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摘 要：本文总结了指导大学本科生毕业设计与论文撰写的教学经验，从论文立题，总体设计、科学实验、研究创新、实践检验等方面进行了深入研究，并在教学方法上提出以国家级科研项目为背景设计论文题目，以解决关键问题为研究目标，以科学实验为研究基础，以申请国家发明专利或发表学术文章为实践检验，拓宽学生认识科学问题的视野，培养创新能力和独立科学研究的能力。
关键词：毕业论文；科学研究；实践；创新
传统的大学本科生教育和人才培养体系注重传授专
业知识，培养学生的学习方法，学生的基础知识比较扎实，接受新知识的能力强。但是在培养学生的实践能力及自主学习的积极性、主动性和创新性等方面还存在不足，在一定程度上限制了学生智力的开发、实践能力的培养和创造性的发挥，特别是对于工科院校的大学毕业生，培养学生的实践能力和创新能力尤为重要。大学本科生的毕业设计阶段是让学生接触实践、培养动手能力和激发创新思想的重要环节，针对这个特点，清华大学软件学院根据软件工程专业的特点，对大学本科生毕业设计与论文写作的教学方法进行了改革创新，以国家级科研工程项目为背景设计论文题目，从中抽取关键问题作为研究目标，注重培养学生独立研究问题的能力和相互协作的团队意识，学会分析问题和解决问题的方法，同时利用大学本科生思想活跃，创新意识强，不拘泥于传统方法，敢于挑战权威的特点，鼓励同学们积极申请国家发明专利，撰写高水平论文，并将此作为毕业设计阶段的成果。该教学方法极大地调动了学生的工作热情与创新性的发挥，激发探索新知识的强烈欲望，让他们体会到参加国家级项目的重要性、开发重大课题的艰辛与成功后的喜悦。
清华大学本科生的毕业设计与论文写作是在大学四年级第2学期开始，时间一般为15周。学生可根据自己的兴趣联系相关学科的指导老师，并在导师的指导下完成毕业设计和论文写作。一名老师可能会指导相近专业的2～3名毕业生的论文写作。我们针对大学本科生的专业知识特点与学习时间设计了如下教学方法：
一、以国家级科研项目为背景设计论文题目，强化创新精神
论文题目的优劣直接决定了论文的水平高低。毕业论文题目可由指导教师负责拟定，也可以由学生根据课题背景自由讨论决定。选题要得当，因人制宜，有的放矢，综合考虑学生的专业知识特点。为了提高论文的写作质量，指导教师要根据选定的论文题目和任务难度、工作量、学生工作时间等因素明确论文的研究目标、实验结果和任务检查、验收标准等。
选题注意考虑三个因素：一是选题的科学意义和应用价值。国家级科研项目是经过国家相关部委综合调查研究、经该领域内多名专家论证提出的国家层面上的重大科研项目，是当前相关学科发展的关键性问题或实际生产应用中急需解决的技术难题，以此为背景设计论题可使学生综合运用所学知识解决未知问题，具有一定应用价值；二是选题要具有一定创新性。论题要有新意，利于激发学生兴趣，培养其创新能力；三是选题难度适中，把握好分寸。所定选题不要超出学生的能力和学习时间的限制，要做到难度适当，使学生既能完成任务，又能受到锻炼。
确定选题后，要注意督促学生严格按计划规定的时间节点完成各项工作。首先将毕业设计期间需要完成的各项工作进行统计列表，规定每项工作的完成时间，并定期进行检查。软件学院本科生毕业设计工作流程如下：（1）选定论文题目，根据论题查阅文献，写综述报告；（2）作开题报告、提交实验设计；（3）进行科学实验、整理实验结果、分析实验数据、与已有的实验结果进行比较；（4）提交论文提纲、撰写论文；（5）提交论文初稿，根据指导教师的意见进行论文修改；（6）提交修改稿、准备答辩PPT、最后修改定稿。大学生精力充沛，在科研方面有很大潜力，只有制订严密的工作计划，规定每一时段的任务，督促学生按期完成任务，检查完成情况，给学生一定的学习压力，促使他们利用好时间，才能保证毕业论文的质量。
在指导清华大学软件学院2012年本科生毕业设计过程中，针对毕业生的专业特长，我们选定国家“十二五”预研项目“海量目标模拟与机动目标跟踪识别研究”为项目背景，从项目中抽取出几个关键问题设计了论文题目，目标是依据项目要求建立模型，检测该工程项目编制的软件中可能出现的缺陷与错误。该项目是软件学院软件理论与系统研究所研发项目，具有一定的实用性、创新性和应用价值，与学生所学专业相关，研究工作有基础，符合大学本科生的实际，是一个比较好的论文题目。
二、以解决关键问题为研究目标，强调实践能力培养
大学本科生的毕业论文写作时间比较短，学生没有太多的论文写作经验。如果毕业设计过程中没有参与工程项目的经历或工作量不够，则会出现论文题目太大、内容太虚、内容空泛等问题，而且学生的实践能力也得不到很好的锻炼。因此我们从实际的工程项目中抽取几个关键问题，让学生去解决实际问题，这其中包括分析问题和解决问题两个阶段，既需要理论指导，又要工程开发，内容充实，培养学生应用理论指导实践的能力。
为培养学生的科研团队意识，同时发挥每位同学的专业特长和团队的整体优势，要根据任务难度和工作量将问题拆分成多个子问题，每位同学负责解决其中的一个或几个子问题，既能培养学生相互配合的意识，又能使他们相互激励，相互比较，达到比较好的训练效果。
为了激发学生的工作热情，我们曾设计了一个论文课题，让本科生对一个博士生团队编制的项目软件系统进行测试，检查其中是否有错误或漏洞。由于该项目来源于实际工程，让学生们产生了浓厚的兴趣，同时让本科生去检查博士生团队编制的程序代码，这种工作具有极大的挑战性。同学们为了能够在短时间内完成任务，将问题拆分成模型描述、语义转换和模型验证三个子课题，三名学生各完成其中一个子课题，这三个子课题相互关联、相互依托，每个课题的实验结果既是后一个课题的依据，又能证明前一个课题的结果是否正确。既让学生相互配合，又让他们相互赶超，取得了很好的效果。 1. 明确分工和模块间接口标准，提倡互帮互助精神
多人合作研发课题，明确分工十分重要。每位同学要清楚自己负责的工作以及该工作在整个项目中的作用。将每个人的工作看作整体工程的某个子模块，规定每个模块实现的功能、完成的时间以及模块间交流的数据格式等标准。多模块同步进行开发，每个模块的开发速度都会影响工程整体开发速度，因此要协调各模块的进度，学生互帮互助。
2010年软件学院本科生毕业设计过程中，三位同学组成一个团队共同完成一个毕业设计任务。一位同学负责模型描述模块的研发，在设计过程中遇到了很大困难，任务进展慢，影响了后面两位同学的进度。但同学之间没有相互抱怨，三位同学团结一心共同克服困难，后两位同学主动调整了接口标准，分担了第一位同学的工作量。在这个过程中，无形中培养了同学间的团队意识。
2. 明确阶段性目标，定期汇报交流
为了督促学生按时段完成任务，指导教师要定期听学生汇报工作进度。在软件学院本科生毕业设计过程中，老师采用三天为一个节点的方式，每周汇报两次，要求同学制作幻灯片讲解该阶段看过的文献、完成的任务以及遇到的困难，并与其他同学讨论。这个过程不仅检查了工作的进度，还可以锻炼学生的总结能力和表达能力，促进师生之间的沟通。
3. 组织自由讨论，激荡思想碰撞的火花
本科生具有接受能力强、反应速度快、创新想法多的特点，经常产生新思想、爆发新火花，也会产生一些怪诞的想法。对于许多问题，使用传统的思想解决问题的方法已被研究过多年，很难再挖掘出新的方法，而没有受到传统思想的束缚、看似荒诞的想法中却蕴含着解决问题的新方法。为了让这些思想火花成为“星星之火”，在历年本科生毕业设计过程中，我们都坚持每周组织一次全体本科毕业生自由讨论，由一名博士生负责组织，指导教师不参加。从实际的效果来看，自由讨论产生了很好的效果。
三、以科学实验为研究基础，注重研究方法的培养
在独立进行科学研究的过程中，文献资料的搜集与整理非常重要。在本科生毕业设计过程中，文献调研是一项基础工作和非常重要的环节，因此，在确定论题和研究问题后，我们要求学生们首先进行文献调研工作，对需要研究的问题进行“横向比较、纵向寻根”，搞清楚问题的来龙去脉、国内外研究现状、解决方法、在该领域有影响力的研究机构与研究人员等。只有在充分调研的基础上，才能进行科学研究和实验仿真。
经过文献调研阶段，学生们开始进行仿真实验，验证自己提出的方法，这个过程要注意与传统的方法进行比较，用实验数据证明新方法与传统方法比较有哪些优点与不足。有些学生完成设计实验后，根据实验数据进行论文写作。可是动笔写起来时就感到困难重重，不知如何分析具体问题和提炼观点，只能从部分参考文献或互联网上抄写或借用别人的观点，很少有自己的语言。为克服论文写作难的问题，我们要求学生根据所学专业的特点，参考已有的研究结论和实验结果，对自己的实验数据或调查结果进行分析，实现科学理论的“自圆其说”，即让学生学会发现问题、分析问题、解决问题的方法。
在具体实践方法上，我们让学生首先总结发现问题的过程；然后综合运用所学的知识分析问题，研究问题的来源、当前研究现状、已有解决方法、各种方法的优劣等，即用马克思主义辩证法的方法来分析问题。再进行科学实验，证明新的解决方法的有效性，当实验或调查结果与已有结果不一致时，更要着重分析，最后学会用科学语言准确表达科研成果。这个过程促使学生们运用辩证逻辑方法和形式逻辑思维能力分析问题，发挥创造性思去解决问题。
四、以申请国家发明专利或发表学术文章为实践检验
培养创新型人才是大学教育的目标之一。创新人才要有创新性思维能力，要培养科学的思维方法和独立思维的能力，发展全面的思维品质。思维的基本品质是由思维广度、思维深度、思维灵活性和思维独立性组成的，发展全面思维品质，才能在发明创造过程中，全面观察问题、全面分析问题，全面解决问题。清华大学不乏具有创新精神和创新能力的学生，通常表现出灵活、开放、好奇的个性，具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想象力丰富以及富于冒险精神等特征。如何利用“初生牛犊不怕虎”的精神去敢于挑战传统思想，我们鼓励学生申请国家专利或发表高水平论文，在毕业设计之初就提出每人完成的一个国家专利申请或发表一篇学术论文的要求。这使得他们在完成论文的过程中，不断去寻找与众不同的解决方法，发挥创新思维。
2012年大学本科毕业生在3个月的毕业设计过程中，三位同学提出了两项专利申请，其中由张××同学和房××同学共同提出的“一种UML模型的形式化检测方法”专利已获专利申请号，进入专利审批的程序。在专利申请过程不仅使学生们学习了专利申请的方法，更重要的是发挥了学生们的创新积极性，其成果也在毕业论文的答辩中发挥作用。以上两名学生的毕业论文答辩中以全优的好成绩通过答辩，论文也得到教授们的一致好评。
[项目资助：本文得到清华大学“985工程”三期教改项目支持]
[责任编辑：周 杨]
关键词：毕业论文；科学研究；实践；创新
传统的大学本科生教育和人才培养体系注重传授专
业知识，培养学生的学习方法，学生的基础知识比较扎实，接受新知识的能力强。但是在培养学生的实践能力及自主学习的积极性、主动性和创新性等方面还存在不足，在一定程度上限制了学生智力的开发、实践能力的培养和创造性的发挥，特别是对于工科院校的大学毕业生，培养学生的实践能力和创新能力尤为重要。大学本科生的毕业设计阶段是让学生接触实践、培养动手能力和激发创新思想的重要环节，针对这个特点，清华大学软件学院根据软件工程专业的特点，对大学本科生毕业设计与论文写作的教学方法进行了改革创新，以国家级科研工程项目为背景设计论文题目，从中抽取关键问题作为研究目标，注重培养学生独立研究问题的能力和相互协作的团队意识，学会分析问题和解决问题的方法，同时利用大学本科生思想活跃，创新意识强，不拘泥于传统方法，敢于挑战权威的特点，鼓励同学们积极申请国家发明专利，撰写高水平论文，并将此作为毕业设计阶段的成果。该教学方法极大地调动了学生的工作热情与创新性的发挥，激发探索新知识的强烈欲望，让他们体会到参加国家级项目的重要性、开发重大课题的艰辛与成功后的喜悦。
清华大学本科生的毕业设计与论文写作是在大学四年级第2学期开始，时间一般为15周。学生可根据自己的兴趣联系相关学科的指导老师，并在导师的指导下完成毕业设计和论文写作。一名老师可能会指导相近专业的2～3名毕业生的论文写作。我们针对大学本科生的专业知识特点与学习时间设计了如下教学方法：
一、以国家级科研项目为背景设计论文题目，强化创新精神
论文题目的优劣直接决定了论文的水平高低。毕业论文题目可由指导教师负责拟定，也可以由学生根据课题背景自由讨论决定。选题要得当，因人制宜，有的放矢，综合考虑学生的专业知识特点。为了提高论文的写作质量，指导教师要根据选定的论文题目和任务难度、工作量、学生工作时间等因素明确论文的研究目标、实验结果和任务检查、验收标准等。
选题注意考虑三个因素：一是选题的科学意义和应用价值。国家级科研项目是经过国家相关部委综合调查研究、经该领域内多名专家论证提出的国家层面上的重大科研项目，是当前相关学科发展的关键性问题或实际生产应用中急需解决的技术难题，以此为背景设计论题可使学生综合运用所学知识解决未知问题，具有一定应用价值；二是选题要具有一定创新性。论题要有新意，利于激发学生兴趣，培养其创新能力；三是选题难度适中，把握好分寸。所定选题不要超出学生的能力和学习时间的限制，要做到难度适当，使学生既能完成任务，又能受到锻炼。
确定选题后，要注意督促学生严格按计划规定的时间节点完成各项工作。首先将毕业设计期间需要完成的各项工作进行统计列表，规定每项工作的完成时间，并定期进行检查。软件学院本科生毕业设计工作流程如下：（1）选定论文题目，根据论题查阅文献，写综述报告；（2）作开题报告、提交实验设计；（3）进行科学实验、整理实验结果、分析实验数据、与已有的实验结果进行比较；（4）提交论文提纲、撰写论文；（5）提交论文初稿，根据指导教师的意见进行论文修改；（6）提交修改稿、准备答辩PPT、最后修改定稿。大学生精力充沛，在科研方面有很大潜力，只有制订严密的工作计划，规定每一时段的任务，督促学生按期完成任务，检查完成情况，给学生一定的学习压力，促使他们利用好时间，才能保证毕业论文的质量。
在指导清华大学软件学院2012年本科生毕业设计过程中，针对毕业生的专业特长，我们选定国家“十二五”预研项目“海量目标模拟与机动目标跟踪识别研究”为项目背景，从项目中抽取出几个关键问题设计了论文题目，目标是依据项目要求建立模型，检测该工程项目编制的软件中可能出现的缺陷与错误。该项目是软件学院软件理论与系统研究所研发项目，具有一定的实用性、创新性和应用价值，与学生所学专业相关，研究工作有基础，符合大学本科生的实际，是一个比较好的论文题目。
二、以解决关键问题为研究目标，强调实践能力培养
大学本科生的毕业论文写作时间比较短，学生没有太多的论文写作经验。如果毕业设计过程中没有参与工程项目的经历或工作量不够，则会出现论文题目太大、内容太虚、内容空泛等问题，而且学生的实践能力也得不到很好的锻炼。因此我们从实际的工程项目中抽取几个关键问题，让学生去解决实际问题，这其中包括分析问题和解决问题两个阶段，既需要理论指导，又要工程开发，内容充实，培养学生应用理论指导实践的能力。
为培养学生的科研团队意识，同时发挥每位同学的专业特长和团队的整体优势，要根据任务难度和工作量将问题拆分成多个子问题，每位同学负责解决其中的一个或几个子问题，既能培养学生相互配合的意识，又能使他们相互激励，相互比较，达到比较好的训练效果。
为了激发学生的工作热情，我们曾设计了一个论文课题，让本科生对一个博士生团队编制的项目软件系统进行测试，检查其中是否有错误或漏洞。由于该项目来源于实际工程，让学生们产生了浓厚的兴趣，同时让本科生去检查博士生团队编制的程序代码，这种工作具有极大的挑战性。同学们为了能够在短时间内完成任务，将问题拆分成模型描述、语义转换和模型验证三个子课题，三名学生各完成其中一个子课题，这三个子课题相互关联、相互依托，每个课题的实验结果既是后一个课题的依据，又能证明前一个课题的结果是否正确。既让学生相互配合，又让他们相互赶超，取得了很好的效果。 1. 明确分工和模块间接口标准，提倡互帮互助精神
多人合作研发课题，明确分工十分重要。每位同学要清楚自己负责的工作以及该工作在整个项目中的作用。将每个人的工作看作整体工程的某个子模块，规定每个模块实现的功能、完成的时间以及模块间交流的数据格式等标准。多模块同步进行开发，每个模块的开发速度都会影响工程整体开发速度，因此要协调各模块的进度，学生互帮互助。
2010年软件学院本科生毕业设计过程中，三位同学组成一个团队共同完成一个毕业设计任务。一位同学负责模型描述模块的研发，在设计过程中遇到了很大困难，任务进展慢，影响了后面两位同学的进度。但同学之间没有相互抱怨，三位同学团结一心共同克服困难，后两位同学主动调整了接口标准，分担了第一位同学的工作量。在这个过程中，无形中培养了同学间的团队意识。
2. 明确阶段性目标，定期汇报交流
为了督促学生按时段完成任务，指导教师要定期听学生汇报工作进度。在软件学院本科生毕业设计过程中，老师采用三天为一个节点的方式，每周汇报两次，要求同学制作幻灯片讲解该阶段看过的文献、完成的任务以及遇到的困难，并与其他同学讨论。这个过程不仅检查了工作的进度，还可以锻炼学生的总结能力和表达能力，促进师生之间的沟通。
3. 组织自由讨论，激荡思想碰撞的火花
本科生具有接受能力强、反应速度快、创新想法多的特点，经常产生新思想、爆发新火花，也会产生一些怪诞的想法。对于许多问题，使用传统的思想解决问题的方法已被研究过多年，很难再挖掘出新的方法，而没有受到传统思想的束缚、看似荒诞的想法中却蕴含着解决问题的新方法。为了让这些思想火花成为“星星之火”，在历年本科生毕业设计过程中，我们都坚持每周组织一次全体本科毕业生自由讨论，由一名博士生负责组织，指导教师不参加。从实际的效果来看，自由讨论产生了很好的效果。
三、以科学实验为研究基础，注重研究方法的培养
在独立进行科学研究的过程中，文献资料的搜集与整理非常重要。在本科生毕业设计过程中，文献调研是一项基础工作和非常重要的环节，因此，在确定论题和研究问题后，我们要求学生们首先进行文献调研工作，对需要研究的问题进行“横向比较、纵向寻根”，搞清楚问题的来龙去脉、国内外研究现状、解决方法、在该领域有影响力的研究机构与研究人员等。只有在充分调研的基础上，才能进行科学研究和实验仿真。
经过文献调研阶段，学生们开始进行仿真实验，验证自己提出的方法，这个过程要注意与传统的方法进行比较，用实验数据证明新方法与传统方法比较有哪些优点与不足。有些学生完成设计实验后，根据实验数据进行论文写作。可是动笔写起来时就感到困难重重，不知如何分析具体问题和提炼观点，只能从部分参考文献或互联网上抄写或借用别人的观点，很少有自己的语言。为克服论文写作难的问题，我们要求学生根据所学专业的特点，参考已有的研究结论和实验结果，对自己的实验数据或调查结果进行分析，实现科学理论的“自圆其说”，即让学生学会发现问题、分析问题、解决问题的方法。
在具体实践方法上，我们让学生首先总结发现问题的过程；然后综合运用所学的知识分析问题，研究问题的来源、当前研究现状、已有解决方法、各种方法的优劣等，即用马克思主义辩证法的方法来分析问题。再进行科学实验，证明新的解决方法的有效性，当实验或调查结果与已有结果不一致时，更要着重分析，最后学会用科学语言准确表达科研成果。这个过程促使学生们运用辩证逻辑方法和形式逻辑思维能力分析问题，发挥创造性思去解决问题。
四、以申请国家发明专利或发表学术文章为实践检验
培养创新型人才是大学教育的目标之一。创新人才要有创新性思维能力，要培养科学的思维方法和独立思维的能力，发展全面的思维品质。思维的基本品质是由思维广度、思维深度、思维灵活性和思维独立性组成的，发展全面思维品质，才能在发明创造过程中，全面观察问题、全面分析问题，全面解决问题。清华大学不乏具有创新精神和创新能力的学生，通常表现出灵活、开放、好奇的个性，具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想象力丰富以及富于冒险精神等特征。如何利用“初生牛犊不怕虎”的精神去敢于挑战传统思想，我们鼓励学生申请国家专利或发表高水平论文，在毕业设计之初就提出每人完成的一个国家专利申请或发表一篇学术论文的要求。这使得他们在完成论文的过程中，不断去寻找与众不同的解决方法，发挥创新思维。
2012年大学本科毕业生在3个月的毕业设计过程中，三位同学提出了两项专利申请，其中由张××同学和房××同学共同提出的“一种UML模型的形式化检测方法”专利已获专利申请号，进入专利审批的程序。在专利申请过程不仅使学生们学习了专利申请的方法，更重要的是发挥了学生们的创新积极性，其成果也在毕业论文的答辩中发挥作用。以上两名学生的毕业论文答辩中以全优的好成绩通过答辩，论文也得到教授们的一致好评。
[项目资助：本文得到清华大学“985工程”三期教改项目支持]
[责任编辑：周 杨]