基于OBE理念的信息类专业毕业设计的改革实践
——以广东工业大学信息工程学院为例
2022-09-15刘震宇张文慧
杜 娟 刘震宇 张文慧
广东工业大学信息工程学院,广东 广州 510006
基于成果导向的教育(OBE,Outcome-Based Educa‐tion)是以学生学习产出为导向、以学生为中心的教育,教育活动都是围绕实现预期学习产出来进行的。与基于知识内容的传统教育不同,基于成果导向的教育强调以学生为主体,将学生的能力培养作为目标。为了达到这一目标,教学过程和学习过程相互影响、持续改进,最终实现真正的卓越教育。毕业设计是大学本科一门重要的工程实践课程,学生要在教师的指导下独立完成一个相对完整的课题设计和实现工作,撰写毕业设计论文,并且通过论文答辩。毕业设计要求学生能综合运用所学的理论基础、专业知识和基本技能,对实际问题进行分析,提出解决方案,体现学生在解决设计中遇到的问题时的创新能力,是学生本科学习最重要的综合性实践环节。
然而,当前部分本科院校的毕业设计质量下滑,成为人才培养质量提升的一大瓶颈。由于各方面的原因,个别学生态度不端正,投入精力不足,影响了整体毕业设计质量;一些学生工程实践能力欠缺,难以独立完成课题的设计和实现。因此,提升毕业设计质量,培养学生的工程实践能力,已经成为工科教育必须面对和亟待解决的重要课题。
广东工业大学信息工程学院有信息工程、通信工程、电子信息工程和集成电路设计与集成系统4 个电子信息类本科专业。其中信息工程、通信工程2 个专业已通过中国工程教育专业认证。本文结合近年来信息工程学院毕业设计的总体情况,分析目前毕业设计过程中存在的主要问题及其原因,探讨针对性的解决办法并应用到毕业设计改革实践中,以持续提高教学质量。
一、当前毕业设计存在的问题
(一)毕业设计课程目标不能体现解决“复杂工程问题”的要求
在工程教育专业认证标准的12条毕业要求中,多次提及“复杂工程问题”。而作为培养学生解决复杂工程问题能力的最主要环节的毕业设计,其课程目标必须体现出对复杂工程问题的考虑。但实际上,由于对“复杂工程问题”理解不透彻,部分高校毕业设计的实施过程和评价方法无法体现出对学生解决“复杂工程问题”能力的培养。
(二)学生重视程度不够、态度不端正、目标不明确
从学生层面分析,就业压力大是本科生毕业设计质量下滑的一个重要因素。目前,大部分高校的毕业设计都安排在最后一个学期,而这一学期正是本科生忙于找工作或者考研的关键时期,投入的时间无法保证,毕业设计的质量也就不能保证。还有一些学生对毕业设计课程所要达到的目标不明确,做设计时糊里糊涂,表面上似乎完成了工作,实际上并没有达到毕业设计的课程目标。
(三)毕业设计题目设置不合理
毕业设计选题借助教务管理平台采用教师在教务系统出题、学生在教务系统选题的模式,师生缺乏直接有效的沟通,容易导致部分学生选题后才发现所选题目不符合期望,因而产生不满,而部分教师在确认选题后发现学生能力不足亦会产生敷衍以对的态度。
另外,部分教师知识更新速度跟不上信息技术日新月异的发展,所出的题目不能紧跟行业潮流,或者与实际工程问题脱钩,使得学生毕业设计质量不高,并且对学生综合实践能力的培养效果也非常有限。
(四)评价体系不完善、不细致
毕业设计支撑了多条信息类专业毕业要求,涉及面很广,因此其评价方式对毕业要求的达成起到重要作用。以前的学生毕业设计评价只有指导老师、评阅老师和答辩小组给出的三个成绩,没有按照毕业要求指标点分项评价,造成评价结果不客观、不准确,也无法对毕业要求起到应有的支撑作用。
二、基于成果导向教育的毕业设计改革与实践
(一)明确毕业设计课程目标
课程目标是开展教学活动的基础,必须能够体现对解决“复杂工程问题”的能力的培养。课程组根据工程教育专业认证的理念,采用反向设计,由信息工程专业的培养目标,结合认证标准的12 条毕业要求,将每一条毕业要求分解为若干个指标点,每个指标点再落实到课程体系中。课程组在深入理解指标点的基础上,结合解决“复杂工程问题”的能力重新确定毕业设计课程目标。
毕业设计课程大纲列出的课程目标有6项。
1.能够理解毕业设计的内容和要求。针对毕业设计题目所涉及的内容,进行文献检索,掌握所研究领域的国内外最新技术动态和所研究问题的主流解决方案,并归纳总结毕业设计题目对应的复杂工程问题。支撑毕业要求指标点2.3:能够运用信息工程专业的基本原理对文献进行研究,比较分析信息获取、传输、处理以及应用相关领域问题的多种解决方案,对过程的影响因素进行分析,获得有效结论。
2.能够考虑并理解社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,对复杂信息系统设计开发的影响。支撑毕业要求指标点3.3:在信息获取、传输、处理以及应用相关领域的复杂系统设计开发过程中,能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
3.能综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,对复杂信息工程实际问题进行分析,提出解决方案,并选择合适的方法加以验证。支撑毕业要求指标点4.3:能够对实验结果进行分析和解释,理解其局限性,并通过信息综合得到合理有效的结论。
4.能够了解信息工程相关技术领域的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规。支撑毕业要求指标点6.1:能够掌握信息获取、传输、处理以及应用相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的基本理论知识。
5.能对文献资料、实际工程问题进行分析并解决;能将调试结果等内容整理形成文字,撰写符合有关要求的报告;能够在答辩阶段对毕业设计的内容进行详细阐述,并能针对答辩组所提的问题进行回答。支撑毕业要求指标点10.1:能够就信息获取、传输、处理以及应用相关领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众通过口头和书面的方式进行技术交流和有效沟通。
6.能够将所查阅的英文文献进行归纳总结,并独立完成一份相关文献的翻译。支撑毕业要求指标点10.2:了解专业领域的国际发展趋势、研究热点,具备一定的口头和书面英语表达能力,能够在跨文化背景下就信息获取、传输、处理以及应用相关领域问题使用英语进行沟通、交流,并就热点问题阐述自己的观点。
所有的课程目标都由指导老师向学生进行解释,确保学生在进行毕业设计的过程中做到心中有数,能够向目标看齐。
(二)改变毕业设计选题模式
要激发学生做毕业设计的积极性、主动性,提高其毕业设计质量,抓好选题环节至关重要。为了消除盲目性,教师要提前一个月部署,让学生提交能力、兴趣、意愿等信息,然后根据信息汇总、分析,让学生与相应类别的指导团队在选题前接触,做到师生沟通前期化。同时,教师也要检验学生是否具备阅读必备文献、查找资料的能力,以及其基础理论、专业知识是否符合课题要求。
教师提交毕业设计题目后,由学院审核小组进行审核。审核标准除了工作量必须饱满、必须具有新颖性和实用价值之外,还必须满足解决“复杂工程问题”的特征与内涵。审核结果排名为倒数5%以内的题目必须经过修改后重新审核,二次审核通过后才能进入选题系统。此举针对一些不符合要求的题目,从源头上消除了因为题目不合理而造成的毕业设计质量低下问题。
(三)规范毕业设计实施过程
虽然专业构建了毕业设计管理体系以及毕业设计指导和答辩流程,但存在过程记录不够规范、监督力度不大等问题。为此,学院制定了完善的规章制度,规范毕业设计的每个实施环节,并留存相关文档作为凭证,如图1所示。
教师将毕业设计题目录入教务系统时,需同时提供题目来源、设计内容简介、前期知识要求、考核主要指标等信息供审核小组审核。审核通过的题目的所有信息都提供给学生并让其进行选择。
学生定好选题之后,指导教师向学生下达《毕业设计任务书》。作为毕业设计的答辩依据,任务书必须符合教学大纲要求,罗列合适的参考文献,具有明确的成果要求及时间进度安排,让学生能够迅速了解毕业设计的目的、意义及难点所在,能够根据要求制订科学合理的毕业设计进度。
要按照毕业设计进度表,形成“学生汇报,教师答疑”的例会,至少每周一次,每次例会都严格考勤,并拍照存档,形成《指导情况记录表》。按照任务书的时间安排要求,不定期抽查学生的阶段成果,既能够保证学生通过学校的中期检查,又有利于督促学生毕业设计的顺利进行。
在毕业设计进行到6—7周时,对所有学生进行中期检查,针对论文完成进度、学生已完成部分的工作质量情况、毕业设计的内容有无调整、当前存在问题及解决办法进行梳理,并对学生能否按期完成毕业设计进行评估,形成《中期检查表》。
从2019 届毕业生开始,每位学生签署诚信承诺书,承诺无抄袭、剽窃或不正当引用他人的学术观点、思想和学术成果,伪造、篡改数据的情况,否则承担相应的法律责任并接受处理。对全部论文进行查重,一次查重总相似比超过20%的论文,给予修改完成再次查重的机会,二次查重仍然超过20%的论文,不允许参加答辩。这样就能从思想上和行动上监督学生坚持诚信治学、恪守学术规范。
提前一周公布毕业答辩的时间、地点和答辩小组成员等信息,满足答辩条件的学生按要求进行公开答辩。首先进行工作说明和成果汇报,然后回答教师的提问。答辩过程由记录人员生成《答辩记录表》,作为答辩小组的评价依据。
新的过程控制体系可以避免毕业设计实施阶段被忽略的细节,做到有规可依,有规必依,严保毕业设计质量关。
(四)细化毕业设计评价体系
将毕业设计支撑的6 个毕业要求指标点分为3 个部分,由指导教师、评阅教师和答辩小组按指标点分项评价,最后得到综合评价。指导教师评价分为开题阶段、中期检查和论文情况3个环节。每个环节又细分为若干子环节,从文献查阅、理论知识、文献分析、工具使用、讨论交流、格式规范和成果情况等方面,对学生的各项能力进行评价,共16项。论文评阅教师除了审核学生任务完成情况,还需要审查课题与学生专业相关性、工作量是否饱满、实验分析是否全面等,共12 项。答辩小组评价则着重于成果的创新性和使用价值,以及学生答辩过程中汇报材料的能力和交流沟通能力等,共7项。
细化毕业设计的评价环节,使得指导教师、评阅教师和答辩小组分工明确,评分有理有据,客观公正;同时也对学生整个毕业设计期间的学习具有指导意义,满足工程教育专业认证中评价标准所需的“导向性”。
另外,要根据毕业设计执行过程中记录的数据,利用课程大纲规定的各部分比例,计算毕业设计课程的6个目标达成情况。根据每个课程目标的达成情况,分析本年度毕业设计各环节中存在的问题,撰写课程目标达成情况总体报告,为下一轮的持续改进提供依据。还可以根据学生个体的数据得到个体课程目标达成情况报告,以方便进行针对性辅导。
三、总结
广东工业大学信息工程学院信息工程和通信工程专业在2018年通过了中国工程教育专业认证,学院采取了明确毕业设计课程目标、优化毕业设计选题模式、规范毕业设计实施过程、细化毕业设计评价体系等措施来支持本专业的持续改进。经过对信息工程专业2019 届和2020届本科毕业生毕业设计过程的管理实践,建成了较为成熟的基于OBE教育理念的选题、实施和过程监控体系及评价体系,我院毕业设计质量比原来有了明显改善,具体表现为:(1)毕业设计课程目标更加明晰,对解决“复杂工程问题”能力的培养更加有的放矢。(2)毕业设计题目更加合理,学生做毕业设计的积极性明显提高。(3)通过实施全环节过程监控体系,整个毕业设计过程能按进度有序进行。特别是例会严格考勤、论文查重等措施督促学生对自己提高要求,付出足够的时间和精力完成毕业设计。(4)通过细致具体的评价体系,使毕业设计的评价更加客观,对毕业要求的支撑作用更加清晰明确。这些改革措施将对毕业设计课程教学质量的提高起到长期显著的作用。