基于项目团队的计算机类本科毕业设计探索

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  [摘要]以普通本科院校计算机类专业学生为研究对象,提出基于项目团队的毕业设计创新模式,分析三种典型团队对促进学生研发能力、创新能力和综合能力的积极作用,用实例论证该模式对提高本科生毕业设计水平、培养创新能力和促进就业的有效性。
  [关键词]项目团队 计算机类 本科毕业设计
  
  1 概述
  
  随着社会对高素养创新型人才的重视,高等学校对本科生实践教学环节特别是毕业设计的创新研究也越来越重视。
  实践教学的目的是培养学生的实践能力和创新精神,培养学生运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题的能力。实践教学是提高学生理论联系实际水平,培养学生工程意识和实践能力的重要途径和手段。
  实践教学环节一般可分为军训及社会调查、实验教学、课程设计、课外竞赛、综合设计、毕业实习与毕业设计等几大类或环节。其中毕业设计是最后一个实践性教学环节,是对学生所学知识的全面考查,也是对学生所学知识进行综合运用的训练。
  对于计算机类专业学生而言,毕业设计就是通过调查研究和文献检索,初步掌握某个领域或系统的需求分析方法,然后在导师的指导下独立进行系统分析、建模、设计以及代码编写和系统集成的能力。
  
  2 毕业设计存在的普通问墨
  
  由于各种原因,普通本科院校的毕业设计存在许多问题,概括起来主要有:
  (1)毕业设计投入时间严重不足。一是由于毕业设计大都在四年级最后一个学期进行,与学生找工作的时间相冲突,学生忙于各种招聘会或岗前培训、岗位实习,无暇顾及毕业设计;二是部分学生需要应付考研、重考,占用了大部分时间;三是部分学生认为毕业设计就是一个大作业,只要导师不为难,一般都能过关;四是很多学生认为毕业设计内容大同小异,随便从网上下载一些内容拼凑一下就可以应付。
  (2)毕业设计选题过于简单、陈旧和虚拟化。以我院计算机科学与技术专业为例,毕业设计选题大部分都是人事管理系统、图书管理系统、机房管理系统等管理信息系统,不仅简单、不真实,而且年年重复,毫无创新可言。之所以出现这种情况。主要原因可能是这些系统的实现简单,在许多书籍或网上可以轻松找到,成型的论文也多,学生“做”起来简单,老师“指导”起来也轻松。
  (3)双向选择机制不完善,选题系统功能不全。毕业设计选题最普遍做法是老师公布选题后由学生选题。说是双向选题,其实基本上是学生选老师(选题目)。由于选题机制不完善,选题系统功能也不全。既不能保证优秀学生能选到合适的题目和导师,也不一定能让老师选到合适的学生,影响师生的积极性。如我院2009届毕业设计中,有位科研能力很强的老师给出的毕业设计题目都是关于一种新的网络协议的研究,其本意是找一些基础好的学生协助研究,结果事与愿违,到撰写论文阶段才发现学生基本无法完成任务。最后只好匆忙换题、延期答辩,老师的工作和学生的学习都受影响。
  (4)指导毕业设计的师资力量不足。近年来,高校不断扩招,学生数量猛增,而教师严重不足,导致毕业设计指导力量不足。一方面学校要求每一名指导教师指导的学生人员不能超过6名,另一方面我院部分专业教师缺编严重,只好给全部讲师和新引进的年轻博士都分配一定数量的指导任务。由于他们没有太多的指导经历,指导方法欠缺和经验不足,影响指导效果。
  (5)管理不到位。与普通课程教学不同,毕业设计的组织和管理工作大都由各系承担,因缺乏严格的流程管理或者执行的随意性,促使开题、中期检查等质量控制的必要环节流于形式,导致到最后的答辩环节才发现问题,但已经没有时间去纠正了。
  另外还存在着缺乏赏罚措施,教师带好带坏一个样,学生只求及格能正常毕业就行等一些问题。有很多教育工作者从不同角度提出许多解决以上问题的办法,如加强管理、加强过程控制、提高答辩要求等,从实际情况看,有些问题并不能得到根本上的解决。
  
  3 基于項目团队的毕业设计创新模式与实践
  
  为了改变传统的教师与学生一对一的指导模式,解决部分年轻教师指导经验不足,又能充分发挥年轻教师特别是刚刚博士毕业的年轻老师知识结构新、干劲足的优势,提出如图1所示的,以有项目主持经验的教授副教授为负责人,召集层次及年龄搭配得当、知识结构互补、研究方向相近多位教师共同组成指导团队。充分发挥团队教师的集体智慧,以解决某一类科研课题、开发项目、学科竞赛或联合攻关项目为主要任务或目标,共同指导多个既相互独立又能互相配合的学生队(2—3人组成)完成各自的毕业设计任务,有效提高学生创新能力、合作意识和应用水平。
  基于团队的毕业设计一般以真实项目为基础,学生必须投人更多的精力才能完成任务,因此,在不改变教学计划的前提下,让学生利用毕业设计前期的课余时间或毕业实习时机,提前介入到以各级重点实验室、工程技术中心为平台的科研团队的学术活动中,“见习”于研发团队,为后期选题、开题和设计打下良好的基础。
  
  
  3.1 基于研发团队的毕业设计
  笔者就职于网络与教育技术中心期间,于2003年报经学校批准成立了“热土软件工作室”,亲自负责该团队,核心技术成员2人,管理人员1人,均为中心在职员工。另根据工作需要聘请参与人员1-3人(以计算机专业教师为主),除负责单位内部的软件研究与开发,也承接横向计算机应用开发项目,以及申报纵向项目。
  在主持“热带作物种质资源。平台”项目研发的近5年时间内,总是从大三下学期开始向学生介绍项目情况,在其后的假期开始“招聘”有基础和兴趣的相关专业学生,让他们利用假期时间和大四第一学期的课余时间参与到研发团队中。虽然在初期他们不能为项目研发提供实质性的帮助,但由于这些学生兴趣浓,积极性高,能很快熟悉项目情况,发现项目执行中的问题,为他们后续的选题、开题打下基础。当他们这一届学生着手相关课题的毕业设计时,又一批低年级学生以“学生”的身份参与到课题“见习”中来,他们就成了这些“见习生”的“师傅”了。
  我院鼓励教师充分利用省级Internet信息检索重点实验室和海洋通信与网络技术工程中心,结合各类科研项目吸收有兴趣和特长的学生尽早参加到相关项目研发团队中,并尽可能在实验室或工程中心完成毕业设计。
  由于来自研发团队的科研课题一般都是真实项目,有实际应用要求,很多学生担心不能完成设计任务而影响研发团队的工作和毕业设计成绩,转而选择较为简单、陈旧的“虚拟”课题。为了鼓励优秀学生参与到研发团队中,笔者在“招聘“广告中对学生人队给出具体的要求,同时承诺,在有一定难度的项目研发中做出实质贡献的学生将给予适当奖励。事实证明,这一激励措施既能吸引优秀学生参与到重大项目中来,为项目顺利开展提供有益帮助,并能协助指导下一届学生,同时锻炼了他们的综合素质, 为他们走向社会奠定基础。
  除此以外,也鼓励学生根据社会实际需要或结合社会实践提出有实用价值的研究课题,然后选择合适的研发团队。
  
  3.2 基于学科竞赛团队的毕业设计
  大学生“挑战杯”、ACM国际大学生程序设计、“泛珠三角安利杯”大学生计算机作品赛、网页设计和数学建模等学科竞赛是培养学生创新精神和动手能力的有效载体,对培养和提高学生的创新思维、创新能力、团队合作精神、解决实际问题和实践动手能力极为有用。我院对学科竞赛越来越重视,鼓励计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程和数学与应用数学(信息与计算科学)学生跨学科综合组建团队,通过赛前的积极备战,可以极大地提高学生的创新思维。锻炼学生刻苦钻研的品质,培育团队协作的精神,特别地,我院还将“泛珠三角安利杯”大学生计算机作品大赛与毕业设计合二为一。既方便学生投入更多的精力到大赛中,也能保证能高质量地完成毕业设计。我院已组织学生参加了四届该赛,依托学科竞赛团队,精心组织、认真对待、努力创新,在海南高校全部14个获奖作品中,有11个属于我院,其中许元统同学的“基于USB接口的PC红外线遥控器设计”获得二等奖,还有3名同学获三等奖。
  
  3.3 基于院企联合团队的毕业设计
  计算机类专业学生在校外实践基地实习期间,可以发掘一些企业需要解决的实际问题作为毕业设计题目,企业和学校各指定一名导师,以院企联合团队形式指导学生完成毕业设计。一方面,可培养学生工程设计和实践能力,使学生了解和掌握实际工程设计的全过程;另一方面,工作单位的实际课题,任务明确,要求具体。时间性强。校企合作开展毕业设计,是学生走上工作岗位前的一次极有意义的实战演练,这既为学生今后从事应用性技术工作奠定了良好的基础,更提高了学生在人才市场的竞争力。这种类型的毕业设计一般在企业进行,校内“导师”提供关键技术指导,而企业“导师”则注重应用技术和应用效果的指导,通过这种形式,企业和学生提前互相了解,利于学生就业后尽快地进入工作角色。
  笔者主持研发的“罗牛山牲猪养殖管理系统”来自于罗牛山股份公司,学生在大三后的暑假先到罗牛山牲猪总部实习,了解牲猪养殖基本情况,然后利用大四上学期的课余时间跟随(主要通过网络手段)项目团队的“师兄师姐”了解开发技术,在学期结束前直接“预订”相关选题,顺理成章地在毕业设计选题系统中被选中,然后在大四下学期直接到罗牛山牲猪总部做毕业设计。接收企业和学院“双导师”指导。
  
  4 基于項目团队的毕业设计创新实践成果
  (1)选题更加科学和灵活,师生满意率提高。基于项目团队的指导老师可以提前“招聘”学生在毕业设计前就参与项目“见习”,满意的留下,不满意的离开,就相当于提前“配对”优秀学生进入研发团队,师生都很满意;也可以由学生从毕业实习单位带题目回校选导师,与企业导师形成联合指导团队,学生可以学到更多的知识,指导教师也通过这种方式了解了企业需求,对教师发展极为有利,对学生就业也极有帮助,这种科学合理的选题机制也激发了学生参与的积极性和学习自觉性。
  (2)课题质量提高,指导更加顺利。由于部分学生参与项目团队的效果明显,促进没有科研课题的老师主动加入到有课题的老师的团队中,或主动寻找与海南本地社会经济密切相关的内容作为毕业设计课题,如农业信息化、旅游信息化、电子农务、电子商务等,逐渐提高了毕业设计选题的质量。
  自2003年以来,笔者指导的全部毕业设计课题均来自实际应用需求,绝大部分有项目经费,且大部分是在“热土软件工作组室”研发团队基础上完成的,特别是担任行政职务后,将具体开发指导任务安排由团队的“技术总监”身上,在开题、撰写和设计思路等时间相对比较集中、需要论文指导经验的工作留给自己。这种方式指导下的论文整体质量和优良率都比较高,具体数据见表1。
  (3)学生创新能力得到提高,就业能力明显增强
  基于项目团队完成毕业设计的学生,其综合素质和实践能力提高得很快,从而在就业方面比其他同学更有竞争力,直接因参加项目研发而就业的学生也不在少数,例如,参加“热带作物种质资源e平台”研发团队的计算机应用2004届的杨清华同学,在被团队派往北京参加研讨会期间,被北京一家公司看中,还没毕业就已跟公司签7就业协议。也因该项目是较早基于NET平台开发,很多同学通过参与,这个项目,熟练掌握了NET框架开发技术,学到了其他同学在课堂上没有掌握的知识,因而比其他同学更容易找到较好的就业单位(详见表1)。另外,在与企业联合指导下,2010届潘汉俊等两名同学参与了“牲猪养殖管理系统”项目的研发,毕业前因表现出色分别被两家公司录用,公司希望他们今后负责系统后续维护与二次开发,而这两位同学在参与项目团队前没有任何开发经验。
  我院每个专业已经建立起 2-3个稳定的校外实习基地,每年接收部分学生进行实习和毕业设计。例如2003届,到海南亿特公司实习的5名学生,分别参加了机房管理和维护、网页设计等活动,最后有3名同学以公司实际应用为背景提出毕业设计课题,在得到同意后,由系里指定几位教师与公司联合指导,取得非常好的设计成绩,也得到了企业的好评,最后,这5名学生均被公司接收为正式员工,其中一位后来成为公司的中层主管。
  鼓励跨专业交叉型毕业设计,以我院为例,应用数学、信息与计算科学、电子与通信专业都可以选择计算机应用方面的毕业课题,如从“基于NET的大整数精确运算系统”题目毕业设计效果(见表1)可以看出,交叉型课题虽然有一定难度,但只要认真指导,多加鼓励,学生一样可以取得好成绩。
  5 建设
  (1)本研究虽然取得了一些成效,但规范化和系统化程度仍有待加强。一是应提出规范的团队建设机制,仅靠自法组织难以形成规模效应,二是要建立毕业设计激励机制,在论文评分体系中加大“创新”内容的分值,鼓励毕业设计选题的真实性,建立优秀导师(团队)评选办法,对来自于生产生活实际需要的真实的、有科研经费的课题,或跨专业选题指导、优秀指导教师(团队),允许突破指导名额限制(我校目前限制为6名),我院在跨专业选题方面允许增加50%的名额。受到师生欢迎,效果也较为明显。
  (2)应不断完善选题机制,使其有利于优秀学生能优先选题,优秀教师能优先选学生。笔者在2007-2009年度因两校合并没有机会给计算机专业学生授课,因而也没有机会向学生介绍自己的项目情况,导致选择我的毕业设计选题的学生基本上为调剂,如参与“精准农户数据库”的两名学生就是调剂生,由于数据库基础不好,没有编程经验,导致其毕业设计任务难以按时完成。
  (3)应教育学生“磨镰不误砍柴功”,在毕业设计环节尽早尽可能多地投放精力。从表1中可以看出,基于团队指导的毕业设计,提前介入团队的论文质量明显优于只是在毕业设计时才进入团队的,愿意在毕业设计环节投人精力的学生,可以学到更多的实用技术。可以提高就业竞争力,其实并不会耽误就业。参与“精准农户数据库”团队的2名学生前期未介入,毕业设计期间忙于找工作,设计任务未按时完成,毕业设计答辩成绩仅为及格,几家IT企业向我们学校要毕业生,我都不敢推荐他们,反而失去了更多的就业机会。
  (4)建立规范的毕业设计管理流程并严格执行是保证设计质量的重中之重。建议像其它课程一样,将毕业设计的组织和管理工作收归到教务系统,修改选题等重大调整必须要履行正常的申报审核手续,没有学院一级的过程监控,难免会流于形式,甚至放任自流。
  本文成果对其它理工类本科毕业设计有积极的参考价值。
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