新工科背景下自动化专业毕业论文（设计）的创新途径探索和实践

梁军 侯迪波 赵豫红

摘 要：随着新工科专业建设的逐步展开，传统的毕业论文（设计）模式面临极大挑战。本文从新理念、新结构、新模式、新质量、新体系五个方面开展本科毕业论文（设计）的创新途径探索和经验介绍，为类似专业新工科建设积累经验、提供借鉴。

关键词：毕业论文（设计）;自动化专业;新工科;教育教学改革

作为高校本科阶段实践教学的最后环节，毕业论文（设计）在整个教学培养计划中占有非常重要的地位，是实现教学、科研与社会实践相结合的主要教学方式，是学生对所学知识的综合应用和成效检验，是其他教学环节无法替代的。然而，国内高校一个较为普遍的现象是，毕业论文（设计）质量不理想，成为人才培养计划的薄弱环节[1-2]。造成这种现象的原因很多，但毕业论文（设计）教学模式陈旧，无法适应新理念、新结构、新模式、新质量、新体系的新工科要求也是主要原因之一[3-4]。本文以浙江大学自动化专业为实践背景，针对新工科战略下自动化专业所面临的机遇和挑战，结合新工科建设要求，从新理念、新结构、新模式、新质量、新体系五个方面开展自动化专业本科毕业论文（设计）的创新途径探索与实践，为类似专业新工科建设积累经验、提供借鉴。

一、新工科专业毕业论文（设计）的创新途径

1.树立毕业论文（设计）指导和管理新理念，引领新工科工程教育达到新高度

第一，毕业论文（设计）要贯彻以学生为中心的理念，改变“教师出题、学生做题”的思维定式，在立题、选题阶段与学生充分沟通，甚至可以为学生量身定制，做到研究、设计的内容、难度、工作量等符合每个学生的具体情况，既兼顾学生的专业兴趣，又充分挖掘学生的学习实践潜能。第二，毕业论文（设计）的立题要充分体现新技术、新产业的特点，破除单一专业研究、设计内容的束缚，使题目既具有多学科交叉融合，又给学生一定的创新实踐空间，充分发挥年轻人思维活跃、创新潜力大的优势。第三，重视毕业论文（设计）与专业课程教学的协调，在毕业环节前适当加强实践性、应用性强的课程分量，甚至可以开设针对毕业论文（设计）的专门课程，集中传授毕业论文（设计）中重要的共性知识，分析讲解往届遇到的共性问题，训练选题、文献检索、开题、撰写报告、答辩等实际技能。第四，推行“高校+企业”双导师指导模式，努力创造条件引入有技术造诣和实际工作经验的企业导师，剖析实际应用场合产生的科学和工程问题，使学生的毕业环节超越学校实验室环境，提前介入对新技术、新产业的体验。第五，以“线”代“点”，加强毕业论文（设计）的全流程监控和管理，摒弃以往开题、中期检查、答辩的三段式管理模式，从监管环节促进质量的提升。

2.构筑毕业论文（设计）流程和任务新结构，保障新工科工程教育实现新飞跃

毕业论文（设计）流程一般由选题、开题、论文（设计）研究开发实施、中期检查、毕业论文（设计）评审、论文（设计）答辩等六个环节构成。各个环节具体任务包括：教师给出毕业论文（设计）题目后由学生选题，经过一段时间的准备后进入开题环节。开题完成后，开始实质性的毕业论文（设计）研究工作，并在规定时间进行中期检查。学生完成毕业论文（设计）研究后撰写毕业论文报告，通过院内匿名评审后，进入答辩环节。

从新工科建设视角，上述流程和任务还有许多可以改进之处。第一，应在正常任务环节之上建立全流程监控和管理机制，制定一整套监管制度，在功能上要细化到任务级，在时间上要细化到周，尤其防止在开题后长达三个月的研究实施阶段疏于监管，造成前松后紧的状况。第二，在选题前增加一个立题环节，由多位教师共同讨论和审查题目，一则防止题目重复，二则减少教师自行出题的盲目性，通过集体讨论可以充分把握新技术、新方向和技术路线的交叉融合性，更加符合新工科要求。第三，研究实施过程要强化“任务—指标—时间节点”管理和师生定时见面制度，作为考核学生和指导教师的过程依据之一。实践证明，这些措施客观上能提高工作效率，加强责任感，防止松懈敷衍现象。第四，毕业论文（设计）评审不仅要有院内匿名评审，还要尽可能创造院外匿名评审的条件，尤其是那些具有学科交叉特点的毕业论文（设计）。这不仅能提升毕业论文（设计）质量，对指导教师也有启发。第五，增加一个答辩后环节。目前普遍的做法是，根据答辩意见对毕业论文（设计）进行适当修改，然后材料归档。评审和答辩环节是学生总结形成研究成果、创新研究能力由量变向质变转换的关键环节。如果没有这样一个明确的答辩后环节，学生可能因忙于毕业手续而无心对毕业论文（设计）研究加以总结提高，完善修改也流于形式。因此，有必要明确增加这样一个答辩后环节并留有足够时间，使教师、学生都重视。第六，在整个毕业论文（设计）流程和任务中，充分使用专门的信息平台来实现全流程监控和管理，提高工作效率，并对流程和任务留下可以追溯的完整记录。第七，也是最重要的一条，就是加强过程监督和质量保障措施。这一点后面专门阐述。

3.强化毕业论文（设计）研究和实践新模式，推动新工科工程教育走向多元创新

新工科工程教育的一个显著特点是实践创新，而作为本科工程教育最后一个综合教学实践环节的毕业论文（设计），更是实践创新目标的最后一个承接者。为此，从毕业论文（设计）的各个环节入手，通过多种途径和模式实现多元创新目标。

在立题（选题）环节，充分发挥专业教师的科研能力和水平优势，使题目设置具备以下几方面特点：一是以国家级、省部级科研项目为研究开发背景，以解决关键问题为研发目标，强调其创新性。二是以校企合作的工程课题为依托，强调其实践性。三是要体现多学科交叉与融合，培养具有交叉创新能力的复合型人才。四是遵循小而全的原则立题，使学生得到科研过程的完整体验，避免因题目太大学生只能经历其中的某一片段。五是题目的科研产出要明确，训练提高学生把研究结果转化为研究成果的能力。六是优先考虑跨专业、跨学校、校企协同培养的选题，聘请校外专家尤其是企业专家合作指导。七是适当考虑一定比例的师生共同定题，充分激发学生的自主能动性。八是在立题、选题的审核中，特别强调创新实践标准，坚决舍弃内容陈旧、技术落后、缺乏新工科特色的选题。

在开题和中期审查环节，按照实践创新的标准，通过审查专家的干预，进一步将毕业论文（设计）的实施引导到具有实践创新目标和内容的轨道上来，形成实践创新的风气，注重对学生实践创新能力的培养和对研究开发成果的归纳总结。

在研究开发实施环节，通过以下多个措施来保障实践创新目标的实现：一是充分利用高校已经建立的国家重点实验室、国家工程实验室、各类创新实践平台、各级教育教学平台等资源和条件。二是充分依托各种国家项目和行业项目，从中提炼出科学和工程技术问题作为研究内容，注重培养学生独立研究问题的能力和相互协作的团队意识，提升分析问题和解决问题的能力。三是将毕业论文（设计）过程与各级各类学科竞赛和科研训练深化充分结合，不仅激发学生的潜能，而且具有规范的检验标准，有利于研究开发的不断改进和水平的不断提升。四是鼓励学生走向企业、走向工程、走向实践，将毕业论文（设计）由学校搬到应用现场，培养学生解决实际问题的能力。五是引导本科生尽早加入专业教师的科研实验室，在教师和博士生、硕士生帮助下快速融入教师的具体科研项目，并在有能力独立承担一部分研究任务后将其拓展为自己的毕业论文（设计）工作。六是利用学生思想活跃、创新意识强、不拘泥于传统、敢于挑战权威的特点，鼓励学生积极申请国家发明专利，撰写高水平论文，并为今后从事科学研究工作打下基础。七是通过学校、学院和教师，积极搭建学科交叉、学术交流和国际合作的平台，拓展学生的科研视野，培养学生的合作精神。

在评审、答辩、答辩后阶段，以实践创新作为毕业论文（设计）成绩评定的主要标准之一，全面评价整个工作的实践创新水平。一方面，给当届学生留下足够深刻的印象，使其在今后学习和工作中更加注重实践创新。另一方面，促进低年级学生逐渐形成基于实践创新的良好习惯和学风、校风。

4.健全毕业论文（设计）评价考核新质量，提升新工科工程教育达到新水平

毕业论文（设计）的评价考核和质量保障向来是一个难点。在传统的毕业论文（設计）教学中，评价考核主要通过开题成绩、中期检查结果和最终评审答辩成绩体现，采用的是以时间节点为考核要素、以事后评价为考核依据、以考核组主观判断为考核结论的模式，缺乏全过程的监控和客观、科学的考核标准，甚至同一份评审材料在匿名评审中会出现结果大相径庭的现象。因此，在新工科建设背景下开展毕业论文（设计）的评价考核和质量保障，既具有理论意义，又具有实践价值。

对于工科专业，毕业论文（设计）内容一般包括理论研究、技术方法研究和工程应用实践，时间跨度长达四个月或更长，即学生必须经过一个完整的分析、设计、实现和总结过程，才能得到最终结果，具有很强的“过程性”特点。因此，对这样一个“过程性”，既不能仅仅以某个或某几个时间节点的成效来评价考核，更不能仅仅靠几个时间节点的评价考核作为质量保障的控制手段，必须以点连线、以线网面，切实贯彻全过程质量管理方针，在毕业设计的各个阶段进行全面质量监控。对于过程中的每个环节，都要制定相应的评价指标和评价方法，建立完整的质量控制和考核评价体系。实践表明，相较于传统的事后性考核只注重最终成绩的教学弊端，全过程考核更有利于调动学生的学习积极性，教师和教学管理人员易于把握和调控，也更能够提高毕业论文（设计）的质量。

新工科建设打破了原有的专业壁垒，促进了各专业的交叉、融合，使毕业论文（设计）工作具有了学科交叉、专业融合的特点，题目更加宽泛、内容更加独特、知识更加全面、结果更加多样。这不仅要求学生知识面宽广、接受新知识迅速、独立工作能力强，而且对指导教师提出了更高的要求。为保障毕业论文（设计）质量，应该在毕业论文（设计）工作正式开始之前，有针对性地在相关课程教学中涵盖与新工科专业发展有关的知识内容，或在专业培养计划中专门设置与毕业论文（设计）有关的课程，加强前期专业课程与毕业论文（设计）环节之间的衔接，必要时还要对学生甚至教师开展一些专门培训工作。这样，不论学生还是教师，都能做到有备而行，从而提高毕业论文（设计）的效率和质量。另一方面，在评价考核体系中充分体现新工科专业培养的特点，推进新工科专业建设。

5.优化毕业论文（设计）三位一体新体系，促进新工科工程教育实现新发展

毕业论文（设计）是由学生、指导教师和教学管理部门三方参与的教学环节，三者共同组成了一个完整体系。在这个体系中，运行机制是否协调、任务分工是否明确、工作流程是否流畅，会对教学质量产生很大影响。

在这个毕业论文（设计）体系中，学生的主要责任和义务是服从教学管理部门的管理、接受教师的学业指导、认真完成各项毕业论文（设计）任务。教师的责任和义务是在教学管理部门的统一安排下，按既定日程计划对学生进行学业指导，并监督学生完成工作任务。教学管理部门的主要职责是制定整个过程的工作计划，协调各种毕业论文（设计）资源，监督检查工作计划的执行情况，组织安排立题选题、开题、中期检查、评审答辩等各个环节的工作。因此，任何一方责任和义务的缺失，或者体系结构不合理、运行不流畅、工作不到位，都会导致毕业论文（设计）达不到目的。

构建和优化三位一体的毕业论文（设计）新体系，需加强以下几个方面的工作：第一，需要强有力的行政领导机构。跟普通课程不同，每学年的毕业论文（设计）是涉及全体应届毕业生、几乎全体专业教师参加，各行政管理部门优先支持、各级各类实验室全力保障的一项全专业性工作，不能没有强有力的行政领导机构。第二，需要一套完善的管理规章制度。管理规章制度形式上由教学管理部门制定并监督执行，但具体文件规定是否合理、未来执行是否顺畅、执行效果是否良好等，都需要专业教师和学生双方的积极参加，得到他们的理解和认可。第三，需要有一个三方共同交互的平台。它把毕业论文（设计）体系中的三方紧密联系在一起，教学管理部门和指导教师能清楚了解学生的工作进展，学生也能在第一时间了解院系有关通知、接受指导教师的框架性指导（细节指导还需要教师与学生的面对面沟通）。同时，立题选题、开题、中期检查、评审答辩等工作安排也通过平台完成，从而提高工作效率。第四，在院系领导小组和工作小组内建立覆盖毕业论文（设计）全程的督导、反馈和申诉机制，保障过程的顺利执行，搜集和反馈学生、教师对过程执行各阶段工作的意见和建议，听取和处理学生对指导教师工作的反映、对中期考核和评审答辩结果的申诉。第五，重视对学生思政教育和心理疏导。在大四最后一个学期，学生面临毕业、读研、就业甚至个人感情等人生重大关头的第一次自主抉择，心理压力容易导致其情绪和行为失衡，指导教师和教学管理部门应帮助学生顺利渡过这一心理难关。

二、新工科自动化毕业论文（设计）的教学实践

浙江大学自动化专业（以下简称“本专业”）始建立于1956年。本专业传承自早期的化工自动化专业，60多年的发展历史使面向各类流程工业的控制工程成为本专业的特色方向，毕业论文（设计）环节具有很强的流程工业自动化特色，选题多以石油化工、冶金钢铁、造纸、制药、发电、食品加工等流程行业的建模、优化、控制、仪器仪表、控制装置研究开发为主。目前，本专业秉承新工科建设理念，制定并加快推进“一体两翼、创新驱动”的新工科建设方案（“一体”为自动化控制，“两翼”为人工智能与大数据、机器人与智能系统），重点开展新工科课程体系建设、开放式教学模式创新、全链条创新能力培养、国际化视野与领导力培育四项主要工作，努力践行“知行合一、学养兼修、健全人格、提升素质”的本科培养目标。

1.建立健全毕业论文（设计）选题的院级审核制度，引导和鼓励符合新工科建设目标的研究内容

近年来，本专业建立了毕业论文（设计）院所两级选题审核制度，根据本专业师资力量、研究资源、发展规划等具体情况，引导和鼓励全院教师向符合新工科自动化建设要求的选题侧重，支持和资助具有新工科特征的研究课题，使符合新工科建设目标的选题具有较大占比，逐渐形成了建设新工科自动化专业的良好氛围。智能无人系统（机器人、无人机、智能汽车）、机器视觉、大数据分析与云技术、人工智能与机器（深度）学习、智能传感与检测、工业网络安全、高端智能（生物）芯片与公共安全网络、移动物联网、学科交叉与融合（智慧城市、智慧农业、金融经济、智慧医疗、智能交通）已成为本专业毕业论文（设计）的核心主题，是传统自动化专业向新工科自动化专业拓展的典型方向。

2.优化和整合各类毕业论文（设计）资源，提升本科毕业生的创新实践能力和学术研究水平

根据20年来的数据统计，本专业约85%毕业生的去向是继续深造，包括出国留学、国内攻读硕士博士学位等。因此，在毕业论文（设计）环节强力提升本科毕业生的创新实践能力和学术研究水平，是本专业人才培养的首要任务。为此，学院所有研究平台对毕业论文（设计）学生开放，提供各类高水平研究和开发资源，帮助学生完成基础研究和工程技术研究。

新工科本科毕业论文（设计）的一个重要标志，是与工程实践相结合，走出校园、走出实验室，培养学生解决实际问题的能力，介入对新技術、新产业的深度体验。本专业毕业论文（设计）每届70%以上选题都有很强的行业应用背景，30%以上选题需要与不同行业的企业展开实质性合作，20%以上工作成果需要经过工程应用检验。这为本专业毕业生未来从事行业创新研发奠定了基础。

3.严把毕业论文（设计）出口关毕业论文（设计）出口主要指查重检测、评阅和答辩三个环节。

在查重检测环节，学校提供统一论文检测平台，学院负责组织落实毕业论文（设计）的检测工作，产生检测报告，重复率低于文件规定阈值者方可进入评阅环节。

在评阅环节，执行“双盲”评阅政策（送审论文不含作者和指导教师信息，返回的评阅结果也不含评阅专家信息），一律由学院统一送审。每篇毕业论文（设计）须送达2～3位由专家库随机抽选的盲审专家，至少有一位为本校其他学院或外校专家。第一次“双盲”评阅（一审）通过者可正常参加答辩。未通过者须根据评阅意见，修改后申请再次“双盲”评阅（复审）。复审未通过者被终止本次毕业论文（设计）。

在答辩环节，学院统一组织多个答辩专家组，每个答辩组由3～5位同领域专家组成，且尽可能安排本校其他学院或外校的专家进入答辩组。一审通过者，可参加第一次答辩。第一次答辩不通过者，根据答辩意见修改后，与复审通过者一起参加第二次答辩。第二次答辩采用全院不分组统一公开答辩形式，答辩组由5位以上专家组成，且至少有1人为本校其他学院或外校的专家。答辩组根据学生毕业论文（设计）完成情况、答辩情况做出评价并评定成绩。

学院基层教学组织下设的督导组全程监督评阅、答辩和成绩评定环节。

参考文献：

[1]凌振宝，程德福，林君. 加强全程监控与管理，提高毕业设计质量[J]. 实验技术与管理，2012（4）：14-16.

[2]吴益锋，张淑敏，田夏. 上海交通大学提升本科毕业设计（论文）质量的改革与实践[J]. 实验技术与管理，2014（7）：193-195，205.

[3]孙科学，郭宇锋，等. 面向新工科的工程实践教学体系建设与探索[J]. 实验技术与管理，2018（5）：233-235.

[4]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等. 加快发展和建设新工科，主动适应和引领新经济 [J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[本研究工作得到了浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目（JG201800

03）、教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会专业教育教学改革研究课题（2019A03）和浙江大学2018 年度教学改革项目的资助]

[责任编辑：夏鲁惠]