新工科背景下对抗式本科毕业课题设计

张远龙 谢愈 刘扬

（[1]国防科技大学智能科学学院 湖南·长沙 410073；[2]海军大连舰艇学院航海系 辽宁·大连 116001）

0 引言

自2017年以来，为了应对新一轮的全球科技革命以及产业变革，教育部积极推进新工科的相关建设，意在培养工程实践能力强、创新能力突出、符合社会进步需求的多元化、复合型“新工科”人才；通过发展先后形成了“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”以及《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》等多项理论成果。“新工科”的专业主要针对互联网和工业智能等新兴产业的相关专业，例如人工智能、云计算、大数据以及网络安全等。

对于相关专业的高校以及大学生来说，国家对“新工科”的倡导既是机遇也是挑战：能够针对“新工科”建设，在本科生人才培养方面做出相应的变革，使所培养人才更适应与社会与科技的发展。当前社会的竞争压力十分巨大，尤其是在互联网行业，科技的发展、更新和换代通常呈指数级飞快递增。几周甚至几天的时间所累积的性能差异往往直接决定了一个产品的成功与失败。这也进一步加剧大学生难以适应当前快节奏、高对抗工作模式的压力。为此，针对新时代大学生的使命担当，达成新工科教育教学目标，论文以当前大学生毕业课题设计为抓手，开展对抗式本科毕业设计相关研究工作，旨在为本科毕业课题设计提出参考意见，使本科生的人才培养更加适应于当前社会激烈竞争和科技的快速发展。

作为本科生从高校到社会的最后一关，毕业设计是一项重要的内容，也是检验高校培养学生实践、创新以及学习能力的一项重要指标。毕业设计一般主要包含选题、开题、中期检查、撰写论文以及毕业答辩等流程。毕业设计的选题是否合理，是学生的毕业设计能否高效率、高质量完成的关键。当前，绝大多数高校在毕业课题设计时仍然存在着诸多问题。论文首先对现有毕业设计存在问题进行剖析，然后提出面向新工科背景下的本科对抗式毕业课题设计思路，并进一步分析其有效性和可行性，最后对全文进行总结。

1 本科毕业课题设计存在问题

当前普通高校的工科类本科毕业设计论文普遍存在着质量下降的现象。造成这种问题的原因有多个方面，涉及学生、导师、学校、制度等多个方面的因素。其中，毕业课题的设计是一项重要因素，也是影响毕业设计论文质量的关键所在。当前本科毕业课题设计存在的主要问题有三个方面，主要是课题难度难以把控、课题重复陈旧以及缺少课题设计平台。

1.1 课题难度难以把控

导师在毕业课题的设计过程中未能充分考虑学生自身水平差异，难以对课题的难度进行准确把控。一方面，相对过于简单的课题又无法起到对学生能力的培养和锻炼的作用，从而使得毕业设计成为形式化的内容；另一方面，难度较高的课题往往超出了学生的能力范畴，使学生无法顺利完成毕业设计。此外，在本科毕业设计阶段，不同的学生对自己毕业后的去向也有不同的规划。比如，有的学生准备继续读研深造，有的学生准备就业或者出国深造，有的同学甚至对自己的未来就没有清晰的规划，只是人云亦云随大流前进。此时，同样一个课题，对于想继续深造的同学来说是简单的，对于想去找工作的同学来说则是困难的，而对于未能清晰定位自己的学生更是无所适从的。因此，这种情况下，传统导师往往要么被迫需要根据学生的实际情况来调整课题的难度，要么学生只能放弃或者难以达到预期目标。

1.2 课题重复陈旧

由于当前信息传播速度已产生飞速发展，不同高校、不同学院甚至不同导师间的信息共享变得越来越便捷。因此，有的导师在进行课题设计时，容易出现贪图方便、不够用心和重视的情况，直接从其他院校或自己往年的题目中简单改造，甚至直接套用作为当年的毕业课题，从而导致毕业课题在选题设计上重复且陈旧。因此，这就在一定程度上制约了学生在进行毕业设计时的创新性，有的学生甚至直接拿来往届的课题抄袭，无法充分发挥毕业设计的本来目的。但由于此种课题的设计往往对于导师和学生来说都是较为“轻松”的一种方式，因此在当前高校的本科毕业课题设计的过程中，普遍存在着课题重复陈旧的现象。

1.3 缺少课题设计平台

许多本科生毕业课题设计的初衷是好的，但是课题中存在着许多不必要的重复性劳动或不属于本专业的相关内容，课题的开展没有继承性和延续性。学生无法在前人的成果上继续开展研究，多数情况下都需要被迫从零开始复现往届学生的成果，这无疑消耗了学生的大部分时间和精力，甚至光是完成就已经是十分困难；能够在前人的基础上，再进一步实现改进和创新的本科毕业生更是极少，而这实际上才是大多数课题开展的初衷。造成此种现象的原因是缺乏稳定、可持续更新的毕业设计平台。一方面是，导师可以依托平台进行丰富、有梯度阶次的课题设计；另一方面，依托平台，学生可以在前人的成果上进行延续性创新设计。

2 基于平台的对抗式本科毕业课题设计

针对前一节中分析的当前本科毕业设计课题中普遍存在的问题，依据新工科背景下人才培养的要求，论文提出了一种基于对抗平台的本科毕业课题设计思路，为新时代背景下新工科本科学生毕业课题的设计提供参考。

图1：基于平台的对抗式本科毕业课题设计思路

如图1所示。对抗式本科毕业设计需要依赖对抗平台进行，平台的建设是一个循序渐进的过程。首先，在平台设计之初，需要几位导师或研究生对平台的框架进行搭建，平台的搭建需要具有对抗属性，有进攻方也有防守方，或红方和蓝方；平台还应该具有可继承性，学生可以在平台上学习和继承前人的成果，也可以基于此成果进行自己课题的设计；平台应该具有可扩展性，平台应当是定期维护和更新的，可以不断增加不同的对抗内容和更加贴近时代的功能。此外，平台还应同时具备人人对抗与人机对抗的模式，并能够进行难度的调整。

在进行课题设计时，应当设计具有一定对抗属性的课题，例如导弹的突防与导弹防御，棋类AI算法设计，网络安全与网络突破等博弈类背景课题；也可以是比较算法效率、比较速度等竞技类背景课题。在对抗平台设计之初，平台的设计本身也可以作为一项课题，本科生可以根据自身的需求设计相应的模块，并在导师的需求下加以实现。

对于现有本科毕业课题设计存在的问题，对抗式的课题设计都可以有效解决。在课题难度方面，由于存在着人人对抗和人机对抗两种模式，课题难度是可调整的，针对学生的不同需求，可以在同类型学生之间进行对抗，例如致力于科研的学生之间的对抗往往会碰撞出创新的火花。对于缺少对手的学生来说，可以以人机为对抗对象。在课题的重复老旧方面，第一是平台在不断的更新发展而且具有前人成果的继承性，因此课题可以不断的更新；相同的课题，内容也会逐渐地进步。由于课题的对抗性，不同的两组学生在相同的课题开展过程中，研究工作也将会呈现出不同的特有属性。

在毕业设计进行的过程中，由于课题的对抗性，需要对抗双方定期更新自己的算法或策略，实现信息的更新。在进行论文答辩时，可以采取同时答辩的形式，现场进行红蓝对抗或竞技，现场的对抗结果作为评定的一部分内容，并根据现场对抗的效果由答辩老师给予评分。

对抗式毕业课题设计平台的建设不是一到两个人可以在段时间内完成，往往需要一个教研室团队进行建设，并在不断的使用过程中进行更新。这种设计思路在建设初期一定是困难的，甚至存在着“前人栽树，后人乘凉”的现象；但随着平台的成型，则可以在保证课题设计质量的前提下大量减少导师在课题设计时的工作量。同时本科毕业设计的时间较短，对于绝大多数新工科专业来说，学生无法深入地了了解课题的所有内容，此平台能够将学生的精力集中在对抗课题本身上，减少不必要的编程工作。

平台除服务于本科毕业课题设计还可以服务于导师的科研工作，通过学生对算法的设计，导师课题从中汲取灵感，为自身的科研工作提供新的思路。同时，平台的运营需要一个完整的团队，有力于培养课题组的团队协作能力，提高教师团队的质量。

3 结论

在国家“新工科”建设的背景下，论文针对本科生毕业课题设计中存在的问题进行了调研和分析，对产生问题的原因进行了阐述。进一步，提出了一种基于对抗平台的新工科背景下本科毕业课题的设计思路，为解决现有的本科毕业课题设计问题提供参考。论文的研究，将有助于推动本科毕业学生更好适应激烈竞争的科技发展环境，尤其是对于军队院校相关专业学员的对抗性思维进行增强锻炼，使其更加适应当前军队的任职需求。