基于大数据的高校电工类专业毕业设计选题*

苑昭璇 黄娟

1.北京理工大学珠海学院信息学院;2.对外经济贸易大学统计学院

运用大数据技术,统计某高校电工类专业连续五年毕业设计选题数据,梳理专业类别、性别、届别等因素对选题的影响,剖析选题设计固化、专业契合度不高、审核规范性不强、学生积极性不高等问题及原因,提出构建开放式的选题模式、增强毕业设计的时效性、建立多维度的考核机制、鼓励跨学科融合选题等改进举措,以对提高毕业设计选题质量提供有益参考。

0 引言

毕业设计是高等学校电工类专业实践教学的重要环节,要求学生独立完成文献检索、方案设计、实验验证、论文撰写等系列连续工作[1],这既是对准毕业生专业知识掌握程度和用于解决实际问题水平的综合检验,同时也是系统检视教学质量的重要指标。而随着我国逐渐全面进入大数据时代,社会对大数据的重视程度不断提高[2],技术应用水平日益提升,运用大数据思维方式去分析和解决问题的理念逐渐深入人心,各类数据分析方法及其应用软件开发更是对深度挖掘和使用数据提供了技术支撑,可以有效辅助研判行业(或专业)现有管理模式特征、存在的不足等情况,进而推动管理模式的改进和优化。本文依据某高校电工类专业连续五年的毕业设计选题数据,运用SPSS软件进行统计分析,探讨分析专业类别、学生性别、届别等因素对选题的影响情况,并在选题模式、选题时效、考核机制等方面进行积极探索,以期更好的适应教学和实践发展需要,助推学生综合素养不断提升。

1 数据特征及分析结果

本次通过某高校信息管理系统调取电工类专业2015至2019年的毕业设计题目并进行归类整理,学生人数和题目数量有效值均为4197个。基础数据涵盖电气工程及其自动化、电子科学与技术、通信工程、信息工程、自动化等五个专业和单片机设计、仿真设计、技术研究、软件设计、图像处理、硬件设计、综合设计等7个题目类别,具有量大、时间跨度大且连续性好、代表性强等特征,分析结果可信度较高。本文综合运用SPSS软件,通过定比尺度等方式统计分析不同专业类别、不同性别、不同届别条件下的题目数量占该类别总数的百分比。SPSS软件基本介绍、分析过程等情况可参照SPSS相关教程,文中不再赘述,仅显示主要统计结果,并以此为基础进行综合分析。

1.1 不同专业学生选择题目情况

按专业类别和题目类别考虑,分析不同专业学生选题的差异情况,同时综合考量题目的特征、难易程度等因素,发现不同专业学生选题总体呈现两个显著特点。不同专业选择题目类别情况,如表1所示。

表1 不同专业选择题目类别情况表Tab.1 Types of topics selected by different majors

(1)专业性不够强。单片机设计、软件设计两类基础性题目在五个专业学生的选题中均占较高比重(在40.3%～51.8%之间),总体来看不能很好的体现专业性,比如:通信工程专业主要课程包括数据传输、网络工程等,而实际选题时多达46.6%的学生选择上述两类基础性题目。统计结果一定程度上反映出两个方面的管理现状:1)由于师生比偏低和毕业设计管理实际,学校通常会允许学生在同学院内跨专业选择毕业设计题目,即:学生既能选择所学专业,又可选择基础性或相关专业题目;2)指导教师的专业或研究方向不尽相同,命题趋于保守,题目设置倾向于基础性内容,与专业课程结合还不够紧密。

(2)偏向难度小的题目。题目越易实现、越易被选择,现有参考案例多、可在短时间内完成的题目尤其受到学生“欢迎”,比如:软件设计在不同专业选题中所占相对较高(在25.1%～36.6%之间),主要是该类型题目采用现有模块或仅修改部分代码即可顺利实现。统计结果客观反映出学生选题时易逃避难度较大的题目,也反映出一定数量的学生对毕业设计的态度不够认真、对毕业设计质量的要求不高等问题。

1.2 不同性别学生选择题目情况

按学生性别和题目类别考虑,分析男女生选择题目的差异情况。统计结果显示:在选择偏向于理论性题目的人数占比上,女生明显高于男生,比如:女生选择仿真设计的人数占比要远高于男生,约是男生的3.52倍;在选择偏向于动手实践题目的人数占比上,女生要低于男生,比如:女生选择硬件设计的人数占比仅为男生的66.2%。统计结果在很大程度上反映出性别特征:一般情况下,女生相较于男生,细致程度较高但动手能力相对偏弱,更倾向于选择偏理论性的题目。不同性别学生选择题目类别情况,如表2所示。

表2 不同性别学生选择题目类别情况表Tab.2 The situation of different gender students' choice of topic categories

1.3 不同届别学生选择题目情况

按届别和题目类别考虑,分析历年选题的差异情况。统计结果显示:连续五年中各届别毕业生在不同类别题目选择上占比变化不大,比如:仿真设计类题目所占比例低值为3.5%、高值为3.8%,软件设计类题目所占比例低值为29.9%、高值为30.5%,硬件设计类题目所占比例低值为18.6%、高值为19.8%,综合设计类题目所占比例低值为14.3%、高值为14.8%。个人认为,统计结果在一定程度上也反映出选题方面现实情况:题目设置的灵活性和创新性不够,相似程度高、甚至雷同,比如:有的是公交报警系统、有的是门禁报警系统,题目看起来似乎不同,而实际计划开发手段及所应用的主要技术基本一致。不同届别学生选择题目类别情况,如表3所示。

表3 不同届别学生选择题目类别情况表Tab.3 The situation of the types of topics selected by students in different classes

2 电工类毕业设计选题存在问题及原因剖析

通过分析某高校电工类专业连续五年毕业设计选题情况,综合考虑毕业设计的质量,发现选题环节对毕业设计总体质量影响较大,甚至可以说是起到了决定作用;而当前毕业设计选题方面还存在一些问题,个人认为主要表现在四个方面。

2.1 选题设计固化

现有教学管理模式下,教师仍处于主导地位[3],通常是由指导教师结合自身研究方向或兴趣爱好,设定一定数量的题目供学生选择,与学生的交互程度不够,对学生需求掌握不足,题目设置很大程度上还存在以“供”定“需”的情形。同时,部分指导教师受惯性思维或主动创新意识不强烈,题目设置僵化,部分题目甚至反复出现。另外,部分指导教师更多关注于理论教学,对电工行业发展形势了解不深,选题与前沿技术、科研课题、就业需求等最新发展结合不够紧密,不能很好适应创新型、应用型人才培养的需要。

2.2 专业契合度不够

评价标准决定评价效果,毕业设计作为检验学生综合素养高低的重要标尺,选题首先应要体现专业性,在此基础上再考虑拓展知识广度,才能精准反映学生综合运用专业知识研判问题、解决问题的水平。而现行管理模式中,同一学院内部多允许跨专业选题,不同专业学生可选题的范围差别不大,一定程度上出现选题不属于专业范围或与专业关联度不高的情况,学生即使能够高质量完成毕业设计,也难以对评判和检测学生专业素养起到有效作用。

2.3 审核规范性不强

题目质量是决定毕业设计质量的关键因素,需要通过严格程序审核把关。目前,部分高校通常还是采用“分配式”传统管理模式,按照毕业学生和指导教师数量情况,安排指导教师先进行题目设定,再由系(所)汇总初审后上报学院审定。由于审查标准不明确、题目数量大等实际情况,审核时多注重宏观方向把握,基本上以指导教师设置题目为准或仅是提出原则性意见,对细节把控还不够严格,缺乏系统、规范的管理,对题目质量还不能做到完全有效掌控。

2.4 学生积极性不高

毕业设计是完成本科学业的最后一个教学环节,而部分学生对毕业设计认识不足,未能深刻意识到毕业设计是一次综合运用所学理论知识、资源检索、创新能力等解决问题的重要锻炼机会,是学习与工作的有效衔接,加之毕业设计时间又多处于就业黄金时期,部分学生忙于寻求就业机会等,对毕业设计重视程度不够,极易产生“能够做完、顺利毕业即可”的心理。同时,部分学生还存在平时知识积累不够,认为毕业设计题目越简单越好,最好是能够有可以借鉴的现成案例,以便参考快速完成、顺利通过答辩。

3 电工类专业毕业设计选题改进举措

合理的毕业设计题目,有助于激发学生兴趣,提高学生对理论知识与实践融合的主动性,促进学生创新能力的培养;个人认为,在大数据快速发展的背景下,管理人员要注重运用大数据思维、大数据技术等手段,综合施策改进优化现有管理模式。

3.1 构建开放式的选题模式

兴趣是最好的动力,毕业设计选题应坚持以学生为本[4],尊重学生首创精神,允许和鼓励学生结合个人爱好、知识掌握水平、专业素养等拟订符合自身实际的题目。对于学生自行拟订的毕业设计题目,指导教师可“一对一”给予指导建议,结合学生基础知识掌握程度适当调整难度系数,经指导教师初审、学院专家组审定,确认与所学专业知识关联度足够、达到毕业设计要求后即可允许开展毕业设计工作,激发学生兴趣。同时,指导教师可考虑借助诸如调查问卷软件等小程序,及时掌握和研判学生的态度、兴趣方向、选题意向等“数据”资源,既便于总体把握,又能与学生及时沟通,拟订符合学生需要、满足教学要求的题目,进而促进“学生自行选题”与“指导教师针对性命题”的有机融合,实现管理质量效率双提升。

3.2 增强毕业设计的时效性

电工类学科技术更迭速度较快,要求新知识、新理念、新技术及时纳入教学体系,以便能够更好的精准对接社会发展需求。一方面,学院(系)可考虑建立健全电工类专业教学资源库,分专业分方向构建包括历史状况、现状情况、新技术、新趋势等行业发展“数据库”和学院内历年毕业设计“数据库”,定期比对、检视选题类别和选题方向,存在落后或严重滞后于发展现状和趋势的题目应及时予以清理。另一方面,学院(系)要立足于人才培养和学科发展,强化毕业设计在教学体系的作用,加强理论教学与实验教学、教学与科研的统筹协调,选题可在可满足考核学生基础理论应用水平的基础上,多结合承担横纵向科研题目或校企合作项目等管理实际,最大程度的吸收最新理论和最新技术,比如:鼓励学生前期参与科研项目、结合研究课题开展选题等[5]。

3.3 建立多维度的考核机制

要围绕培养学生创新能力这一主题,建立健全多维度全过程的管理机制。针对学院(系),可考虑组织成立综合评估小组,对开题、中期和答辩过程进行交叉检查,及时复查发现问题并进行整改;针对指导教师,可通过评判所指导学生的毕业设计“不通过率、合格率、优良率”进行考核,对于合格率低于设定界限的,考虑予以约谈或减少下年度指导学生数量,对优良率较高的可采取物质奖励等给与激励,形成奖优惩劣的机制;针对学生,可考虑实行毕业设计淘汰机制,对不符合要求的,要坚决予以二次答辩或推迟毕业,倒逼学生提高重视程度。

3.4 鼓励跨学科融合选题

培养创新型人才是高等学校肩负的重要使命,贯穿于教学的全过程,对于培养具有专业水平高、综合思维能力强的复合型人才,鼓励学生围绕专业问题开展跨学科融合选题正是一种有效途径,学院(系)管理者要承担主体责任,注重用“大数据思维”系统研究解决方案。一方面,可考虑给于电工类专业学生提供多学科交叉融合的平台,比如:可考虑运用实验教学示范中心、智慧实验室及配套设施等并适当扩大开放程度,为学生开展毕业设计提供创新平台和空间;另一方面,要建立健全激励机制,鼓励有意愿有条件的学生平时多选修文科、其他理工科课程,注重学习其他学科的思维方式,为多学科融合选题奠定理论基础;另外,还可探索组建跨学科的指导教师队伍,允许电工类专业毕业生联合其他学科毕业生共同开展毕业设计,通过拓展思路不断提高毕业设计质量。

4 结论

毕业设计是对高校毕业生在校学习情况和所掌握知识应用情况的综合展示,而选题质量是关键中的关键,在大数据快速发展的时代背景下,高校各级管理人员应主动加强对大数据理论、大数据技术等方面的学习和掌握,自觉运用大数据思维方式、大数据技术等去探寻高校毕业设计管理难题中的解决方案,尤其要注意抓住毕业设计选题这个关键,运用系统思维、多措并举不断提升提高选题质量,进而提升综合教学水平,促进创新型人才的培养。

引用

[1] 杜玉军,吕宏,辛维娟.以学生为中心的毕业设计交互式选题模式初探[J].科技创新导报,2019(33):242-243+245.

[2] 温芳琴.基于大数据分析的电子信息类专业毕业设计成绩影响因素研究[J].佳木斯职业学院学报,2019(11):128-129.

[3] 伊璨.工学类本科毕业设计(论文)质量提升途径的探索与思考[J].教育教学论坛,2020(51):130-131.

[4] 张莉,张丽,刘飞阳,等.提升电子科学与技术专业本科毕业设计(论文)质量探究[J].实验室研究与探索,2020,39(1):259-261+276.

[5] 林志芬,林思劼,仇雁翎,等.科研项目对本科生毕业论文选题和质量的影响[J].高教学刊,2019(06):191-193.