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  • 面向产出的应用型软件工程专业毕业设计改革

    阅读: 2024/1/2 14:37:31

    0 引 言

    毕业设计是本科教学中的最后环节,是培养学生综合运用所学知识解决复杂工程问题能力的关键课程。通常,毕业设计被安排在大学的最后一个学期。教学上采用学生团队合作或者一人一题,教师一对多个性化指导的方式。教学环节通常包括教师申报课题、学生选择课题、教师指导和毕业设计答辩。整个毕业设计教学环节多、涉及教师多、教学内容主观性强、持续周期长,这使得监控和保障教学质量面临困难,最终导致出现不少低质量的毕业设计成果。

    OBE(Outcome Based Education)理念所倡导的成果导向教育,引导着我国工程教育改革,已成为现今高校工程教育课程改革的方向[1]。在OBE理念下,课程的教学设计和教学实施都是以学生为中心,面向能力产出的。因此,为解决上述问题,迫切需要将OBE理念引入毕业设计教学过程中,面向学生能力产出设计教学环节,构建有效的毕业设计教学体系,实现对毕业设计教学的全过程管理和质量控制。

    目前,国内不少高校已基于OBE理念对毕业设计教学进行了一系列改革尝试,主要的改革思路有4种:①毕业设计时间提前,建议大四前就知道自己的毕业设计课题,通过导师的提早介入,引导学生更好地学习专业知识、进行课外拓展和创新、了解科研,为最后的毕业设计质量提供保障[2];②基于OBE理念对毕业设计各环节实施方案进行整体改革,形成定义预期学习成果、毕业设计实施、评估产出、反馈与持续改进的良性循环,持续改进不仅调整毕业设计各环节,还对专业课程体系进行回溯设计[3-4];③实现毕业设计的全过程管理改革,注重创新实践能力培养[5-7];④改革毕业设计评价机制,通过达成度计算对毕业设计质量进行定量分析,为后续持续改进提供依据[8]。这些成果对面向产出的毕业设计课程改革有很重要的借鉴意义和参考价值。

    1 毕业设计教学过程中面临的问题

    (1)课程教学目标没有面向学生能力产出,教师申报课题随意性大,质量参差不齐。所申报课题通常来源于企业现有项目和教师自己的科研课题或者教师自己构造的模拟课题,没有明确的面向学生能力产出的课程教学目标进行指导,其先进性、专业相关性、内容合理性和难易程度等方面极易出现不合适的情况。

    (2)课题数量多,审核工作繁琐,参与审核的教师多,缺少统一的审核标准,无法真正保证课题质量。在课题申报后,设置了课题审核环节,通常由教研室手工完成课题审核的分配任务,很繁琐。由于参与审核教师都知道所审课题的申报教师,碍于人情,多数审核结果只流于形式,很少真正指出课题的问题。审核时,大家仅凭自己的认知进行判断,缺少统一的审核标准。这两个因素导致课题审核环节并没真正发挥保证课题质量的作用。

    (3)毕业设计持续时间长,管理复杂,容易出现应付现象。在毕业设计的这个学期,学生不仅要进行毕业设计,还面临着考研复试、找工作等琐事,这些事情使得他们在开始的几周无法静下心开展毕业设计;同时,指导教师也忙于自己的日常教学、科研,经常会出现对学生指导不及时的情况。等到后面真正静下来时,发现时间已不够用。于是,每年都有学生出现后面突击应付毕业设计的现象,即使导师给出修改意见,也因为时间不足,来不及修改,导致最终的毕业设计质量差。

    (4)缺少学生能力达成评价环节,没有形成毕业设计教学的持续改进机制。教师在指导毕业设计过程中也发现了学生的问题,但通常都是老师私下里交流,并没有形成规范的分析文档,也没有提出持续改进措施,导致下一年的毕业设计仍然会出现同样的问题。

    2 面向产出的毕业设计教学体系总体思路

    将OBE理念贯穿到整个毕业设计教学的全过程,包括课程实施前、课程实施中和课程实施后。在课程实施前,制订或修订面向产出的毕业设计教学大纲,用于指导毕业设计各教学环节的实施;在课程实施过程中,在课前、课中和课后的各个环节借助信息系统对毕业设计过程进行全面的质量监控,包括所申报课题的质量、学生每周的进度以及最终的毕业设计成果质量;在课程实施后针对每个课程目标,分析在该课程目标中不达标的学生情况,给出教学大纲修订建议、课程实施建议或专业课程体系改革建议。

    面向产出的毕业设计教学体系总体思路如图1所示,其中,毕业设计全过程管理系统用于协助专业进行繁琐的毕业设计管理工作,主要包括申报课题的查重和盲审、学生选题(师生互选)、每周的毕业设计进度监控、毕业设计论文(说明书)质量审查、学生的课程目标达成情况分析等。

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    3 面向产出的毕业设计具体实施

    3.1 面向产出的教学大纲制订

    在当前运行的软件工程专业培养方案中,毕业设计课程承担了7项毕业要求培养任务,分别是问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、沟通、项目管理和终身学习能力。围绕这7项毕业要求,我们制定了毕业设计课程教学大纲。在大纲中分别对每一项毕业要求设置具体可衡量的课程目标、针对课程目标的教学内容以及课程目标考核和评价标准。

    在教学大纲的课程目标描述中,根据所承担的毕业要求,详细说明学生应该获得的可衡量的能力,毕业要求与课程目标对应关系见表1。

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    课程目标1的达成主要依赖于毕业设计初课题相关的“外文文献及翻译”和“参考文献研读”教学活动,后面由指导教师和毕业设计评阅人根据评价标准进行该课程目标的成绩评定。课程目标1的评价标准见表2。其他课程目标也都按类似的方式进行内容组织和考核评价。

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    为了保证教学大纲的质量和面向产出的特点,在大纲完成后,专业认证小组对教学大纲进行审核,确定其课程目标的合理性、课程目标支撑毕业要求合理性、教学内容支撑课程目标合理性、教学方式支撑课程目标合理性、考核及成绩评定方式支撑课程目标合理性等。

    3.2 面向产出的毕业设计全过程实施

    3.2.1 课前的教学活动及质量监控

    课前的主要教学活动包括课题申报、指导教师互审(盲审)、专业审核和师生双选,相关教学活动的参与者及之间的关系如图2所示。

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    在课前,首选由指导教师进行课题申报,编写课题任务书,然后进入指导教师互审环节,该环节采用盲审形式分配所审核的课题,盲审教师只能审核非本人的匿名课题,审核时参考“软件工程专业毕业设计任务书审核标准”,撰写审核意见。审核完成后将盲审意见提交给专业管理人员进行最后的审核,专业管理人员参考盲审意见给出最终审核结论。若未通过审核则将审核意见反馈给指导教师,指导教师可以根据修改意见完善课题后继续申报,或者放弃申报;若通过审核,则课题可以发布给学生以便于后续的师生双选。

    在师生双选时,学生可以从发布的课题中进行初步选择,然后提交给课题指导教师进行进一步的确认。指导教师可以从课题的初选学生中选中合适的学生,完成选题。若学生没有初选任何课题,或者所初选的所有课题都落选,则会有专业管理人员对该学生进行课题指派。最终保证所有学生都有一个确定的选题,每个选题最多只确定一个学生。

    课前的各项教学活动是毕业设计正常开展的关键,其工作量大、流程复杂、琐碎。为了减轻课前一系列教学活动的工作量、规范教学活动流程、提高工作效率,我们在实际中借助“毕业设计全过程管理系统”支持课前所有教学活动的开展。特别地,在课题申报环节,借助系统查重,确定课题是否为历年做过的历史课题,使历史课题的通过率在30%以下,从而保证课题的新颖性;在指导教师互审环节,利用信息化系统协助进行盲审教师的随机分配工作,同时也保证每位教师盲审的课题数和课题类型与其申报的课题数和课题类型一致。

    3.2.2 课中的教学活动及质量监控

    课中的主要教学活动包括周总结、分散设计、周集中检查和辅导以及演示答辩,相关教学活动的参与者及相互之间的关系如图3所示。

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    在毕业设计过程中,主要以学生分散设计和指导教师集中检查辅导的形式开展。为了保证毕业设计成果质量,要求学生每周填写周总结,写明本周的工作总结、下周的工作计划、期望指导教师提供的帮助等信息;指导教师每周审核学生的周总结,了解设计进度和遇到的问题,同时安排每周的集中检查和辅导。在中期检查时,由3~5名专业教师组成的答辩小组对每个学生的毕业设计成果通过演示答辩的形式进行检查,并将检查意见反馈给学生,方便继续完善毕业设计。特别地,对于研究类课题在演示答辩时展示研究进展和原型系统的设计和实现情况,而工程实践类课题则需要运行系统,展示设计和实现的阶段性成果。

    为了便于指导教师及时监控学生的设计进度,周总结的填写和批阅都是借助于“毕业设计全过程管理系统”完成。

    3.2.3 课后的教学活动及质量监控

    课后的主要教学活动是对毕业设计说明书(论文)的各种审核以及最后的答辩,相关教学活动的参与者及相互之间的关系如图4所示。需要说明的是,对于研究类课题,学生最终提交的是毕业设计论文,而工程实践类课题则需提交毕业设计说明书。

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    学生的毕业设计说明书(论文)首先提交给自己的指导教师进行评阅,然后再由匿名评阅人进行盲审,接着需要通过学校的查重和格式审查,最后才能进行正式答辩环节。为了保证说明书(论文)质量,在审核的任何一个环节不通过,都不能进入正式答辩,需要继续修改完善,直接进入二次答辩环节。若正式答辩没通过,则仍需继续修改完善进行二次答辩。

    评阅人盲审是工作量很琐碎的工作,我们借助于“毕业设计全过程管理系统”来完成,保证盲审的随机分配和盲审结果的实时反馈。

    3.3 课程目标达成情况分析及持续改进

    毕业设计结束后,通过两种方式对课程目标达成情况进行分析,分别是基于成绩的定量分析和基于学生调查的定性分析。

    在定量分析中,收集、整理毕业设计过程中给出的各项成绩,这是定量分析的基础。这些成绩主要由4种评价方式给出,分别是指导教师评阅、评阅人盲审、演示答辩和正式答辩,其中,演示答辩和正式答辩由答辩小组给出。每个课程目标的评价方式和评价依据见表3。根据各项成绩,计算每位学生在每个课程目标上的达成评价值,计算公式见公式(1)。

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    为了更好地分析每个课程目标的达成情况,我们根据每个学生的课程目标达成值,计算每个课程目标的达成度,其计算公式见公式(2),其中,预期值为课程目标达标的合格线,这里取0.65(学院制度规定)。

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    2022届毕业生的毕业设计课程的达成分析采用柱状图和散点图的形式进行了从整体到局部的全方位达成情况分析(如图5所示)。图5(a)能够清楚比较各课程目标的达成度,便于找出达成度低的课程目标,方便整体分析;图5(b)以课程目标2为例展示了学生个体在该目标上的达成情况,便于分析到具体学生。

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    在定性分析中,借助于线上应届毕业生调查问卷,征集学生对毕业设计课程的意见,包括毕业设计指导教师水平、课题与社会需求贴切程度、课题与专业相关度等。从学生角度,对毕业设计教学作出整体评价,便于分析问题。

    综合定量和定性分析结果、改进毕业设计具体教学环节和改革专业课程体系的意见以及可实施的建议,最终形成课程目标达成分析报告,然后提交给专业认证小组进行合理性论证并存档。

    在该阶段,“毕业设计全过程管理系统”用来辅助进行课程目标达成值、达成度的计算,以及课程目标达成分析报告模板的生成,减轻了工作量。

    4 结 语

    基于OBE理念,在课程实施前,通过教学大纲审核,保证教学大纲是面向产出的;在课程实施中,设置申报课题审核(盲审)、周集中检查和辅导、演示答辩、毕业设计各项质量审查(查重、格式审查、盲审、正式答辩)等保证教学质量的教学活动,为课程实施时全过程的学生能力培养提供保障;在课程实施后,进行面向课程目标的达成情况分析与持续改进。通过“毕业设计全过程管理系统”为课程实施中和课程实施后各项教学活动的高效开展提供信息化支持,保障学生的能力培养质量。

    参考文献:

    [1] 李志义. 解析工程教育专业认证的成果导向理念[J]. 中国高等教育, 2014(17): 7-10.

    [2] 王振华. 基于OBE理念的本科生毕业设计改革思考: 以金属材料工程专业为例[J]. 大学教育, 2017(10): 150-152.

    [3] 刘冰月, 刘蕾. 基于OBE的软件工程专业毕业设计教学改革与实践[J]. 软件工程, 2018, 21(7): 53-55.

    [4] 隋凤利, 黄贞益. 基于OBE理念的工程类本科毕业设计(论文)教学改革思考[J]. 教育教学论坛, 2020(5): 297-299.

    [5] 张红光, 李永涛, 何学敏, 等. OBE视域下的本科毕业设计环节中创新意识与能力培养的思索[J]. 科教文汇, 2018(24): 70-72.

    [6] 任伟成, 翟羽佳, 李富平, 等. 工程教育专业认证背景下毕业设计(论文)培养模式探索[J]. 华北理工大学学报: 社会科学版, 2022, 22(2): 100-105.

    [7] 顾涵, 房勇. 基于工程教育专业认证标准和OBE理念对毕业设计环节的创新探索与实践[J]. 实验技术与管理, 2020, 37(11): 209-212.

    [8] 黄茹, 舒新峰, 王春梅, 等. 面向工程认证的毕业设计教学改革与实践: 以软件工程专业为例[J]. 软件导刊, 2022, 21(3): 20-25.

    基金项目:山东建筑大学教学改革重点项目([2020]28号)。

    第一作者简介:王向辉,女,山东建筑大学副教授,研究方向为服务计算、知识工程,wxh_225@163.com。

    引文格式:王向辉,刘 毅. 面向产出的应用型软件工程专业毕业设计改革[J]. 计算机教育, 2023(9):97-103.

    转自:“计算机教育”微信公众号

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