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谈谈本科毕业设计(三)本科毕设的过程


三、内容关乎知识,过程关乎能力——本科毕设的过程

本科毕设的目的是实现对相应毕业要求指标点的支撑,核心是面向“复杂工程问题”,即必须运用深入的工程原理经过分析才能得到解决,并具有内涵和外延方面的诸多特征。那么如何在本科毕设中让学生获得培养?

本科毕设的内容是直接关乎专业知识的。在导师出题的时候,最好能够自测一下,毕设题目需要用到哪些本科课程讲解的知识,保证题目和学生专业的相关度,也就是能够让学生有机会有必要运用“深入的工程原理”。大学不同于技校和高职,不是培养技工的,而是未来的工程师;课程设置包括了坚实的数理基础和专业知识,为将来工程师执业中解决问题提供基础。比如:电子信息工程专业,设置有多线索,阶梯状的课程体系:

●数理线索:高数、物理、复变函数、概率论和数理统计、线性代数和工程图论等数理基础;

综合素质:毛概、马列、近代史、项目管理和经济决策等;

“路”的线索:电路分析基础、模电、数电、高频、射频等;

“场”的线索:电磁场与电磁波、微波技术基础和天线理论等;

信号线索:信号与系统、数字信号处理、随机信号分析等

信息线索:计算机导论、高级程序设计语言、计算机算法设计、数据结构和软件工程等;

学了这么多课程,借毕设的机会,让学生有综合地、深入地运用的机会,培养学生学以致用的能力和工程素养,这是毕业的核心目的。毕设设计的内容必须关于本专业的核心知识。

同时,知识是储备,运用才是关键。如果一个毕设题目和内容显然符合专业要求,但实际仅仅是技能训练,或者简单重复,这仍旧是不符合要求的。这就要求在毕设的过程中要仔细把握,过程是关于能力的,体现“经过分析解决问题”的能力。一个最常见,且严重的问题就是内容是专业相关的,甚至非常前沿和尖端,但毕设的过程是简单的,学生的工作仅仅依靠技能就能完成。

比如:设计类题目,甚至是硬件题目,来源于科研课题或者工程项目,内容没有问题,但毕设过程没有问题分析解决的过程,仅仅是采用软件仿真等得到结果,这就不符合要求。当然,论文中也会有理论描述的章节,但多数是简单抄袭,并不是真正用这些去分析解决问题了,仅仅是结构上必须有这一章节。这些毕设部分还会加工测试,在形式上达到了一篇学术论文的架构。但毕设的实际过程是仿真软件学习使用、测试仪器仪表的使用,这就是“技能化”的毕设。硬件类题目,变成了绘制PCB版图;算法类题目,变成了论文重复、代码编程,这些都“技能化”了,失去了本科毕设的核心意义。

也许有的导师会说,让学生“分析解决问题”,毕设完成不了怎么办?根本上讲,完成不了的学生是达不到毕业标准的。还要反问两个问题。一是根据毕设的定位,毕设是课程体系的一部分,目的是毕业要求指标点的达成,仍然重在训练和培养,不是真正地让学生去从事科学研究和工程实践,说句通俗的话,这个不是“实战”,仅仅是“喂招”的阶段,合理地设置难度是必须的。二是毕设过程中,导师是否有意识地引导和训练学生在分析解决问题方面的能力,如果开始就关注技能性训练,把毕设定位于学生做出什么,而不是怎么做出来就严重偏失了。你都没有给学生机会,怎么就知道学生完成不了?当然,也要求学生能够理解毕设的定位,从知识学习和技能训练的层次,上升到综合运用,解决问题的高度。

在毕设的过程中,重点要体现运用深入的工程原理经过分析,解决问题,要培养学生“用科学的方法,解决科学的问题”。在实际执行中,硬件性题目不妨从需求或者指标出发,调研分析可能的方案,甚至分析其在成本、经济效益和社会等方面的影响,对方案进行综合评估,这是“为什么这么做”;设计实现时,结合理论知识,紧扣设计难点,合理运用仿真、实验、测试等手段,完成设计,这是“怎么做”;最后对设计结果进行评估评价,这是“做的怎么样”。软件类题目,可以类似执行。如果确实局限于某种具体算法,也要避免让学生仅仅完成编程。可以引导学生关注算法的理论核心,为什么构建这种算法?如何构建的算法?这种算法的优势或不同在哪里?基于理论知识,分析推导算法;运用编程的知识,构建软件框架和实现。虽然具体做法需要反复斟酌和调整,但理念和重点一定不能错误:关键不是让学生做什么,而是引导学生怎么做;关键不是结果,而是过程,从分析解决问题的角度执行毕设。

在毕设过程中,单纯“技能化”的现象时有发生,如何检查和自检该类问题呢?从论文的一般框架上看,往往分成前言、理论、设计、测试和结论,虽然“技能化”的毕设和“分析解决问题”的毕设论文都有这些,但从这几个章节都可以检查发现单纯“技能化”的问题。

前言,是否大而空?是否小而窄?前者没有针对性,对某一方向或者领域进行了笼统描述,对该问题的解决没有直接意义。后者就事论事,是确定思路和方向后的不断改进,往往是论文的摘抄。前言应该明确问题的来源、问题的描述、问题的背景和发展、问题的难点、问题的已有解决方案、可能的发展和存在的问题等,要全面,而且具体。

理论,是否与问题解决有直接关系?这一部分应该由问题出发,描述问题、问题建模、分析问题、解决问题和评价结果。不应该是摘抄自教材和专著的基本知识,可以写问题直接相关的理论知识,并且要有自身的梳理和整合,针对性描述。如果分析给出了解决问题的方案,后面设计中应该按照该方案执行,并明确相关的步骤和结果。

设计,是否体现了知识运用和分析设计?这一部分不能仅仅成为器件参数表,原理电路和版图列表,仿真结构和结果截图。应该按照理论和设计策略,逐步完成设计;从指标出发,为什么选择这种方案,这个器件?电路设计需要的步骤和注意的问题是如何一一解决的?仿真结构为什么选择这样?初始参数是如何设置的?优化设计是如何科学完成的?力图反映解决问题的策略和过程,而不仅仅是结果的版图和仿真结果。

结论,是否对结果和存在问题有合理评估?工程问题,起码的结果是是否达标,并可以对相关成本、效益和发展进行评估。结论部分也是非常重要的,要有针对性和科学性。部分毕设会写由于时间和能力问题,尚存在诸多差距和问题,到底有哪些差距和问题?还有毕设会将仿真和实测差距直接推到加工误差上,其实这些误差也是可以通过仿真分析的,再分析是否验证了存在加工误差。

总之,毕设的过程是导师指导之下,让学生运用所学,分析解决问题的过程。作为毕业设计指导教师,一定要充分认识到培养的目的和过程的重要性,有意识地引导学生科学地分析解决问题。问题本身是个性的,解决问题的过程可以举一反三;工具操作本身是技能,如何合理利用工具是能力。毕设的过程是完成学生的综合训练,达成相应毕业要求的最佳机会,导师和学生都需要把握。