得到更大的重视.国内的很多专家、学者也意识到了这一点，并针对本科毕业设计提出了大量的改革意见[2-5]，对现有的本科毕业设计起到了一定的弥补和改革促进作用.但笔者认为，目前所提出的毕业设计改革办法基本是对现行的毕业设计制度的修补，而现有的问题是由毕业设计的不合理制度造成的，不从毕业设计制度上入手改革，就无法真正扭转现在的局面，只有进行彻底的制度变革才能真正发挥毕业设计在本科人才培养中应有的作用.

此外，某项教育改革的成功一定要有先进的教育理念作为支撑.汕头大学的执行校长顾佩华教授率先将CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）教育理念引入到国内[6]，在此教育理念基础上，本文提出了基于CDIO的“四段式”工科类本科毕业设计改革，从时间安排、导师制度、评审制度三个方面对本科毕业设计进行彻底的改革.

1 现行本科毕业设计制度存在的问题

毕业设计（论文）是一次难得的综合实践性学习机会，是对大学四年学习成果的检验、总结与提炼，能否圆满地完成毕业设计（论文），对学生今后的工作和成长有很大的影响，其重要性不言而喻.目前，我国绝大部分高校在现行教学规划中明确制定了本科学生于第8学期（大四春季学期）开始做毕业设计（论文）的计划，这种时间安排与本科学生落实工作和研究生考试产生严重的时间冲突，直接导致本科毕业设计越来越流于形式，没有发挥它在本科教育中应有的作用.归根结底，现在的本科毕业设计存在的种种问题是由毕业设计的不合理时间安排造成的.

因此，为了彻底改变目前毕业设计“流于形式”的现状，使之成为本科生自我提高的一个有效途径，必须在毕业设计的各个环节，包括：时间安排、导师制度、命选题方式、评审标准、答辩制度五个环节进行改革，才能从根本上解决目前本科毕业设计存在的问题.

2 CDIO教育理念

为了保证毕业设计改革的科学性、合理性，必须有先进的教育理念为基础.CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果.从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2 000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织.

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程.从CDIO四个层面上看，该教学理念更强调激发学生的自主性和创造性，强调在一个完整的“产品”运作周期中锻炼学生的独立思考、创造力、团队合作等综合能力.因此，本文借鉴CDIO思想，将这种先进的教育理念充分地融合到毕业设计改革中，通过彻底变革现有的毕业设计制度来激发学生的独立思考能力、创新力，培养他们的解决问题能力.

3 基于CDIO的新本科毕业设计制度

结合CDIO教育理念，本文以“改变毕业设计起始时间”为突破口，从执行过程、导师制度和评审标准三个方面对毕业设计进行彻底改革，提出“四段式”毕业设计方式，即让毕业设计贯穿本科学习的主要阶段，注重激发学生的独立思考能力和自主创新意识；改变目前的导师制度，弱化教师在毕业设计中的作用，强调以学生自身为主导，建立“学生为主体-教师为顾问”的新导师制；着手建立毕业设计（论文）的质量评价标准，对毕业设计的各个环节给出详细的评价标准，打破以往无标准、无淘汰的毕业设计体系，使学生的毕业设计（论文）的质量评价做到有据可依.

3.1 总体思路

本文总体的改革目标就是建立能够保证高质量毕业设计的体系.而何谓高质量毕业设计？笔者认为就是使学生通过毕业设计这一环节能够对综合素质得到锻炼，如创新能力、提出问题能力、分析能力、解决问题能力、总结能力、自学能力等，如果这些能力在一个毕业设计结果中能够得到很好的体现，那么这必然是一个高质量的毕业设计.为了建立能够保证高质量毕业设计体系，针对现有毕业设计制度的三个具体改革思路如下：

1）建立新的毕业设计执行制度.改变毕业设计起始时间，彻底解决本科毕业设计与毕业生找工作及考研相冲突这一主要矛盾，使本科毕业设计贯穿于整个大学的四年时间，实现精耕细作，从制度上为高质量本科毕业设计提供保障.

2）建立“学生为主体-教师为顾问”的新导师制.改变目前的“导师命题-学生选题”毕业设计执行模式，建立“学生为主体-教师为顾问”的新导师制，使学生成为毕业设计的主体，尽可能使毕业设计从选题到答辩由学生独立自主完成，弱化教师的作用.

3）建立、细化本科毕业设计评审体系.有了从制度上保障高质量的本科毕业设计，还需要做到“有法可依”，需要把好最后的“评审关”，需要建立详细的毕业设计评价标准，使学生和教师有的放矢，明确各自在毕业设计过程中的任务及需要达到的最低要求.

3.2 执行方案

目前，本科毕业设计的主要矛盾在于毕业设计的时间安排与学生找工作及考研相冲突.如何解决这一矛盾，是毕业设计改革的突破口.现行的毕业设计安排是“导师命题-学生选题”，学生在毕业设计过程中处于被动地位，且由于年年命题，教师也存在“题目资源枯竭”的问题.因此，如何发挥学生在毕业设计过程中的自主性，激发他们的创造力，是实现高质量的毕业设计的唯一手段.

3.2.1 新毕业设计制度的整体执行过程

针对本科毕业设计（论文）的现有问题，以“改变毕业设计起始时间”为突破口，本文提出“四段式”毕业设计方式，即让毕业设计贯穿本科学习的主要阶段，具体方案及阶段管理细则如下：

1）学生从大学二年级的秋季学期（第三学期）即开始进入毕业设计的引导阶段.在这个学期，学生已适应大学生活，且学习了本科阶段的主要基础课程，对于本科毕业设计而言，这一学期属于引导阶段.在学期的开学初，应由本专业教师对所有学生介绍毕业设计的重要性、必要性、执行流程、选题、如何开展等情况，并特别强调毕业设计（论文）的评价标准及淘汰制度，使学生对毕业设计有个初步的认识；接着在一学期内，学生可根据自己的兴趣、爱好广泛查阅相关资料，了解感兴趣的研究、设计方向.在学期末提交一份总结报告或感想即可，这一阶段教师可不参与，主要由学生独立完成；但建议教师在期间对学生进行阶段审查或问询，起到督促作用，在总结报告的审查中首先要检查是否存在抄袭现象，对于引用部分要进行参考文献的标注，以保证学生能够认真独立完成.

2）大二的春季学期（第四学期）进入选题和前期准备工作.经过上一学期的了解和调查研究，学生会对本专业的主要研究内容和发展方向有了深入了解，在这一阶段开始选题工作.选题过程可由学生先行提出毕业设计（论文）题目、方向，然后由教师审核创新性、可行性；教师亦可自行提出题目，但应以启发、引导式为主，提高学生发现问题的能力.由于题目是整个毕业设计（论文）的核心，涉及要解决什么问题，直接决定一个毕业设计（论文）的创新性、可行性，因此，对于题目的确定比较慎重，安排了一学期的时间.对于这一阶段的执行，建议以启发鼓励创新性为主，由导师对学生选题的创新性、可行性进行评价，并给出合理化建议.

3）从大三的秋季学期到大四的秋季学期（第五到第七学期），是毕业设计的执行阶段.经过了缜密的选题阶段，及各种基础课、专业课的学习，学生的专业知识和学习能力又得到进一步的提高，有利于毕业设计具体实施工作的开展.这一阶段以学生自身为主体、教师指导为辅，寻求解决问题的方法、方案.对于这一阶段，教师主要起到答疑和监督工作，对于学生遇到的具体问题可以给出解决建议，同时要对执行过程跟踪，避免学生出现懈怠状态，执行过程完成的情况和态度可以作为毕业设计评价参考.

4）大四的春季学期，开始整理资料、撰写论文、准备答辩阶段.经过三个学期的执行阶段，学生应该会得到令人满意的研究/设计结果，经过总结、提炼，必然会写出更加完善的毕业论文.在这一阶段中，教师对学生的总体完成情况进行考核、总结，对论文的撰写进行指导.

将上述重新设计的本科毕业设计（论文）实施过程总结如下：

实际上，所提出的“四段式”本科毕业设计制度完美地将CDIO教育理念融入到毕业设计过程中来，四个阶段恰好体现了CDIO的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个过程.四个阶段都是由学生为主体来完成，可以使学生的创意、反思、执行等多个方面都得到有效的锻炼.

图1 “四段式”本科毕业设计制度安排

3.2.2 “学生为主体-教师为顾问”的新导师制

目前，在我国现行的本科毕业设计制度中，绝大多数高校都采取“导师命题-学生选题”这种形式，这种导师制度的安排也是造成本科毕业设计质量不高的原因之一.本科毕业设计每年进行一次，这意味着教师每年都要出几个甚至是十几个题目供学生选择，这就很难保证教师每年出的题目都具有新颖性.此外，由于是教师命题在先，学生被动选题，命题过程没有充分考虑每位同学的性格特点及研究兴趣，会使学生产生被强迫进行毕业设计、应付差事的心理，不利于调动他们的积极性.而在最后的答辩过程中，由于每位同学都有归属的导师，所以难免使教师间碍于同事关系、情面，不愿严格、客观的提问，而使答辩走过场、走形式，这也不利于毕业设计质量的提高.

因此，针对上述问题，提出建立“学生为主体-教师为顾问”的新导师制度，即充分强调整个毕业设计过程中以学生为主体，从选题、执行到最后的答辩全部由学生独立自主完成.在新导师制度中，学生和教师的地位被重新安排如下：

1）新导师制度中“学生的角色”：学生是新导师制度中的主体，从信息、资料的搜集，题目或研究方向的选择，实验、设计，到最后的报告、论文，都应由学生独立完成；学生不再有专属的导师，甚至在最后的答辩中都不会出现教师的名字，答辩中学生完全是以独立个体存在.

2）新导师制度中“教师的角色”：在新的导师制度中，教师属于辅助地位，是学生完成毕业设计的“顾问”.虽然教师不再像从前需要每年拟几个、十几个毕业设计题目，但实际上，在新的导师制度中，教师的作用更加重要.教师作为“顾问”，需要对学生完成毕业设计加以正确的引导，让学生能够根据自己的兴趣、性格特点选择合适的研究方向（设计题目），还要对学生选定的题目的可行性、难易程度进行评估，这一过程对学生完成毕业设计非常关键.同时，在学生进行毕业设计过程中遇到问题时，教师应尽量以启发的方式给予合理化建议，辅助他们完成毕业设计.

3.2.3 细化的毕业设计评价标准及学生完全独立参与毕业设计答辩

最后的答辩也是本科毕业设计非常重要的一环，为了使“评判者”—教师、“参与者”—学生明确毕业设计的最低要求，即什么样的毕业设计才是合格的毕业设计，就需要详细的毕业设计评价标准相配合.因此，需要从题目的难度和创新性、方法的合理性、工作量、毕业论文格式与完成质量、答辩表现等几个方面给出毕业设计详细的评价标准.有了详细的毕业设计评价标准，教师和学生都可以有的放矢的履行各自的职责，明确各个环节的最低要求.

有了详细的评价标准，在答辩过程中就要对照标准严格的执行，对于综合评价不能达标者，一定要予以淘汰或相应的惩罚，做到“有法可依，执法必严”，才能保证毕业设计高质量的完成.

在新的毕业设计制度中，由于学生和教师不再存在“专属”关系，教师是作为“顾问”存在的，所以在最后的答辩中，学生是以完全独立自主的身份存在的，教师在提问与评审中就可以避免人情因素，这样就最大化地保证最后的评审环节客观、公允.

4 执行效果

为了验证本文所提出的方案，从本科二年级中选出八位同学进行一轮完整的方案测试.整个的测试过程严格按照上述所提的四个阶段执行，即“引导-选题-执行-总结”过程.在引导阶段，定期组织安排八位同学进行讨论，介绍专业相关的一切前言知识，相互讨论一些技术热点，在这过程中形成了良好的阅读和跟踪前沿技术的习惯.在选题阶段，一开始并没有限定题目，而是由学生自己根据兴趣完成，八位学生中有六位同学自己提出的初始题目不够完善，设计内容难度较大或不够合理，例如根据我国垃圾分类问题提出的“基于图像识别的自动分类垃圾桶”，经过讨论后改进为“基于人脸识别的实验室门禁管理系统”.在执行阶段，学生们实际上处于边做边学的过程，这时期已学过大部分的专业基础课，主要的基础知识已掌握，还在学习部分专业课；访谈中了解到，真正动手开始执行设计内容时，学生们还是比较吃力的，毕竟有些专业课内容还未掌握，但是随着慢慢入门后，就越来越对知识的学习和应用感兴趣，大大超过了老师的教学进度.由于边学边用，八位同学在动手能力上得到很大锻炼，有五位同学在参加的广东省大学生科技竞赛和“合泰杯”大学生科技竞赛中都取得二等奖的好成绩.在最后的总结阶段，八位同学都显得比较轻松，因为毕业设计的设计环节都已完成，只剩下论文写作部分，比其他同学更加从容；并且，由于之前的技术积累，让他们在找工作面试中很快都脱颖而出，早早签订了工作协议.

从整个的项目验证结果，以及参与学生们的切身体验看，新的毕业设计过程是多方共赢的新方式，能够有效避免毕业设计与学生毕业找工作这一主要时间冲突，且能够紧密嵌入学生的大部分本科学习过程中，与课堂教学互为促进.同时也增强了学生的竞争力，对高校的就业率是一种保障.

5 新毕业设计制度改革意义

本文所提出的本科毕业设计改革思路中，将CDIO理念融入到了整个毕业设计过程，通过对毕业设计时间安排等的改革，结合实际的验证效果，笔者认为可以带来如下转变：

1）提高毕业设计（论文）质量.通过改变毕业设计（论文）的起始时间，使得毕业设计不再与学生落实工作、研究生考试等相冲突，毕业设计时间的延长也使得教师有理由对学生的毕业设计（论文）执行情况提出更高的要求.

2）使学术型、专业型的分类人才培养模式提前.目前，国家、教育部在大力倡导研究生培养的分类培养模式，将研究生分成学术型和专业型进行培养.实际上，通过建立新的毕业设计（论文）运行体系，发挥学生的独立自主学习、分析和解决问题的能力，无形中也起到了分类人才培养的作用.

3）提高学生的专业知识学习兴趣，巩固所学知识.通过建立新的毕业设计（论文）运行体系，将现有的单学期、“教师命题-学生选题”的简单模式改变为六学期完成、分“引导阶段-选题阶段-执行阶段-总结阶段”四阶段的多学期、多阶段的新模式，使得整个毕业设计的执行过程与学生的专业知识学习阶段紧密结合，可使学生做到“边做边学、边学边做”.

4）增强本科学生的职业/学术竞争力.毕业设计（论文）不是简单的一个教学环节，它是对学生大学四年所学知识的一个综合检验，是对所培养的学生的知识运用能力的一个全面考察.通过建立更加完善的毕业设计（论文）的运行体系，和细化毕业设计（论文）质量评价标准，建立有淘汰机制的毕业设计（论文）制度，必能大幅提高毕业设计（论文）质量.

5）实现“毕业设计质量有保证”、“学生有时间落实工作”双赢的局面.由于整个毕业设计的时间被大大拉长，教师可以对学生提出更严格的要求，毕业设计的质量得到保证；同时，由于毕业设计的主要执行阶段在大三的春季学期和大四的秋季学期，在大四的春季学期只需完整资料整理和论文撰写，学生可有较多时间落实工作问题，进而实现“毕业设计质量有保证”、“学生有时间落实工作”双赢的局面.

6 结论

在本文提出的毕业设计改革思路中，充分借鉴了CDIO教育理念，以学生为主体，调动学生的积极性与创造性，因此，新的毕业设计安排实际是CDIO教育理念在本科毕业设计过程中的综合体现.有先进的教育理念做基础，决定了新毕业设计制度理论上的合理性.本文是笔者在指导本科毕业设计过程中发现问题并受CDIO教育理念启发后所产生的改革思路，在实际教学中也得到了很好的验证效果，希望能对我国的本科毕业设计改革提供一些借鉴和参考.

[1]华中师范大学博导称应取消本科生毕业论文答辩[EB/OL].（2012-05-04）[2017-01-01].http://news. sohu.com/20120504/n342323085.shtml

[2]高琪，李位星，廖晓钟.工科专业本科毕业设计全过程考核评价体系研究[J].实验室研究与探索，2013（11）：393-397.

[3]赵海军.车辆工程专业毕业设计的改进与实践[J].中国科技信息，2012（5）：149-150.

[4]李清富，渠远芳，刘晨辉.工科学生毕业设计存在的问题与对策[J].教育教学论坛，2016（52）：221-222.

[5]李世广，唐庆峰，操海群.本科毕业论文（设计）教学改革的实践与思考[J].高等农业教育，2016（6）：52-55.

[6]顾佩华，沈民奋，李升平.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-15.

Study on the Reform of Engineering Undergraduate Thesis/Design Based on CDIO

YUAN Ye
（Department of Electronics,Shantou University,Shantou 515063,Guangdong,China）

At present,there still exist some problems for the engineering undergraduate thesis/design,such as the unreasonable start time of the undergraduate thesis/design,which results in the lowquality of undergraduate thesis.To solve this problem,combined with the idea of CDIO,the start time of undergraduate thesis/design as the breakthrough is taken.The CDIO ideas is integrated into the undergraduate thesis/design process and the undergraduate thesis/design from scheduling,mentoring system,and the assessment system is reformed. Finally,establish a new“four-part”undergraduate thesis/design system is established to make the undergraduate thesis/design play a proper role in the undergraduate training,and provide a reference for the country's education system makers.

thesis/design;CDIO;reform

1001-4217（2017）04-0074-07

G64

A

2017-01-07

袁 野（1981—），男（汉族），辽宁辽阳人，博士，副教授，硕士生导师.研究方向：生物医学信号处理. E-mail：yuanye@stu.edu.cn

基目项目：广东省高等教育教学改革项目（2012175），广东省高等学校优秀青年教师培养计划项目资助