时间:2022-03-21 07:19:22
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇软件毕业设计总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:道路与桥梁工程;毕业设计;问题;措施
中图分类号:U41-4,U44-4 文献标识码:A 文章编号:1812-2485(2012)03-011-2
道路与桥梁工程本科毕业设计是道路与桥梁工程专业教学环节中非常重要的一环,是对学生大学期间所学知识的复习、综合、运用和提高,是理论与实际相结合的训练阶段,也是学生从学校走上工作岗位的一个过渡阶段。它对培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着非常重要的作用,同时对学生收集分析设计资料、制定方案、计算绘图、编写设计文件等方面的能力也是一次全面的锻炼[1]。
我校今年参加道路与桥梁专业毕业设计的人数为165人,明年是154人,该专业每年基本保持五个班级的数量,因此,分析道路与桥梁工程毕业设计的现存问题,针对性地提出改进措施,对提高我校学生毕业设计质量,培养学生的综合实践能力有着非常重要的现实意义。
1 道路与桥梁工程本科毕业设计现存问题
1.1 毕业设计选题程式化,与工程实际脱节
好的毕业设计题目是保证教学质量的重要前提和关键之一。内容新颖、形式多样的选题,可以调动学生的积极性和设计热情,降低出现抄袭的概率,提高毕业设计的整体质量[2]。目前国内多数高校由于没有足够的校外实践教学基地的支撑,缺乏实际工程背景和有关工程资料,导致选题陈旧。目前道路与桥梁工程专业毕业设计内容主要采用“假题真做”或“真题假做”的形式,一题多届的现象普遍,与科研、生产紧密结合的题目设计少,这样就使毕业设计局限在就事论事、纸上谈兵的状态,缺乏工程意识训练,图纸脱离工程实际,同时使学生普遍感到题目缺乏工程真实感,没有积极性和创新欲望,主观能动性发挥不足。
1.2 毕业设计的有效工作时间不能保证
常规毕业设计时间为12周,以桥梁结构方面的设计题目是为例,主要包括以下几个方面:桥梁结构方案比选;上部结构设计包括截面尺寸的拟定、内力计算、内力组合、绘制内力包络图、配筋设计、施工验算、强度验算、刚度验算、稳定验算;下部结构设计包括桥墩、桥台和基础,有类型选择、尺寸拟定、内力计算、强度验算、稳定性验算级抗震等;对于钢筋混凝土和预应力混凝土墩台还需要配筋设计;施工方法设计;绘制结构施工图。可看出设计任务繁重,设计时间紧迫。
而现实中存在的实际情况是,由于毕业设计一般安排在本科教学第四学年的第二学期,此期间毕业实习、研究生复试、就业应聘、毕业补考复习等占据了学生相当比例的毕业设计时间和精力,所以有效的毕业设计工作时间是远少于12周。这就一定程度上造成学生设计进度缓慢,大部分设计任务压到最后阶段匆忙结束,有的干脆缩减毕业设计任务量,比如只作桥梁结构设计中的上部结构设计,或甚至出现抄袭现象。
1.3 过分依赖专业软件,理论基础薄弱
道路与桥梁专业的本科毕业设计中,公路设计中选线任务一般依靠纬地软件,桥梁结构设计一般多采用桥梁博士软件。在使用软件过程中,一味地根据软件操作指南“比着葫芦画瓢”,对相关的设计原理和计算方法不做深刻地理解和分析,导致学生对设计成果 “知其然而不知其所以然”的不良后果。最明显的表现就是,有的学生毕业设计计算书内容充实完整,而在其毕业答辩过程中对评委老师提出的非常简单基础的设计理论问题却茫然无知。
1.4 毕业设计成果不规范
由于毕业设计属于实践教学,相比较于理论课程教学,容易出现监管不力的问题。具体表现为毕业设计初期各类表格填写不全,未能按时完成开题报告、中期考核,毕业设计成果不规范等。部分学生对文字排版、公式编辑、图表格式、CAD绘图、科技论文翻译不熟悉,使得毕业设计成果很不规范,毕业设计计算书、图纸和专业文献翻译等多次修改。尤其是毕业答辩前的最后阶段毕业设计成果批改和审查中,绝大多数的返工修改都是由于设计成果格式不规范造成的。
1.5 毕业设计考核评定方法不科学
以往的考核是对整个毕业设计期间学生的学习态度、设计成果、答辩情况的笼统考核,只是简单评定出优秀、良好、中等、及格、不及格等几个等级,很多学生其实并不十分清楚自己何处为优秀、何处为不及格,更有少数学生对老师评定出的毕业设计成绩感到不公平。这样的考核不仅缺乏针对性,不能很好地体现出学生的学习态度与设计水平的真实情况,而且由于缺乏具体明确的评判准则,无法给出令学生信服、认可的毕业设计成绩。此外,这种完全集中一次答辩的方法使得学生根本没有改过的机会,考核方法也不够严格,存在个别学生抄袭、蒙混过关的现象,这就很难保证毕业生质量。
2 道路与桥梁工程本科毕业设计改进措施
2.1 优化毕业设计题目
选题要尽可能地反映本专业领域的发展水平和前沿动态,体现当前科技发展水平,反映时代特点。为此,应争取不断更新题目。另外,选题应有一定的深度、广度,使学生能在毕业设计的过程中综合应用所学的基础知识和专业知识,能在规定的时间内得到充分的锻炼。毕业设计的每一个题目都要经过认真而反复的思考,要精心设计,并应按照一定的比例,给出部分真题。真题来自工程实际,所涉及的内容和问题比教师拟定的题目丰富和复杂得多,它会让学生有较强的责任感和压力,同时又具有较强的自觉性和主动性,学生也更有热情和兴趣去做真题。想要得到真题,可与设计院通力合作,真题的获得方法有两种,一是在设计院以往或目前的设计题目中选出适合学生的毕业设计题目,这样可对学生的毕业设计进行实践检验,以增强他们的感性认识,避免纸上谈兵。二是安排少数学生做目前正在进行的设计题目,他们可直接与设计院联系,这样一方面可直接检验他们的设计成果,增强实践经验,另一方面,可为相关设计单位做贡献,增强校企之间的联系。这一做法的额外收获是:某些表现出色的学生很可能被设计院看中,从而获得了较好的工作机会。
毕业设计题目在难易程度上应进行分级。学生可根据自己的实际能力、爱好和专长灵活选择题目。设计要求不能过于刻板,给学生以自由发挥及创作的空间,鼓励学生创造性地完成任务,鼓励他们尝试采用新的结构形式,采用新的计算软件进行计算。
2.2 妥善处理毕业设计期间时间上的冲突
较多的学生特别是考研的学生因为考研等原因未能联系并落实好就业单位,因此在毕业设计期间,经常参加各种人才交流会,这与进行毕业设计两者间难免会有冲突。这就要求学校在抓好毕业设计工作的同时,做好这些学生的就业落实情况。我校以学生为本,以市场需求为导向,建立新的毕业设计管理模式。具体是提前在第七学期期末给学生布置好毕业设计任务,直到他们安排好自己的时间,做好自己的计划,同时在毕业设计期间允许他们因就业或研究生复试外出两次,由毕业设计指导老师和辅导员共同管理。
2.3 指导学生合理利用结构设计软件
学生采用专业软件来做设计会有些盲目,只前没有学习过软件的操作,所以会在学习软件操作上花费大量的时间。这时需要指导老师提示采用什么样的结构设计软件,首先是老师自己要对这些软件有一定的了解,选择学习资料比较全面的软件并让学生知道这些软件的功能。其次是让学生理论知识和设计软件相结合,让学生理解和掌握一些软件操作步骤所依据的基本专业理论、原理和知识点。因为软件的使用中,输入了相应的参数后就直接给出一个结果,如果对一些方法和理论不熟悉,就没有办法考证设计结果的合理性,甚至出现错误。
2.4 加强毕业设计过程的监管
毕业设计是一个时间较长的实践教学环节,在整个毕业设计过程当中应加强监管,在各个重要环节和阶段要严格把关。我校确立了以学校、学校教学督导组、指导教师为主的质量监控机制,主要对开题、中期检查、设计最终成果三个方面进行把关监控。一是在开题阶段,要求学生建立完善各类毕业设计基础资料,如设计任务书、设计内容、参考文献、进度计划等,通过加强以上文件的管理,督促学生主动查阅文献、积极思考,对整个设计步骤有较清晰的认识。二是进行中期检查。中期检查的依据为毕业设计任务书中的进度计划,检查学生是否按计划完成了设计内容,阶段性成果质量如何,是否存在较严重的错误,为后期的设计奠定基础,故该阶段考核将起到承前启后的作用。三是毕业设计成果检查。在进行毕业答辩前,应对学生所有设计成果进行一次全面检查,要突出资料全、格式对、统一对应。整个设计过程中涉及的各类资料繁多,且完成提交时间不一,有必要检查是否齐全;还要检查各类表格、计算书、图纸是否格式统一;对于设计中途有变更的情况,还要注意最终成果与开题资料是否一致,包括设计题目、设计内容、计算书结果与图纸表达都要对应起来。
2.5 形成考核评定等方面全过程控制的质量管理体系
毕业设计成绩应该量化,根据不同题目的难易程度给出其权重,乘上指导教师及答辩委员会给出的成绩作为最终成绩。根据平时表现、设计成果质量、答辩表现等按百分制评定方法评定。平时表现主要考察学生的出勤情况、学习态度、是否按进度完成、是否独立完成设计等几个方面。设计成果的检查,着重检查设计图纸和计算书的完整性和正确性。成绩的评定要按照毕业设计的要求,强调学生独立解决工程实际问题的能力和创新性。在答辩结束后,要组织毕业设计指导教师,就本届学生毕业设计题目的难易程度、学生对相关知识的掌握程度、学生设计过程中出现的问题、毕业生是否达到培养目标等进行交流总结,以提出改进意见及措施。此外,答辩方法也应进行改革,可采用答辩2~3次的方法,给学生充分的时间使其修改完善毕业设计。
3 结束语
道路与桥梁工程专业本科毕业设计是一项集学习、实践、探索和创新相结合的综合教学环节,是培养学生综合素质和工程实践能力的重要载体。本文是根据指导道路与桥梁毕业设计的经验总结的,主要是从学生在毕业设计时经常出现的问题出发,针对性地提出相关改进措施,以期提高毕业设计质量,全面提高毕业生的综合素质和能力。
参考文献
0 引言
毕业设计是本科教学中非常重要的一个教学环节,是对学生所学知识的检验和总结,是培养学生独立分析和解决问题能力的重要手段,也是学生进入工作岗位前的最后一次实战演习;并且,它是本科教学水平评估指标体系的重要指标之一,是考核学校本科教学水平和质量的重要内容。
软件开发是计算机专业毕业设计中一个重要组成部分。学生开发的软件质量直接反映出毕业设计质量,而指导教师的指导和监控对学生开发软件的质量高低有很大影响。本文首先介绍了软件类毕业设计的特点、遇到的问题及其原因分析,然后将敏捷软件开发技术应用于指导和监控软件类毕业设计,最后通过具体的实践对其进行总结。
1 目前状况及问题
1.1 软件开发类毕业设计的特点
本科计算机专业毕业设计中,软件开发占很大比重。而软件开发类毕业设计与其他专业的毕业设计以及商业化软件开发又有很大不同,主要体现在:
(1)设计的最终目的是要生成可运行的、实现一定功能的、错误率较低的实际软件产品,而不仅仅是提交一份文档报告。
(2)设计小组成员分工合作,要将各人的成果整合,形成完整的软件;小组每个成员不是完全孤立的,每个人的工作都与其他人息息相关。
(3)项目小组一般只包括一个人或几个人,人数较少,远少于一般商业化软件开发项目小组的人数。
(4)小组成员没有足够的团队意识,没有足够的软件工程经验,一般没有作为一个团队的成员共同开发过软件产品。
(5)项目开发过程不完全,编码的结束即意味着项目的结束。项目不要求有完整的工程化的分析和设计文档。
(6)有些软件开发没有与商业项目挂钩,也就没有真实客户的需求对其进行功能和性能上的监控。
1.2 遇到的问题及原因分析
根据上面的特点可以看出,普通毕业设计的指导方式或是工程化的控制手段,并不能适应软件开发类毕业设计,最终会导致毕业设计质量低下,学生得不到真正锻炼。比较突出的问题主要表现在以下几个方面:
(1)项目组成员各人任务不明确,能力参差不齐,并且有时没有充分地交流设计思想,最后导致软件各个功能模块无法有效整合。
(2)项目需求因为各种原因不断改变,软件不断修改,最终完成的软件产品达不到设计要求。
(3)编码开始后,软件的错误和缺陷不断涌现、不断累积,最终无法控制。
这些问题的产生,固然与设计选题、学生能力、实验环境以及教师的指导力度分不开,最重要的还是与教师的指导和监控方式有关。应当采用恰当的指导和监控方式,最大化地促进学生能力的提高,最有效地根据各个学生的特点,推动学生逐步达到毕业设计软件质量和功能的要求。
2 敏捷软件开发技术的应用
采用适当的指导和监控方式,实际就是要求教师对学生软件开发应用适当的软件过程模型,也就是软件开发的工程化控制手段。
2.1 敏捷软件开发简介
传统的软件工程方法中的架构设计与程序开发在时间上是先后分离的,这种分离常常导致一些脱离实际的设计和脱离设计构想的编程,导致最终软件开发的不理想甚至是失败。鉴于以上问题,敏捷软件开发技术应运而生。
敏捷软件开发以交付而不是以构造为核心,它强调的是交付对客户有价值的软件,而不是用户需求中所描述的软件。简言之,就是把一个大项目分为多个相互联系,但也可独立运行的小项目,并分别完成,在此过程中软件一直处于可使用状态。敏捷软件开发方法提倡采用先进的技术和高水平的小型团队,并辅以人性化的管理,充分发挥软件开发者的才华,建立畅通的交流机制,使软件开发团队水平和软件质量共同提高。
敏捷式开发采用适应性方法,而传统的软件工程学采用的是预测性方法。敏捷式开发是以人为主的,而传统的工程学是以过程为主的。二者的主要区别存在于它们对软件开发过程的描述中,也就是说,敏捷开发实现当前最需要的功能,然后根据变化来修正和改进;而传统软件工程学一开始就将软件的各种架构预测好,然后采用固定的过程来实现这种架构。软件开发中的变化是不可避免的(通常传统软件开发的失败主要原因就是不能很好适应这种不可预知的变化),因此就要找到一种新的方法能够更有效地适应变化,这其实也就是敏捷式开发方法所要达到的效果。
可以看出,上述的敏捷软件开发的许多特点正是与软件开发类毕业设计的许多特点不谋而合,例如,小型的开发小组,适应性(适应不可预测变化)的开发机制,短期的交付(毕业设计一般都在半年甚至更短时间内完成软件的交付),充分发挥小组成员的特点,建立畅通的交流机制等等。因此,将敏捷开发思想引入毕业设计中的软件开发,不失为解决后者诸多问题的很好尝试。
2.2 敏捷软件开发应用 敏捷软件开发技术包含若干的价值观、原则和实践方法。将其用于毕业设计的指导和监控,主要应包含如下原则的应用:
2.2.1 增量式开发
传统软件类毕业设计采用传统软件工程学指导方法,先进行需求分析,然后根据需求进行功能模块划分,接着开始编程。如果最初阶段不能很好地完成分析和设计任务,后面的软件开发将出现严重问题。
而在敏捷软件中,采用的是增量式开发,对于难度较大的软件设计,不是一步吃透功能,而是逐步添加功能,在改进的过程中促进学生能力的提高。在笔者指导的一项毕业设计中,要求学生用Java编制网络实时通讯软件。采用增量式开发方法,先要求学生实现基本功能,即发送字符串到另外一台计算机,使用 Windows的超级终端作为接收机进行测试;接下来要求学生实现程序互相发送和接收字符信息;然后,实现聊天室的多人聊天的线程控制;进一步可以实现数据库存储登录用户信息,并进行验证;最后,实现其他功能,例如网络硬盘,文件传输等等。在开发过程中,增量式设计能够让学生逐步进入高层次的内容,而不是一开始就进行高难度的开发。并且,通过逐步修改代码,可以提高学生阅读代码和优化代码的能力,学生的编程水平得到很好的提高。
2.2.2 可持续的开发速度
敏捷开发技术不要求团队一开始就尽全力完成任务,而是尽量保持一种稳定的、可持续的开发速度;团队的成员必须始终保持旺盛的精力和警觉的思想。
在很多毕业设计中,一开始学生就以极高的热情和全力以赴的状态去工作,然而随着进度的延缓,错误不断增多,以及越来越复杂的需求变化,学生的热情迅速减退,最终影响设计成果。因此,指导老师必须充分调动学生的积极性,又不能让学生的精力过早地消耗,要保持一个稳定的进度。
2.2.3 简单
敏捷软件开发方法采用最简单的方式实现当前最需要的功能。在毕业设计中,针对某一个功能,采用尽量简单的方式去实现,不需要考虑为了将来的功能而进行“提前的准备”。因为这种“提前的准备”往往会让学生考虑问题过多,反而忽略了当前最重要的内容。
然而,简单并不代表着功能的缩减,当某些功能的实现成为必须的时候,敏捷软件开发方法采用在代码上改进的方式来完成,并且以此为机遇,充分进行反省,让学生在改进中得到进一步提高。
2.2.4 结对编程
结对编程是敏捷开发和极限编程(XP)的重要实践,它是指两个程序员结对使用同一台计算机完成编码——其中一位控制键盘并输入代码,另一位观察输入的代码并寻找着代码中的错误和可以改进的地方。这种方式能极大地促进知识在团队中的传播,并有效降低代码的错误率。
在毕业设计中,根据学生的特点,采用结对编程方式,可以让学生充分交流,互补所短,互用所长,互相学习。例如,在网页制作类的软件开发中,ASP脚本编程人员和界面设计人员结对,能够充分利用二者的特点,将脚本程序和网页界面元素有机地结合起来,形成功能完善,界面美观的动态网页。
2.2.5 适应改变
敏捷开发的一个重要特点就是它能够很好地适应改变,并且欢迎改变。这里的改变主要是指功能需求方面的改变。而敏捷开发对改变的适应,主要是通过增量开发,持续交付以及不断地改进与反省来实现的。
在毕业设计中,设计题目一经给出,主要方向不能变。然而选择题目的学生是变化的,个体能力有时候有很大差别,并且在开发中会碰到很多不能预知的技术问题。采用敏捷开发中的过程控制手段,可以有效地让毕业设计小组更好地应对各种变化,不会因为突发因素导致软件开发的失败。
2.2.6 个体激励和交流
毕业设计的重要目的是促进学生各方面能力的提高,采用的手段可以有很多。在敏捷设计中,强调个人能力在团队中的充分展示。把这种思想应用于毕业设计指导中,可以采取定期召开小型交流会议的方式,让每一个组员充分发挥自己的能力,以“头脑风暴”的形式对系统当前状态和改进方式进行畅所欲言的交谈。通过这种形式的交流,能够充分调动整个小组成员的积极性,及时发现系统开发过程中的各种问题,增强整个小组的凝聚力,有效提高学生的团队协作能力。
2.2.7 反省
好的团队并不只是埋头工作,他们会思考如何工作和为什么工作。在毕业设计指导过程中,指导教师应当在适当的时机提醒学生对开发工作中各项内容进行反省,让学生能够有机会去辨别可能或已经发生的错误。反省不仅仅是简单的思考过程,反省的后面应该紧跟着行动,学习是反省的行为,要能够将错误造成的危害尽早地阻止,并从中学习,以免同样错误的再次发生。
2.2.8 其他原则
敏捷软件开发技术还包含其他一些原则,在设计中包含了面向对象设计的一些基本原则,例如单一职责原则(SRP)、开放一封闭原则(OCP)等等。要将这些设计原则应用到具体的软件开发中,需要学生熟悉面向对象程序设计的相关概念和技术。
将敏捷软件开发技术应用到毕业设计的指导过程中,需要指导教师本身对它有较为深刻的理解,并且勇于进行大胆的尝试一毕竟敏捷开发的很多实践是与传统软件工程学方法相悖的。指导教师可以先在某一门程序设计课的课程设计中采用这种思想,然后进行相应的调整,再将其应用于毕业设计的指导工作。
3 结束语
将敏捷软件开发技术应用于指导毕业设计,能够充分适应软件类毕业设计的特点。在实际采用这种方法对我校的两组毕业设计小组进行指导的过程中,可以看出,这两组同学在对语言工具和相关知识不是很熟悉的情况下,采用渐进的方式,逐步实现设计要求的功能,并且不断对代码进行改进,软件完成的质量比其他小组明显要高。毕业答辩中,小组成员能够很清晰地阐述其软件开发进程以及相关知识的学习过程。并且,小组成员通过毕业设计加深了交流,团队协作能力有了大幅度的提高,小组成员个人的精神面貌也有了较大的改变。
(一)目标
1.通过阅读有关资料对当前计算机软件技术的发展有进一步的了解。
2.提高学生调查、收集、加工各种信息和获取新知识的能力。
3.培养学生综合运用所学专业的理论知识和技能,提高独立分析问题和解决实际问题的能力。
4.培养学生进一步巩固和扩展专业知识面,具有较强的自学能力和实际开发能力。
5.培养学生团队精神和良好的沟通、协调能力。
(二)选题原则
1.选题必须符合计算机信息管理专业培养目标的要求,体现专业特色,只有与软件开发和网页设计有关的课题才能作为毕业设计的选题。
2.在满足综合训练要求的前提下,尽可能选择与本地区、本单位实际需要相结合的题目,力求通过毕业设计为单位和社会作出贡献。
3.选题要有利于深化所学专业知识和拓展所学的知识面。
4.课题任务要有一定的设计、工程量,以保证每个学生能有明确的分工和具体的设计任务。
5.选题的难易程度要适当,以使学生在规定的时间内经过努力能够以较高质量完成。
6.应尽可能一人一题。若项目较大,可将其分成几个子系统,由几个学生共同完成(但是不得超过3人一组),每个学生在考虑自己系统开发的同时,要首先熟悉整个课题的开发背景,在进行设计时要遵循整个项目的开发原则与方法。每个学生必须有明确分工,保证每人独立完成一定的工作任务。
(三)毕业设计要求
1.根据课题任务制定合理、可行的设计计划。
2.进行课题任务调研、资料收集和文献阅读。
3.制定适当的技术方案,并通过与其它方案的比较加以论证。
4.完成系统设计,并给予技术实现。需要有一定的基本代码量和规模。
5.学生应掌握系统开发的规范,熟练掌握所选定的程序设计语言和数据库系统,以指导自己的设计与开发。
6.毕业设计为本专业学生的必修环节,不得免修。
7.毕业设计结束后,学生必须提交毕业设计报告,并进行答辩。
8.毕业设计时间不得少于7周。
(四)毕业设计报告
毕业设计报告是毕业设计工作的总结和提高,是反映毕业设计质量的一个主要内容。
1.每个学生应独立完成毕业设计报告的撰写。
2.毕业设计报告应结构完整、观点明确、分析和设计合理、书写规范、文字通顺、图表清晰、结论明确。
3.毕业设计报告主要内容应包括前言、正文、结论、并附主要程序清单。
4.毕业设计报告应重点阐述分析设计方案、技术实现等。
5.毕业设计报告要统一格式,统一封面,统一使用a4紙进行打印及装订。
毕业设计成绩评定
毕业设计成绩分为优秀(90~100分)、良好(80~89分)、中等(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(59分以下)五等。要严格控制成绩优秀的人数比例,一般应不高于20%。
1.优秀(90~100分)
(1)全面完成课题要求,选题新颖,具有较强的实用性、专业性和可行性。
(2)分析研究方法正确,方案设计合理,能正确、灵活地综合运用专业所学知识和理论分析和解决问题。
(3)观点鲜明、正确,结构完整、格式规范、文字通顺、技术用语准确,设计成果有应用价值。
(4)软件功能全面,演示操作顺利,回答问题准确、重点突出,语言简练。
2.良好(80~89分)
(1)按要求完成课题,选题适当,有一定的实用性、专业性和可行性。
(2)分析研究方法基本正确,方案设计基本合理,能综合运用专业所学知识和理论分析和解决问题。
(3)观点正确,结构完整、格式基本规范、文字比较通顺、技术用语比较准确。
(4)软件功能全面,演示操作比较顺利,回答问题正确,语言比较简练。
3.中等(70~79分)
(1)按要求完成课题,选题适当,有一定的实用性、专业性和可行性。
(2)分析研究方法基本正确,方案设计基本合理,能综合运用专业所学知识和理论分析和解决问题。
(3)观点正确,结构比较完整、格式基本规范、文字比较通顺、技术用语比较准确。
(4)软件主要功能全面,演示操作基本顺利,回答问题基本正确,语言比较简练。
4.及格(60~69分)
(1)按要求基本完成课题,选题尚可,有一定专业性和可行性。
(2)分析研究方法基本正确,尚可运用专业基础理论和知识分析、解决问题。
(3)观点基本正确,结构比较完整、文字比较通顺、技术用语比较准确。
(4)软件主要功能全面,演示操作基本顺利,回答问题基本正确。
5.不及格(59分以下)
(1)不能按基本要求完成课题,选题无实用性和可行性或偏离专业。
(2)研究方法不正确,存在较明显的观点错误或观点不明,基本理论和知识运用错误。
(3)材料虚假或不齐,逻辑混乱,结构不完整,格式不规范,未能达到毕业设计报告撰写基本要求。
软件过程及评价主观性强软件及开发是个主观性强,知识、劳动密集型工作,同一个项目或任务,由于每个人项目经历、经验的不同,不同的人所得出的满足需求的合格产品是肯定有区别的,但在质量、灵活性、可扩充性方面可能存在很大差别。同时,对于软件产品,不同人会有不同的评价,具有强主观性的特点。这种强主观性使得对毕业设计的评价难以用客观的量化的评价指标和体系进行度量,对教师间把握统一的考核尺度制造了困难。
师生面对面交流机会越来越少由于就业形式的变化,各本科院校的培养模式也作了一定的改变,为了让学生能更方便的外出找工作,更早的接触社会,大部分高校第八学期除了毕业设计,基本上就没有其他的教学任务。重庆理工大学也存在类似情况,在第八学期,大部分学生没有待在学校,有的在外联系工作单位,有的提前到单位实习,甚至有的以在外找工作为借口待在家里,学生的分散性使得教师和学生之间面对面交流的机会少之又少,给毕业设计环节的指导和管理工作带来了难度。
选题类型趋于多样性为了培养学生层次、方向的多样化,软件工程专业的毕业设计不仅只有传统的系统分析、设计与开发类的题目,还涉及论文类及算法类等类别。根据对前几届毕业设计环节的综合统计,系统分析设计开发类选题所占分量最多,占70以上。由于不同题型的毕业设计需要应用的知识、实施过程、考核重点都存在很大差异,不同题型之间的考核没有对比性,因此需要针对不同的选题类型制定相应的考核指标和评价标准。
现有管理中存在的问题
毕业设计是一次综合锻炼学生应用所学知识解决问题能力的过程,涉及的环节比较多,存在的问题也不少[3-4]。综合分析,存在以下三个典型问题:
1历史题目重复率高,抄袭现象难以控制
每年都有几个班的学生毕业,毕业设计都要实施。在纸质时代,抄袭成本大,抄袭源也比较难找到,因此抄袭现象相对较少,不同届学生的题目相同并不会影响毕业设计质量。然而,随着互联网技术在给广大民众带来方便的同时,也给学生的偷懒提供了契机。由于大部分学生在外实习,教师很难有效的监督学生,有相当一部分学生考虑到自己毕业后不从事软件开发等相关工作或工作比较忙,不愿意投入时间好好地完成毕业设计,而是从互联网抄袭,甚至通过互联网购买。
2学生对考核的公正性存在质疑
由于参与综合实践环节的学生人数和指导教师规模越来越大,综合实践环节在进行质量考核时必然要进行分组。由于大家没有统一的考核指标体系及标准,同一水平的毕业设计处于不同考核小组,可能得出截然不同的成绩;甚至有指导教师认为较好的论文在答辩时被判为不及格现象。造成的严重后果是学生对论文评审、答辩过程公平性的质疑,对学校的声誉带来不良影响。其原因是由于不同教师间、各不同小组之间缺乏一个统一的评判标准,分组的不均匀分布而导致了评审的不公平性。
3学生难以获取实际需求
由于学生人数众多,只有少部分学生能参与到教师的实际科研项目中,大部分学生只能以虚构的题目为背景,没有具体的企业为依托。因此,很获取项目的具体而详细的需求,学生所完成的也只能是一些通用功能的系统,系统业务逻辑比较简单,甚至基本没有业务逻辑,仅仅是简单增加、删除、修改等功能的拼凑,不能真正体会到系统分析和设计的内涵。
软件专业毕业设计管理对策
软件工程专业毕业设计管理是很多高校都比较棘手的问题,也有不少教师已提出了一些很好的策略[5-7]。根据对多年毕业设计执行情况的分析与总结,作者认为软件工程专业毕业设计管理和考核中存在众多问题的主要原因有以下三点:重结果轻过程的考核方法;缺乏统一的考核评价体系;管理过程不规范,随意性大。因此,本文主要从建立量化考核指标体系、规范毕业设计过程管理和其他一些辅助策略进行探讨。
1建立量化考核指标体系
建立量化考核指标体系包括细化考核指标和建立考核评价体系两部分。考核指标体系是一把双刃剑,它除了可以对学生的毕业设计过程和结果进行考核外,也给学生提供了完成毕业设计目标的指导。在实际操作中,将对毕业设计的考核从过程检查、评阅、答辩等几个环节进行考虑,各环节又有细分指标,如论文选题、工作量、分析设计,程序运行、系统界面、论文结构、熟悉程度等,用权重表示指标的重要性程度,每个指标有几个不同得分等级,每个等级对应一个可参考的评判标准,从而将以前的主观考核变为根据指标进行量化计算,有效地减少人为因素对评价的影响。
2规范毕业设计过程管理
传统的考评方式重视对结果的考核,缺少对过程的考核,大多数学生在进行实践环节任务时,没有一个良好的系统分析、设计、开发习惯,完全是“灵感触发”式的完成的,因此最终提交的往往是低劣的文档或代码。软件产品是知识密集性产品,实践证明,有效的过程管理是生产出好产品的一个必要条件。因此,必须规范毕业设计的课程管理,借助于1节建立的考核体系,对过程中的开题、需求文档、设计文档等关键环节进行考核,使学生在完成毕业设计的每一步时有明确目标的指导,通过过程的管理促使学生完成高质量的毕业设计成果。为了减少人为因素的影响,有必要建立毕业设计过程管理及控制系统[8-9],用管理信息系统规范毕业设计的过程管理。
3采用团队培养模式
系统分析与设计的能力是软件工程专业学生需要培养的一项最主要能力,而简单的系统开发或项目由于功能简单、业务单一,对锻炼学生的系统分析和设计能力作用不大。因此,可以采用多名学生组团共同完成一项较复杂系统的方式,每名学生负责其中的一部分,学生之间通过对复杂点的业务逻辑的讨论来提高系统分析和设计的能力,通过团队合作来了解项目管理与软件工程方法的精髓。
4与企业合作指导
由于企业面对的都是实实在在的项目,有自我学习的环境氛围和压力,在培养学生动手实践能力方面有其独特的优势。在企业,每天都有相应的任务,在完成任务过程中,必然会碰到各种类型的问题,会寻求问题的解决方法,在解决问题的过程中很自然地就提升了自己的能力。这种任务驱动的学习方法和实际项目环境下的压力在学校是很难提供的。近些年来,学院也在加强与企业的合作,在有条件的情况下尽量派学生深入到公司、企业进行实习,已签约的学生也可以提前到签约企业工作,以企业的项目来完成其毕业设计环节,实现企业、学校共同指导的方式。
结束语
目前,土木工程专业毕业设计存在的问题如下。
1.学生方面情况复杂,进度不一。
毕业设计安排在大学最后一个学期,不同学生面临就业、考研复试等不同出路,甚至少部分学生要进行毕业前大补考。学生心里状态和压力不同,影响到毕业设计的积极性和投入状态,进而影响到毕业设计的进度和质量。设计中前期,学生对毕业设计这样一个“大”的综合性的任务不知如何下手,不能将所学专业理论知识与毕业设计选题顺利结合,遇到问题不会及时反映解决,存在“等”、“拖”“、靠”的依赖心理,也会影响设计进度。
2.指导教师自身缺乏工程设计实践经验和知识更新。
毕业设计要求指导教师具有丰富的教学经验和工程实践经验。部分指导教师一直从事理论研究或课程教学工作,工程实践经验不足甚至没有,对整个工程设计过程缺乏了解和认识,对新规范、新的计算方法、新的施工技术的更新缺少关注。这样在指导毕业设计时就会显得力不从心,难以做到与时俱进,在一定程度上影响了毕业设计质量。
3.毕业设计过程监管不力。
通常,有些高校毕业设计管理制度不甚健全,或者制度健全但执行不到位,对学生日常不考勤或者考勤不严格,导致部分学生长期缺席,当然不能高质高量地完成毕业设计。另外,在毕业设计过程中,指导教师不重视对设计各阶段的进度检查,不了解学生的设计进度,也不能及时发现和解决出现的问题,从而导致学生在毕业设计前期比较松散,后期又加班追赶,高质量的毕业设计成果根本无法得到保证。
4.师生间缺乏沟通,不能及时发现设计问题。
设计过程中,很多学生不在设计室而去其他教室或宿舍,导致有问题不能及时询问解决。老师辅导时,因见不到学生而不能及时发现学生的疑问或错误,从而将问题遗留到最后进行大修改甚至无法修改,致使设计质量严重下降。
5.计算机辅助设计利用不合理,学生收益不多。
毕业设计阶段学生利用专业软件PKPM对一榀框架进行计算并绘施工图,这一工作只需学生一个上午即可完成。但学生对计算结果不分析、不调整,对图纸的表达不思考、不判断,基础知识和专业知识掌握不牢固,对很多构造不明所以,似是而非,学生收获甚少。
二、具体解决方法
解决毕业设计存在的问题,关键要解决好以下几个方面:指导老师丰富工程经验、提高指导水平的问题;毕业设计过程中手算、手绘与电算、电绘的比例与配合问题;毕业设计过程中对学生积极性的调动与监管监控问题;毕业设计的考核评估问题。下面具体讨论。
1.提高指导教师素质、利用产学研用基地合作指导。
学校应鼓励教师积极参加建设部组织的相关职业资格考试,鼓励并组织指导教师积极参与工程实践,与生产、设计单位合作,聘请理论功底扎实、实践经验丰富的工程师与校内指导老师合作,指导学生毕业设计并把关。学校可以建立产学研教学基地,除了服务于学生的实践实习外,还可用于指导教师的工程经验学习与提高,进一步加强高校与工程设计部门、企业单位之间的协调工作,从而提高指导学生毕业设计的水平。
2.坚持手算、手绘及软件计算、计算机出图并重。
为处理好在整个毕业设计过程中掌握基本理论、基本技能和计算机技术的关系,采用手算、手绘及软件计算、计算机出图并重的手段。在结构计算中“手算”和“电算”必须兼顾。“手算”应该占主导地位,在“手算”阶段,应该培养学生综合运用所学专业知识的能力和查阅相关资料的能力,从而巩固理论知识,加强实践操作能力。另外,在绘制施工图时,要坚持手工画图和计算机绘图相结合的原则。手工画图主要锻炼学生的绘图基本功、对构造要求的掌握以及对规范的学习和熟悉。计算机辅助毕业设计的主要目的是提高学生的计算机应用能力,同时熟悉社会上常用的工程商业软件,做到就业时具备较强的工作适应能力和动手解决能力。因此,在计算机辅助毕业设计过程中结构计算部分要求学生手算与电算并行,两者互为校核并完成对软件的深入了解。绘图主要由CAD软件完成,部分节点详图与构造采用手工制图,以加深学生的基本概念,熟悉结构细部构造,并能对计算成果和手算结果进行比较、分析和判断。
3.针对学生不同水平分类指导方法。
对不同程度、不同进度的学生要使用不同的方法指导。对理解能力好、认真负责进度快的学生,要提前讲解设计内容和方法,要求其有探索创新精神,培养学生自己独立运用专业理论知识与毕业设计课题相联系的能力,培养其主动查阅有关设计资料的能力等综合专业素质,让其在毕业设计中起到模范带头作用,也对学困生形成一定的压力和激励作用,敦促他们加快进度,认真设计。指导老师要有意培养1~3个模范生以加快整个小组的设计进度、提高小组的设计质量。对学习成绩差、进度慢的学生,指导老师要付出更多耐心进行讲解,让其理解并最终掌握设计方法、步骤和过程,促其赶上整个设计进度。
4.考核制度严格,全面具体。
对学生毕业设计成绩的评定应包括多个方面:考勤、设计进度、建筑设计部分、结构设计部分、计算书内容以及答辩情况等。应加强毕业设计的学生考勤和指导教师的考勤,加强设计过程中各个阶段的考核,对学生出勤率、设计进度、设计阶段成绩及最后答辩成绩等各个考核方面分别进行评分。这样既可以引起学生对毕业设计的重视,也可以在设计过程中发现问题,总结经验和教训,进一步完善和改进后续设计工作。
三、结语
毕业设计是高等教育中培养学生综合运用所学理论知识和技能解决实际问题能力的重要环节之一,是衡量毕业生是否达到相应学历层次的重要依据。毕业设计将总结专业基础和专业技术的学习成果,锻炼和开发学生的综合运用能力。实践证明,毕业设计是计算机软件各相关专业理论教学、实验、实训等有机地结合的最佳途径之一。
一、毕业设计的必要性
高等职业教育应该是以能力为本位、以学生为主体、以实践为导向的教育。近年来为适应社会发展的需求,有学者提出打破传统的“文化课一专业基础课一专业课”三段式的课程组合结构,按照新的人才观标准,实施“职业思想道德一职业基础知识与能力一职业知识与能力一职业拓展知识与能力”的新课程组合。我们认为,高职院校软件相关专业组织毕业设计符合新的人才培养标准,对培养学生的职业技能和素质具有重要意义。
在实践中我们意识到,通过毕业设计能够锻炼学生以下方面的能力:
1.独立解决问题的能力。高职院校学生普遍存在着基础薄弱又缺乏刻苦精神、渴望一技之长又不知如何下手等问题。大多数学生虽然在学校经过两年半的学习,但对程序和软件的理解不够,动手能力差。学校教育和IT行业对软件开发人员要求之间的差距,只有通过实际的大型训练才能弥补。毕业设计的进行过程中学生一定会遇到平时课堂学习中碰不到的困难和挑战,克服这些困难的过程就是软件技术和心理素质逐步提高的过程。
2.团结协作的能力。今天IT行业早己不再是个人英雄主义的时代,能否具备团结协作的意识和能力己成为IT行业对人才的基本要求之一。学生在平时的课程教学和作业中难有训练这种能力的机会,毕业设计一般是分小组进行的,小组成员之间代码、文档的交流以及相互之间讨论和协商都是对学生基本素质的锻炼。
3.实践软件工程的相关原则。具备软件工程思想是软件开发从业人员的必备素质之一,在日常的教学中由于缺乏软件开发的实践训练,学生们往往感觉软件工程这门课非常抽象,对其中提到的软件开发和测试的理论和方法等方面理解不够。毕业设计的过程,就是一个课题小组从接到开发任务到提交产品和文档的过程,其中涉及到需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、程序打包安装、编写文档等软件工程的方方面面。经过这样的锻炼,学生们对软件工程思想和方法的理解必定会大大加深。
二、关于毕业设计的选题
选题是毕业设计的第一步,也是非常重要的一步,教师选题一般需要注意题目的新颖性、现实意义和可行性。这样的选题对引起学生的探索兴趣,提高能力大有帮助。计算机专业毕业设计选题范围一般包括。数据库研究与应用;计算机网络与应用;程序设计的理论与方法;信息可视化与应用等方面。毕业设计的地点可以在学校内,科研单位,企业等,只要有研究开发的环境即可,时间一般12周左右。
一般毕业设计选题存在的问题主要有:题目偏小单一,得不到综合性训练;题目重复,多人同题;指导教师要求不严,走形式;题目年年相同没有新意,使毕业设计难以达到预期的效果。高职院校计算机软件相关专业的学生在毕业设计之前主要学习的课程包括:软件开发语言和工具(如C语言、C#、ASP、Java)等、数据库管理软件如(Access,SQLServer)、计算机网络原理和软件工程等,这些必备的知识和技能是IT行业对软件相关专业毕业生素质的基本要求。笔者认为,毕业设计的选题可以分为四大类:程序设计类、数据库应用类、网络通信类和网站开发类。选题的基本原则主要是题目的综合性和新颖性两方面。
(一)程序设计类
程序的设计和开发是软件行业的基本内容,也是软件行业对相关从业人员的基本要求之一。近年来我国软件行业提出了“蓝领”工人的说法,各地陆续出现了以培养编码人员为目的的软件学院。这些程序员学历不高,但对某些开发工具的掌握非常熟练,能够很好的完成分配的任务。可见培养和训练学生的程序设计能力是适应软件行业发展需要的。《数据结构》课程是计算机软件相关专业重要的基础课,内容丰富,实践性强。虽然在课程的教学中都安排有相关的上机实验,但效果并不很理想。实践中我们认识到,毕业设计程序设计类的选题围绕数据结构的相关内容进行,对提高学生的动手能力、加深对软件的理解和认识都大有益处。
数据结构算法演示程序可以做为课堂教学的重要补充,以可视化的方式解释程序运行的中间过程,可以帮助学生更好的理解算法。国内外很多著名的高校都开发有类似的演示系统做为教学辅助课件。结合高职院校学生的实际情况笔者认为以下一些题目可以做为毕业设计选题的参考。
1.汉诺塔问题的演示。这个题目是围绕递归方法进行的,要求通过动画的方式演示盘子的每一个移动过程,对帮助学生深入理解递归思想很有帮助。
2.表达式运算及转换的演示。堆栈是一种使用频率很高的数据结构,在程序设计的实践中有广泛应用。中缀表达式转换为后缀表达式、后缀表达式求值的过程不是太好理解,如果演示程序能够动态显示每一步堆栈的变化以及程序的动作,那么理解表达式运算及其转换的过程就比较容易了。
3.排序算法的演示。排序算法在数据结构中占有重要地位,各种排序方法看似简单,却是许多计算机科学家智慧的结晶。开发排序算法的演示程序,利用柱状图形表示待排序的数据,详细显示排序过程中不同算法的每一步处理过程,统计数据比较和移动的次数;随机生产大量数据,利用多线程技术实现多个排序算法的效率比较。实现这些功能对于帮助学生理解和掌握各种排序的原理很有帮助。
(二)数据库应用类
社会各个行业信息化的进步促进了数据库应用系统的普及,类似图书管理系统、仓库管理系统、人事管理系统、教务管理系统等小型软件都是一般毕业设计的常用选题范围。在实践中我们意识到,数据库应用类题目的选择最重要的是与社会实际需要紧密联系,例如为汽车专卖店开发实用的汽车销售管理系统,这样可以使学生了解行业终端用户的需求,在完成需求分析的基础上进行设计,避免闭门造车。
(三)网络通信类
网络的应用和普及使计算机的世界更加丰富多彩,网络通信类程序的设计开发己成为软件开发的重要分支,也是学生毕业设计选题的重要来源,很多题目能够兼顾理论和实践,对学生而言即十分有意义又有趣味性和挑战性。
1.Client/server模式的通信程序。利用TCP或UDP网络协议开发客户机/服务器模式的通信程序很简单,在此基础上进行功能的扩展,可以开发聊天工具、局域网网络监控工具等软件。
2.网络聊天及文件传输类程序。QQ、MSN等聊天工具十分普及,设计题目选择一个点对点的局域网聊天工具完全可行,功能的实现可参考QQ或MSN的基本功能,包括收发信息、传输文件等,其他如语音视频聊天等高级功能可以忽略。高职学生系统学习过的开发工具如VisualBasic、Java等都提供完备的网络控件,但一般的基础教材中介绍不多,学生在实际的设计训练中通过查询联机帮助、网上学习等途径学习这些控件的使用方法和技巧,对提高程序设计能力很有帮助。
搜集资料是任何研究工作的基础,选题结束后学生按小组搜集资料,可以是图书期刊等资料,计算机软件专业的学生更应该学会在网络上搜集信息,浏览高水平的开发论坛对开阔思路很有益处。搜集资料需要做好记录和整理工作并进行讨论。毕业设计过程中教师的角色主要是指导和监督,参与讨论软件的整体设计,不涉及程序开发的具体细节,一般可以每周检查开发小组的进展情况。
(四)网站开发类
网络的飞速发展促进了网站开发技术的进步和市场的成熟,网站开发己成为高职类学生就业的热点方向之一。一个小型网站的开发涉及到总体的规划、数据库的设计和数据的组织、代码的编写和调试、后期运行管理、安全机制等多方面工作,而且对于学生接触市场需求很有帮助。在实践中笔者发现,学生们通过独立完成一个小型的网站,各方面能力都得到了锻炼,毕业后从事相关的工作很容易上手。
三、进一步的探讨
关键词:应用型人才;本科毕业设计;教学改革
目前,随着高校招生规模的不断扩大,学生的就业形势日趋严峻,因此培养大批能适应社会需求的应用型人才已成高校改革的重点任务。本科毕业设计是学生在校期间的最后一个综合性实践环节,是实现应用型人才培养目标的重要手段,同时也是衡量高等学校教学质量的重要评价内容。目前,由于各种因素影响,毕业设计质量严重下滑,因此针对应用型本科毕业设计中存在的问题,及时提出改进措施,已势在必行。
一、本科毕业设计过程中存在的问题分析
(一)学生方面的原因
1.生源质量下降。
由于高校扩招,学生人数骤增,生源质量出现不同程度的下滑,学生的理论及实践基础较薄弱。
2.受就业、考研影响。
由扩招影响,近年来本科生的就业形势也变得异常严峻,而毕业设计一般安排在第八学期,这与部分学生找工作及考研的时间段相冲突,自然把毕业设计放在了从属地位。
3.部分学生对毕业设计重视不够。
部分学生不能正确认识毕业设计对人才培养所起到的重要作用,因此对设计的要求、进度不以为然,答辩前三四周加班加点,东拼西凑,更有甚者在网上购买毕业设计,准备敷衍过关。
(二)指导教师方面的原因
1.部分教师业精力和实践经验不足。
近年来,由于扩招导致师生比不足,教师承担的教学任务较重,对毕业设计指导投入精力不足;还有一些教师缺乏现场经验,缺乏科研与实践背景,对毕业设计中出现的问题不能进行有效的指导,也是导致毕业设计质量下降的一个原因。
2.选题方面原因。
选题的质量直接决定毕业设计的质量。部分毕业设计题目与实际项目及学生就业去向脱钩较严重,内容空洞,无法调动学生的积极性,部分题目过于陈旧,因该类型课题网上资料齐全,从而导致作弊现象较严重。
(三)学校方面的原因
1.毕业设计经费投入不足。
一方面,配套实验设施建设不够。随着学校的扩招,实验资源不足,不能为学生提供充足的锻炼机会;另一方面在教师的进修及企业挂职锻炼方面投入不够,导致教师的实践经验不足。
2.毕业设计监督管理不完善。
对毕业设计进行严格的监督和管理是保证其顺利的前提基础。目前,虽然一些高校制订了本科毕业设计论文管理办法,在具体实施上多数流于形式,缺乏管理力度,导致学生重视程度不够。
二、加强毕业设计教学改革,探索新指导模式
(一)完善相关课程改革,调整毕业设计时间
到一些知名企业充分调研,了解企业、社会对人才及相关专业知识能力的要求,对人才培养方案进行及时更新,整合一些有相互重合部分的专业课程,多增设一些基础实验及综合实验,以提高学生的工程实践能力。可将毕业设计调整到第七学期第十周开始,以缓解学生精力不足。在毕业设计开始前完成文献检索、相关计算机应用软件及毕业设计论文撰写规范的相关讲座,为学生顺利完成毕业设计奠定基础。
(二)加大经费投入,提高教师及学生实践能力
加强学校基础教学设施建设,多购置一些综合性试验设备,提高试验的开出率。加强校企合作,共同建立实验室,使学生和教师有机会到生产一线实习及毕业设计,从而可以获得更多的现场经验,充分调动学生的积极性,同时提高了指导教师的能力和素质。
(三) 加强毕业设计的监督管理及奖惩
毕业设计是一项综合性较强的系统工程,涉及多个环节,每个环节都会对毕业设计的质量造成直接影响。因此学校教学主管部门应该与二级院系及指导教师共同完成相关的工作。在毕业设计开始前开展毕业设计讲座,让学生以更加严肃的态度去完成毕业设计。对毕业设计选题严格把关,根据过程检查结果评定平时成绩,公平合理地对待最后的答辩及成绩评定。对于学术不端,抄袭及造假的学生给予通报批评及延期毕业等处分;对毕业论文优秀的学生和导师给予一定的奖励,并将此项内容和教师的职称评定、奖励挂钩,以提高教师对毕业设计的重视,为毕业设计改革创造良好的制度环境。
(四)探索新的毕业设计改革模式
1.基于“3+1”人才培养模式的毕业设计改革。
“3+1”人才培养模式构建分两个阶段,第一阶段为大一到大三,在此期间学生在学校完成教学大纲所规定的各门课程,掌握理论基础知识和技术基础知识,掌握一定的实践技能。第二阶段为第四年,学生在企业结合生产和科研开发实际,完成毕业设计选题及毕业实习,由学校和企业双导师完成毕业设计指导进行生产实习并完成毕业设计和答辩。这种毕业人才培养模式有助于学生提高实践及动手能力,使人才培养与企业需求实现无缝对接。
2.基于创新竞赛毕业设计改革。
近年来各种类型的大学生创新竞赛尤其是国家级、省级大赛越来越受到各高校的重视和社会的认可,如机器人大赛、电子设计大赛等,对提高学生的创新思维、动手能力及团队合作精神等方面具有非常重要的作用。一般竞赛从大二、大三开始,毕业设计与创新竞赛相结合,避免了学生与大四的找工作、考研等相冲突,同时又使学生的实践能力得到了充分的锻炼,可将大赛内容分成几部分作为毕业设计题目,增加了学生的分工和合作,大赛获得省级或国家级奖可代替毕业设计,能充分调动学生的积极性。
3.基于实物模型、科研立项等的毕业设计改革。
在满足应用型人才培养目标的前提下,毕业设计的选题应鼓励实践性、多样化的选题模式。根据学生的基础及综合能力,选一部分学生参与实物模型制作,以机电专业为例,如结合单片机、PLC及基于三维软件的装置部件设计等的设计题目,学生在毕业设计过程中硬件调试的实践能力及软件应用能力将会得到提高,完成实物制作或模型的装配仿真即可代替毕业设计;对于部分参加大学生科研创新课题的同学,内容符合本专业方向,完成立项的结题答辩经审定通过可代替毕业设计。
三、总结
毕业设计是学生为主导、教师参与的一项综合性教学环节,对培养学生的实践能力及创新能力至关重要,因此毕业设计改革应积极探索多种模式,充分调动学生的积极性,对毕业设计进行严格的过程管理和监督,这样才能不断提高毕业设计质量。
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一、软件生存周期各阶段应完成的任务
1.概要设计阶段和详细设计阶段概要设计阶段主要完成软件系统总体结构的建立、定义功能模块的接口、设计全局数据库和数据结构、规定设计约束、编制概要设计文档等工作;详细设计阶段主要完成模块详细设计及编制模块的详细规格说明工作。包括模块的详细功能、算法、数据结构和模块间的接口信息等设计,拟定模块测试方案;把模块详细设计的结果汇总,形成模块详细规格说明书。这两个阶段对应于毕业设计的系统设计阶段。2.实现阶段与组装测试阶段实现阶段主要完成编码及单元测试工作。根据模块详细规格说明书,将详细设计转化为程序代码、对模块程序进行测试,验证模块功能及接口与详细设计文档的一致性,并形成单元测试报告;组装测试阶段主要完成模块程序组装与测试及组装测试报告的编写。3.确认测试阶段该阶段主要完成软件系统测试、确认测试文档编制及软件评审工作。根据软件需求规格说明定义的全部功能和性能要求及软件确认测试准则对软件系统进行总测试;向用户提供以确认测试报告为主的有关文档,包括系统操作手册、源程序清单和项目开发总结报告等;由专家、用户、软件开发人员组成的软件评审小组对软件确认报告、测试结果和软件进行评审,并将得到确认的软件产品交付用户使用。这个阶段主要对应于毕业设计(论文)中的论文评审、结题验收及毕业设计的答辨准备阶段。4.软件运行与维护阶段主要进入软件的使用阶段,并完成软件的维护工作。它主要对应于毕业设计中的答辩阶段。
二、毕业设计应注意的几个问题
1.摘要摘要是对文章主要内容的摘录,要求精、短、完整。以几十字至三百字左右为宜。摘要应具有独立性和自明性,从摘要中即应获得必要的信息;摘要中只能使用第三人称;要客观如实地反应原文的内容,要着重反映论文的最新内容和作者特别强调的观点;要求结构严谨、语义确切、表述简明,一般不分段落、不进行自我评价。2.关键词关键词主要用于论文检索,它是从论文的题名、摘要和正文中选出的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇,关键词一般以3~5个为宜。3.结论结论写作的内容应主要考虑本文研究结果是什么?研究结果说明了什么?对前人有关的看法作了哪些修正、补充、发展、证实或否定?本文研究的不足之处或遗留未予解决的问题以及对解决这些问题的可能的关键点和方向等。结论应该准确、完整、明确、精练。4.需求分析在毕业设计中,学生往往不能对所做题目进行充分的调研,需求不明确,随意想象的成分较多。特别是在数据表的建立上,大部分同学随意设置字段的类型,而字段长度基本上采用默认置。而在实际项目开发中,数据项的设置应主要注意以用户的需求和满足系统要求为准,而不应设计冗余的字段;数据的类型要依据实际需求,当某些字段可以是选择某几种类型之一,应考虑哪一种更有利于本系统或哪种更易于用户操作和维护。5.详细设计许多同学把详细设计阶段的任务理解为代码实现,因此,在概要设计之后就着手进行代码的编写而忽略了算法的表达及测试用例的编写环节,由此造成的结果是随意编程,大量的时间浪费在程序的修改和调试上。6.软件测试测试做得不够全面,大部分同学只选择了有效的测试用例,而没有进行无效的测试用例的设计,因此所做的软件BUG较多。7.团队合作在毕业设计中,应有意识地锻炼学生们的团队协作精神,因此,在布置毕业设计题目时,应尽量选择规模大一点的题目,然后由4~5名同学共同协作,每人完成一个子题目。这样,可以使学生们分析问题和解决问题的能力、沟通和表达能力得到充分锻炼,为今后的工作奠定基础。
作者:王素芬 单位:沈阳工程学院
实践。
关键词:毕业设计;分析问题;解决问题;能力
毕业设计作为理工科高等院校教学体系的一个重要组成部分,是培养学生创新精神和独立解决问题能力的一个综合性教学环节,对于培养实践性应用型人才具有重要作用。毕业设计是对所学知识的检验与总结,能够培养和提高学生独立分析问题和解决问题的能力。针对在毕业设计的实施阶段存在着一些问题,对在毕业设计实施阶段如何培养学生独立解决问题的能力进行了探索与实践。
一、毕业设计实施阶段存在的主要问题
毕业设计对于培养大学生的创新精神、实践能力和综合素质起着重要作用,是实现人才培养目标的重要环节。在指导学生的毕业设计时,在毕业设计实施阶段中存在一些问题。
(1)在需求分析阶段中毕业设计创新的意识不强,学生创新意识薄弱,比较缺乏探索新问题的动力和能力。
(2)概要设计阶段和详细设计阶段实践操作能力不强,有很多学生缺乏实践的信心,虽然会有一些很好的思想,但由于没有马上进行实践,或者做了实践遇到困难就退了下来,这样很难将所学的专业理论知识整合、系统化,提高学生独立解决问题的能力更是无从谈起。
(3)毕业设计的通过要求较低,毕业设计阶段也是学生联系工作准备就业的阶段,加上毕业设计一般都能全部通过,学生的学习压力远小于就业压力,相当数量的学生对毕业设计不重视。
二、毕业设计实施阶段如何提高学生独立解决问题的能力
毕业设计是本科教学的一个重要阶段,是展示学生本科学习成果和专业能力的综合环节。对于计算机科学与技术专业的学生而言,更是面临着挑战。计算机专业的毕业设计通常是要求模拟实现一个应用系统,完成从需求分析、概要设计、详细设计到编码实现的基本过程。以下围绕毕业设计实施阶段如何提高学生独立解决问题的能力进行了若干探讨,包括需求分析阶段如何培养学生独立解决问题的能力、概要设计阶段如何培养学生独立解决问题的能力、详细设计阶段如何培养学生独立解决问题的能力。
1.需求分析阶段如何培养学生独立解决问题的能力
需求分析是关乎毕业设计开发成败的重要因素。现在的软件设计中返工开销占了总开销很大比例,而导致返工的主要原因是需求分析不明确。可以看出需求分析在毕业设计中所占有的地位。需求分析的任务不是确定系统怎样完成的工作,而是确定系统必须完成那些工作,也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。它所做的工作是深入描述软件的功能和性能,确定软件设计的限制和软件同其他系统的接口细节,定义软件的其他有效性要求。
在指导学生在对自己的毕业设计进行需求分析时,学生对自己要处理的问题有一定的了解,通过网络查找相关资料,有条件的话到相关的企业做调研,确定目标系统的综合要求,并提出这些需求实现条件,以及需求应达到的标准。
在毕业设计过程中,首先要求学生从以上几方面对毕业设计进行科学的需求分析,在这一阶段中,学生通过需求分析能够更加清楚地理解毕业设计中要解决的问题,并能够从整体上提高对问题的思考能力,为完成毕业设计和以后的工作打下坚实的基础。此阶段,通过师生共同努力,借助于网络的同时,为学生创造条件和机会进行实际调研,对系统的整个流程掌握清晰,在完成毕业设计需求分析的过程中,通过学生自身的不断努力和指导教师的指导,在反复论证的过程中提高学生们独立的分析问题的能力,这是学生走向成功的第一步。
2.概要设计阶段如何培养学生独立解决问题的能力
概要设计阶段将软件系统需求转换为未来系统的设计;逐步开发强壮的系统构架;使设计适合于实施环境,为提高性能而进行设计。概要设计阶段具体的任务有总体设计、接口设计、数据结构的设计、模块设计、其他设计等。
在概要设计阶段,毕业生对业务处理过程了解的完整性和准确性非常重要。调查了解清楚所有的业务流程才能设计出适合各流程业务节点用户业务特点和习惯的软件,使开发出来的软件更受欢迎。在概要设计阶段,通过指导教师的指导,学生查找相关的资料,到相关部门调研,不断努力,反复修订毕业设计的概要以求达到完美。完成这个阶段任务,学生对毕业设计有一个从整体到局部的更深的认识,学生的思路更加清晰。在学生自身的努力和指导教师的指导下,学生对学过的专业理论知识进行系统的梳理并应用于实践,不仅提高学生的自信,而且提高了学生的实践能力,对独立完成毕业设计充满了自信。
3.详细设计阶段如何培养学生独立解决问题的能力
详细设计的基本任务为每个模块进行详细的算法设计。用某种图形、表格、语言等工具将每个模块处理过程的详细算法描述出来。
详细设计阶段,通过对每个模块进行算法分析设计,掌握理论知识的同时学会运用辅助的工具,反复修改论证过程中学生会掌握每个模块的各种设计思想,并在不断的实践中学会如何去思考问题,解决问题,在提高专业理论知识的同时提高了实践能力,能够主动去探究解决问题的新方法。变被动学习为主动学习,这对于提高学生独立解决问题是非常重要的。在此阶段,学生通过算法分析、代码设计在加强理论的同时加强了上机的实践能力,通过对问题的反复求解,学生会对毕业设计和所用到的设计工具有更深的理解,对学生以后的工作和学习都具有深远的意义。
在近几年所指导的本科生毕业设计中,对以上方法进行了实践,比如:在《教师工作量统计软件设计与实现》毕业设计中,要求学生在毕业设计实施过程中,引入UML、Rose等在当时还属于较新的技术,使他们掌握了基本的面向对象分析方法和相关的技术、工具。在《教师档案管理系统设计与实现》《运动会后台管理系统成绩管理设计与JAVA实现》要求学生以J2EE技术应用实现毕
业设计。J2EE技术是近年来新兴的分布式应用技术,学生通过毕业设计实施阶段学习了如何基于J2EE技术设计和实现多层分布式应用系统。
通过多次毕业设计的实践,毕业生在毕业设计实施阶段得到了一定锻炼,在实际软件开发工作中都能较快地进入角色。满足社会对计算机人才的需求,具有较好的促进作用。需要指出的是,随着社会对综合型人才的需求越来越大,如何搞好毕业设计实施阶段中的各项工作仍然面临着很大挑战,需要我们根据计算机技术发展趋势,在实践中继续探索!
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关键词:项目化;训练模式;毕业设计;软件开发
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号: 1672-5913(2007)10-0104-04
1“项目化”训练模式
浙江万里学院自2005年9月开始,在计算机专业部分实践课程教学中实施了“项目化”教学训练模式,比如“Internet应用”、“软件工程”、“专业实验”、“课程设计”等课程,学生们普遍表现出对于这种教学训练方式的欢迎,较好地提高了学习兴趣,给学生带来了良好的就业效应。
“项目化”训练模式是指在计算机专业实践性课程教学中,实践内容按照不同的规格形式设计成不同的演练项目,将参与的学生按课题组(项目团队)进行分组,组内学生分配不同任务,通过参与不同项目角色的演练,完成不同规格的要求,最终达到教学目标的一种个性化训练模式。项目,即与计算机专业相关的工程项目,可以是有一定综合性的课程实验项目,设计性的模拟项目,也可以是实际软件工程项目或其子项目等。实践性课程包含计算机专业实践教学体系之内的实验课程、课程设计、集中实践与实习,以及校外实习、毕业设计等,还包括素质拓展训练项目。该训练模式研究的目的是在1~4年级中,按照训练体系的安排,对学生实施“专业兴趣培养专业基础奠定专业技能训练行业小项目引导企事业实用项目开发”的过程培养,使学生在工程项目的认知、设计、开发、建设、管理、服务等系列训练过程中学习知识、锻炼技能、掌握技术、拓展素质、提升专业素养、实践能力和创新能力,为社会培养出贴近行业需求、角色定位明确、职业适应期短、综合素质高的应用型人才。
2毕业设计“项目化”组织
毕业设计是高等工科院校教学计划的重要组成部分,是工科类专业的最后一个教学环节。既是学生对所学专业知识综合运用的过程,也是学生将理论与实践相结合,发现、分析和解决问题,提高其能力的过程,更是培养学生创新精神的过程。抓好设计环节,无疑是极为重要的。然而,传统的工科学生毕业设计,大多是闭门造车,至多是模拟完成的。这种“纸上谈兵”式的毕业设计形式背离了高等教育培养人才的目标,严重脱离企业生产实际,造成了供需脱轨社会问题。
提倡产学结合的“项目化”毕业设计,改革毕业设计的内容和方式,对提高毕业设计质量,确保专业培养目标的实现具有重要意义。
在经过了一些课程“项目化”训练模式改革的基础上,部分学生已经具备了软件项目的设计开发能力,计算机系决定对2007届部分毕业生实施“项目化”的毕业设计改革尝试。项目来源于企业,其中较大的一个项目是宁波华力电脑公司进销存ERP项目,在经过充分的前期协商之后,学院与该公司签订了20万元的合作协议。项目按功能划分为五大模块:采购业务、销售业务、财务管理、其他管理、综合查询,如图1所示。
图1 项目模块划分
项目纳入毕业设计以后向全系师生公布,自愿报名,要求加入之后必须接受公司化管理机制,最终由7名教师和55名学生组成了一个大项目组,其组织结构如图2所示。
图2 项目人员组织结构
总负责人是有20余年软件设计开发经验的高级工程师(教师),办公室协调人员由教师担任,其余教师带领学生进入各项目模块,项目组和测试组成员全部由学生自主报名,在过程实施中也可适当调整,教师完全是以教练的角色参与项目过程。
3项目实施过程及要求
为了确保毕业设计质量,学院出台了一系列的规章制度,以加强毕业设计过程管理。对于基于实际项目的小组来说,时间限制、严格管理及规范要求尤为重要。
3.1时间保障
为缓解毕业设计与就业的时间冲突,毕业设计安排大多从第7学期开始,但是学生在第7学期依然会有课程学习、报考研究生、考公务员等事情,所以时间还是不宽松。我们的处理办法是:
(1) 在学期结束之前,从毕业论文要求的角度来讲,只要求项目组完成资料查阅,写出文献综述;确定方案,写出开题报告;从项目研发的角度来讲,要完成需求分析及初步方案论证。
(2) 在学期结束之后,项目组全体成员推迟放假10天,按照毕业设计进程计划及项目协议要求,完成项目的主体设计部分及相关工程文档初稿。
(3) 下学期开学的主要工作一方面是测试、整合、完善软件,最终交付用户使用;另一方面是完成整体毕业论文、工程文档、软件说明书等文档工作,准备论文答辩。
3.2过程管理
计算机与信息学院历年来注重毕业设计的过程管理工作,除了在二级学院网站上及时公布毕业设计进程及详细要求之外,学院每年印刷毕业设计手册,师生人手一册,包括了进度计划、选题申请表,文献综述、开题报告、任务书、论文等写作指导,以及论文详细格式规范、答辩记录与要求、成绩评定标准、过程管理监督签字表等内容。其中,过程管理签字表是为了确保毕业设计质量而要求每两周至少完成一次“毕业设计导师―班级导师―辅导员”三级签字手续,由导师分配设计任务,学生描述其完成情况,班级导师和辅导员给予确认。近几年实施结果表明,这是一种切实可行的保障毕业设计质量的措施。
对于项目组成员来说,由于有实际任务的压力,有项目经理负责管理,加上角色分工明确、要求具体,而且又是在集中时间、集中实验室中进行,因此过程管理比较容易。大多数同学都非常积极主动,争取早日完成指定任务,有些设计内容来回修改多次,从完成到完善,都是在项目总负责人的协调下进行。学生们从中不仅得到了软件开发过程的规范化锻炼,更重要的是学会了管理自己,学会了个人服从集体,学会了与客户、其他项目组、项目组内部人员之间的沟通协作问题。
3.3工程文档规范要求
软件开发工作技术性很强,除了要求参与人员必须具有一定的技术水平,更需要具备写文档的能力。因为一方面从事软件业人员的流动性比较大,一旦主要负责人员离开,又没有规范化文档留下,后续工作会变得非常困难。另一方面对于软件本身的更新与修改来说,同样离不开前期文档。从软件开发公司的实际运行结果看,文档问题长久以来一直困扰着整个行业。在著名软件的发展历史上,也不乏印证软件过程文档重要性的实例。
从毕业论文的角度,要求学生必须具备规范的文献综述、开题报告、中英文摘要、论文正文、参考文献、致谢、资料翻译等近两万字的文档材料。
从项目研发角度,要求学生提供:需求规格说明书、概要设计说明书、过程设计(亦称为详细设计)说明书、测试计划、测试报告、用户操作手册、项目开发总结报告、程序维护手册、软件问题报告和软件修改报告等相关文档。
本项目最后要形成一套面向客户的、详细的软件使用手册,一套面向软件工程的、标准的工程文档,多套面向毕业设计的、符合毕业论文要求和规范的毕业论文文档。
4思考
2007届基于实际项目的“项目化”毕业设计的实施,是浙江万里学院计算机专业教学改革的一次尝试。无论是从专业建设、学院教学改革方面,还是从教师角色挑战、学生学习重心偏移等方面,都是值得深入思考的。
(1) 学院领导的改革思路及大力支持至关重要。浙江万里学院各级领导都很年青,思维活跃、改革进取,使得学校得以快速发展。计算机专业的这种公司式的“项目化”毕业设计组织实施,如果没有学院在政策、经费、实验设备及场地上的大力支持,是无法实现的。
(2) 教师需要转变观念并付诸行动。近两年的改革活动,我们已经有近30名来自教学一线的教师参与,为培养“双师型”教师提供了锻炼的机会。特别是这次毕业设计的实际项目操作,对教师自身素质能力是一种挑战,大部分青年教师非常热心地投入,表现了极大的参与热情,突现出一批优秀的教师。但是也还存在着以下问题:
一是大多数高校教师都是出学校进学校,重理论轻实践。由于自身缺乏实践经验,因此在教学上基本是“纸上谈兵”。比如程序设计语言课,特别注重语法知识的讲解,往往是半个学期还没有进入实际程序设计,学生被繁杂的语法搞得不知所措,兴趣全无,进而对编程课和专业课的学习失去信心,在进入毕业设计时就不知从何处下手了。
二是集体组织观念不强,责任感不够。有些开发过软件项目,具有较强实际动手能力的教师,喜欢以自己的思路单打独斗,唯我独尊,不听从别人的意见,不注重团队配合,组织管理及协调能力不到位。有些教师缺乏责任感,认为项目好坏是总经理的事,应付差事,不管项目进展到多么关键时刻,依然是自己的私事最重要。这些思路整合和人员协调问题轻者造成项目进程缓慢,无法按计划完成,重者可能会造成项目失败。
因此,如何整合教师队伍,提升其实践能力和业务素养,提高组织管理能力和团队意识?如何让他们都能充分发挥骨干的作用?是值得我们思考的问题。
(3) “项目化”毕业设计充分挖掘出一般院校学生的潜力,展现了他们活跃的思维与创意,可如何提高受益面呢?
以实际项目为目标,以实际公司化组织模式来组织师生团队,激发了学生们的创新热情。同时他们的表现也给老师们带来了惊喜,我们的学生有思想、会创新,同样具有废寝忘食的精神,动手能力不比一本、二本的学生差。这样的毕业设计活动深受学生及其家长欢迎,基于学院与北京起步科技公司合作人才培养协议,在这次毕业设计项目组中,有五位学生得到公司技术管理人员的认可,再经过明年几个月的训练,即可去北京总公司或上海的分公司应聘工作,待遇优厚。
但是,从这次项目组合来看,不是所有学生都能够积极主动,有些组中间不得不调换人员,原因是部分学生对软件开发不感兴趣,报名时有点混水摸鱼,没想到这么辛苦,还要迟放假,于是就知难而退,不思进取,这也是很多同类院校部分学生的现状问题。
(4) “项目化”实践教学评价体系的构建问题。在实际项目实施中,体现了沟通能力与团队协作精神的重要性。有些平时学习成绩好、但孤高自傲、独来独往的同学,不能与人和睦相处而不被团队欢迎。相反,平时学习成绩一般的学生,思维活跃、组织管理能力很强,反而能当好项目经理。这使得多年来以考试分数为唯一考评体系的教育模式受到冲击。目前,我们采取的主要考核办法是:不同的岗位角色给出不同考核标准,每一角色又是基于完成任务的效果及与他人合作的结果进行评定,目前还无法确定一个量化指标,有待进一步探讨。
5结束语
“项目化”训练模式是在计算机专业教育与社会需求之间出现脱离的情况下孕育而生的改革措施,是一种综合性强、互动性高、知识含量大、实用性广的实践教学活动。经过浙江万里学院计算机系从简单课程到毕业设计的教学试验表明,该模式彻底打破了学生只学习课本知识,不知道如何应用于实际的僵局,能快速提高学生软件开发的实战能力,锻炼学生的组织管理能力,培养学生的团队合作精神。很多学生由此看到了未来职业对自己的要求,因而端正了学习态度,明确了职业方向,增强了学习动力,提高了学习效果。教师们也普遍看到了这种教学模式对于扭转“供需不对应”社会问题的建设性作用。有理由相信,经过不断的探索和改进,一段时间后,这种模式必然会改进本专业毕业生的社会认可程度,为应用型本科院校计算机专业教学中闯出一条新的教学之路。
参考文献
[1] 黄明和等. “导师制下项目驱动教学模式”的研究与实践[J]. 计算机教育,2007,38,(2):29-32.
[2] 李继芳. 毕业设计(论文)过程管理与提高质量的探索[J]. 科技信息(学术版),2006,3,(B):24-25.
[3] 龚方红,汤正华,蒋必彪. 试论工程教育中的本科实验教学改革[J]. 中国高教研究,2006,(4):86-87.
收稿时间:2007-2-20
关键词 CAE技术 毕业设计 教学改革 材料成型
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.019
The Study on Measures to Improve the CAE Application ability of the Undergraduates of Material Forming Specialty
QIN Shengxue, LIU Jie
(College of Mechanical and Electrical Engineering,
Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590)
Abstract Based on analysis of the CAE (computer aided engineering) application status and problems in the teaching and graduation project for undergraduates of material forming specialty, the reform measures of teaching and testing of CAE course is proposed in this paper. The ability of solve engineering problem of the graduates could be also improved by improving the application proportion and strengthening the check system in the graduation project.
Key words CAE; graduation project; teaching reformation; material forming
材料成型及控制工程专业涉及材料科学、成型工艺与自动控制技术的综合与交叉,要求毕业生具有材料成型加工基础理论与应用能力,并且随着计算机技术和有限元理论的发展,CAE技术对与材料成型行业的作用越来越重要,已经成为材料成型从业高等技术人员必备的技能之一。目前,山东科技大学材料成型及控制工程专业设模具方向,包括金属塑性成形及模具设计和塑料成型及模具设计,该方向更注重工程实践能力的培养,并对学生解决实际工程问题能力提出了更高的要求。
本文从CAE在材料成型与控制工程专业毕业设计中的应用现状入手,对金属塑性成形 CAE和注塑成形CAE 教学与毕业设计改革进行了探索。
1 CAE技术在我校材料成型及控制工程专业学习中的应用现状
模具优化设计与CAD/CAM/CAE一体化技术是模具数字化制造设计核心技术之一,①尤其是三维设计和计算机仿真模拟分析技术,这项技术虽在国内已有不同程度应用,但仍处于较低水平。目前在模具领域应用较多的世界著名CAE软件有MOLDFLOW、DYNAFORM、AUTOFORM、POLYFLOW和DEFORM等,同时也是山东科技大学材料成型及控制工程专业学习中可以接触到商业软件。②
金属塑性成形加工过程中加载条件与变形过程异常复杂,传统分析方法已经证明不能适应现代工业发展的需要。 随着计算机技术与有限元理论的发展,采用计算机数值模拟技术可以解决经验设计无法解决的问题。了解金属塑性变形的各种常量的变化历程,如金属成形过程中各阶段材料填充模具的情况、材料变形趋势、材料内部的应力、应变等,对塑性成形工艺设计、模具设计、压力机的选择以及成形质量的控制等具有重大的现实意义。我校在金属板料冲压技术和体积成形中主要选用DYNAFORM和DEFORM软件进行教学。在板料成形数值模拟分析 CAE 技术教学过程中,以DYNAFORM为主重点介绍汽车覆盖件的拉深成形数值模拟,在 Deform数值模拟 CAE 成形教学过程中,重点讲授模锻成形和挤压成形。
塑料模CAE技术主要是利用高分子材料学、流变学、传热学、计算力学和计算机图形学等基本理论,建立塑料成型过程的数学和物理模型,构造有效的数值计算方法,实现成型过程的动态仿真分析,使对塑料成型过程的认识从宏观进入微观,从定性进入定量,从静态进入动态,为优化模具设计和控制产品成型过程以获得理想的最终产品提供科学依据和设计分析手段。本专业塑料模具课程以注塑和挤出工艺与模具设计为主,其中注射成型部分以MOLDFLOW软件为主,挤出工艺部分以Ployflow软件为主。
目前,本专业在本科教学阶段CAE教学中突出有限元求解的基本思想、基本原理、基本步骤、基本方法的学习,让学生在理解有限元求解问题的本质的基础上学习相关的有限元软件,通过实训掌握简单的工程问题求解过程和方法,为独立应用软件分析问题打下基础。③但从最终在毕业设计中CAE分析应用的情况来看,可以熟练应用以及解决问题的同学还占少数,如何加强本科阶段对CAE技术的学习,尤其是通过毕业设计这个实践性更强的过程更好地掌握CAE技术的应用,成为一个亟需解决的问题。
2 加强学生毕业设计中CAE应用能力的措施
2.1 改进授课方式加强学生CAE分析技术的学习
采用分散课时授课方法。对于本科生,通过毕业设计锻炼CAE技术应用能力并发挥其优势离不开前期的课程学习。目前材料成型及控制工程专业CAE技术教学安排方面除了有限元理论基础知识外,还开设有专业CAE软件课程,但课程内容通常由授课教师自己掌握,造成出现只偏向一种软件的现象,如侧重研究注塑成型方向的教师一般只讲授polyflow或modflow软件,而侧重金属塑性加工方向的教师则可能只讲授金属板料成形和体积成形CAE分析软件。由于专业CAE软件只安排一个学期的课程,就造成一届学生只能学习运用一种软件,无法实现在专业领域通才教育的目的,毕业生在职场中的竞争力下降。针对这种情况,本文作者提出了专业CAE分析技术分散教学的方法,将CAE课程课时分配到各个专业课程中,在专业课程授课过程及课程设计中穿插讲授CAE软件,从应用方法到案例分析与应用,让学生在专业知识学习过程中体验先进CAE方法,又为毕业设计中CAE技术的应用打下基础。
在CAE技术授课过程采用有限元理论与软件操作并重的讲解方式。由于本科阶段教育,CAE技术的掌握要求相对不高,课时安排受到限制,因此需要在比较少的时间内讲解尽可能多的知识。在实际教学中,一些教师往往把重点仅仅放在软件操作上而忽略有限元理论讲解,使得学生操作时只能靠机械记忆,无法与所学过的理论知识融会贯通,不利于学生对软件的更深一步理解。所以在教学中应该采用有限元理论与软件操作并重方式教学,教师可以建议学生去看一些书籍、论文,争取学生在毕业设计结束后,能够独立地完成类似的题目以及难度更高的题目,同时具备一定的理论自学能力与较强的软件操作能力。
2.2 从课程设计开始注重CAE分析软件的应用
软件的学习往往在应用中会更容易掌握,尤其对固有的流程、方法与技巧而言,必须经过实际操作才能得心应手。目前在材料成型及控制工程专业课程设计中,往往只注重利用手册与公式计算来设计模具,并不强调CAE技术的应用,只是把CAE技术的应用放到毕业设计环节来实现,那么大部分同学会因为基本功能操作的生疏,而对软件的应用失去兴趣与耐心,很难达到CAE分析所验证设计方案可行性并指导优化设计的效果。因此在培养方案中可注明将CAE分析加入到课程设计中,从专业课程学习伊始就注重CAE分析的应用。如在课程设计中提出CAE分析应用的建议并给出应用方法与流程,但不作为必须考核内容,而作为额外加分的评估条件,以引导学生提高对CAE技术应用的积极性。
2.3 增加CAE分析在毕业设计中指导与考核比重
CAE技术在以冲压模具和塑料模具为课题的毕业设计中有着重要的作用,可以有效减少设计过程中设计—修正—再设计的循环次数,使初始设计达到或者逼近合用的结果,这在实践中具有重要意义。在毕业设计中严格控制毕业生设计进度,在完成初步模具设计三维造型后,统一进入CAE分析阶段,模具结构实现设计—分析—优化—再设计修改的循环的设计过程。采用集中时段进行CAE分析模式的好处还在于便于集中指导。另外在本专业毕业设计改革阶段,尝试实行了小组制,将同一分析类型的学生分为若干组,如注塑模具组与冲压模具组,每一组中分配至少一名能够熟练运用CAE分析技术的学生,实现互助促进的模式。④
在毕业设计考核过程中,既重视设计说明书中CAE分析内容与结果的正确性与对模具设计的指导性,又注重学生在答辩过程中对CAE技术的理解与应用方法掌握情况,防止发生抄袭或他人代工的现象。
3 总结
CAE分析在材料成型及控制工程专业中的作用是不容忽视的,采用分散课时以及改进授课方法和考核方式,可有效提高本科生CAE技术应用能力,充分利用课程设计与毕业设计的实践机会,为毕业后工作中熟练应用CAE技术打下基础。
基金项目或者课题项目:山东科技大学群星计划资助项目(qx2013221),山东科技大学特色名校建设资助项目
注释
① 李萌崛,焦钰,张万明.CAD/CAE技术在模具设计中的运用[J].科技传播,2012(12):134-135.
② 申长雨,陈静波,刘春太,李倩.塑料模CAE技术发展概况[J].模具工业,2001.239(1):51-56.
【关键词】计算机专业;毕业论文;质量监控
0 引言
由于毕业设计是高等教育人才培养方案的重要组成部分,在设计过程中需要学生综合运用校内外获得的理论知识及实践经验,在老师的指导下独立的完成。通过毕业设计的实践训练,进一步巩固和加深所获得的专业知识,培养学生分析和解决实际问题的能力,而且还能够锻炼学生撰写文章的能力。然而计算机专业本科学生的毕业设计(论文)普遍存在着不尽如人意的地方,毕业设计的质量不高,在很大程度上并没有达到计算机专业毕业设计的目的。
1 毕业设计(论文)质量不高的原因
1.1 学生不够重视
一方面学生认为毕业设计只是教学环节的一个过程,不管完成的质量如何,都能蒙混过关,学生从思想上没有引起足够的重视。另一方面由于扩招,毕业生人数增多,面临严峻的就业压力,学生不得不将大量的时间和精力投入到找工作、面试或考研中,对毕业设计只能应付了事。
1.2 日常教学与毕业设计没有有机结合
本科计算机专业毕业设计内容涉及学生综合运用所学的专业知识的能力,包括算法设计、软件开发流程、数据库的设计、程序调试等方方面面。然而在教学过程中由于课程教学学时的限制或缺乏硬件设备等诸多原因,导致课堂教学只能完成最基本的教学任务,学生没有达到独立开发系统的能力,在学习过程中,学生很少有机会参与科研项目的研究,不了解系统开发的流程等,导致毕业设计时多数学生不能按要求完成指导老师给出的设计任务或完成的质量不高。
1.3 所选的毕业设计题目不恰当
计算机专业学生的毕业设计题目可以从理论、软件和硬件等方面进行选择,然而多数学生由于起点低,基础比较薄弱,毕业设计做软件或硬件的较多,进行理论研究的学生很少,我院的计算机专业毕业设计题目一般由两方面构成,一是指导老师给出题目,并指出题目类型、题目来源、题目主要内容、预期目标、要求解决的问题及重点、题目难易程度等方面的信息,之后由学生进行选题。二是学生自己命题,然后找老师指导完成。不管哪种方式首先都要由指导老师给出任务书,明确给学生提出毕业设计的时间安排 、研究方案和目标、任务要求等,指导教师针对选题提供相应的参考文献,学生根据指导老师提出的任务书,撰写毕业设计(论文)开题报告,包括主要研究内容、研究意义及预期目标、拟采用的技术路线、研究方法及步骤等,然而学生在选题时,由于老师给出的题目,理论性强或学生不感兴趣。不能进行深入思考导致无法完成。学生自选的题目,由于缺乏经验,没有进行切实的调研,所有的功能需求全凭想象完成,导致做出来的成品功能不全毫无应用价值,且题目多为各种类型的管理系统缺乏创新。
1.4 论文写作不规范
毕业设计后期,要求学生根据其系统的开发过程撰写出毕业论文。有的学生由于没有留出充足的时间来写论文,直到答辩前期才匆忙完成,导致毕业论文大多格式不规范、结构不合理,更缺乏对系统中关键技术进行论述,更多是靠粘贴代码或对系统界面进行截图来充当篇幅。
1.5 指导老师缺乏责任感
按要求,学生进行毕业设计开题之后,指导老师每周都要与学生交流,了解学生的设计进度,及时与学生一起解决在设计过程中遇到的难点问题,填写指导记录,设计中期还要进行中期检查等相关工作,然而由于指导老师往往忙于教学或科研,加上学生不主动联系老师、老师也不找学生进行指导,到最后指导老师只是在设计方向和论文写作上把把关。从而也影响了毕业设计的整体质量。
1.6 毕业设计答辩流于形式
我院计算机专业学生的毕业论文最终成绩由指导老师、评阅老师及答辩成绩三部分构成,一方面由于学生的侥幸心理,觉得毕业设计做了,答辩就能通过,不重视答辩,对评阅老师提出的修改意见置之不理。另一方面由于本科生数量过多,答辩任务很重,答辩往往流于形式,没有起到从质量上把好最后一道关的作用。
2 相关应对措施
计算机专业毕业设计质量是衡量教学水平的主要依据,在本科教学中有非常重要的地位和作用,因此要进一步加强本科毕业设计质量的管理。
2.1 加强思想教育
一方面加强学生的思想教育,让学生深入了解毕业设计的意义、毕业设计的基本过程和研究方法等,让学生在思想上引起重视。另一方面加强指导老师的思想教育,将毕业设计与教师教学评价挂钩,从而提高指导老师的责任心。
2.2 加强计算机专业实训基地建设
加强计算机专业实训基地建设,稳步发展校企合作基地。一方面通过校企实践教学基地的建设能够弥补课堂教学的不足,进一步巩固和提高专业知识,同时学生有更多机会参与科研,熟悉科研环境及流程,为毕业设计独立完成系统的开发打下基础,另一方面指导老师可以通过实践教学内容,有针对性的为学生毕业设计进行命题,让老师、学生对毕业设计题目进行双向选择。学生结合自己的兴趣根据自己需求选择题目,比如准备考研的学生可以选择其科研方向相关的研究性题目,为今后的研究生学习奠定一定研究基础;准备就业的学生,选择与实际工作相结合,具有实际开发背景的题目,这样就可以通过毕业设计积累相关的就业实践经验,为就业打下基础。
2.3 加强制度管理
在毕业设计过程中,建立各种规章制度对老师和学生形成约束,规范毕业设计流程,严格执行各种检查制度,制定规范的毕业论文书写格式,在答辩过程中制定详细的毕业设计质量监控体系,毕业设计不仅要检查最终的毕业设计成果,还应该从学生调研、选题、毕业设计和论文完成的过程进行监控,尤其对不合格或达不到指导老师要求的毕业设计作品要严格执行淘汰制度,对其进行多次的补答辩,对抄袭、买卖设计或论文的学生进行严肃处理,在制度上纠正不良的学风。另外,为调动指导教师的积极性,应该对毕业设计质量高的学生和指导老师给予奖励。
3 总结
计算机专业毕业设计作为本科教学计划中的最后一项任务,它承担着培养学生综合运用所学知识的技能、是教学中的一个最重要的、无可替代的环节,毕业设计质量高低也是衡量高等教育教学水平的一个重要依据,同时也是提高高等教育人才培养质量、培养大学生实践能力、创新能力的一个重要实践教学环节。因此,提高计算机专业毕业设计的质量,意义重大。
【参考文献】
(上接第119页)[1]胡小燕.本科本科毕业论文(设计)质量滑坡原因分析及对策[J].科技广场,2005(11).