摘要:临沂大学自动化与电气工程学院针对工程教育专业认证理念下电气工程及其自动化专业的实践课程毕业设计中存在的主要问题,结合工程教育认证标准的核心内涵,提出一系列具有针对性的改革措施,包括选题方式细化、题目渠道拓展、全过程质量监控与评价等,详细规划实施步骤,并以连续三届学生为对象进行具体改革实践,成效明显。通过对毕业设计的改革,优化教育过程,提高学生综合素质和创新能力,实现教学内容与实际工作需求的紧密结合,进而提高教育质量。
关键词:电气工程教育,工程教育认证,毕业设计改革
《华盛顿协议》是工程教育本科专业学位互认协议,其宗旨是通过多边认可工程教育资格,促进工程学位互认和工程技术人员的国际流动。我国于2016年6月成为《华盛顿协议》的正式成员[1]。2015年国*院印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》,倡导于人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新多方面着重建设办学理念先进且社会认可度高的高校[2]。如何在“双一流”背景下,结合工程教育专业认证基本标准,寻求基于校企合作的综合应用型人才培养方案,是摆在高校教师及管理者面前的一项重要课题。
在当前大学的教育体系中,毕业设计是完成本科教学任务、培养合格人才的最后一个重要的综合性实践教学环节[3]。对于电气类专业大学生来说,毕业设计要求针对电气工程领域中的某个理论或具体应用环节进行研究或设计,主要培养收集、分析并有效处理信息和综合运用所学专业知识的能力,训练解决与专业有关的工程实际问题的基本技能和应用思维。在当前工程教育背景下,毕业设计的目标不仅在于完成一个项目,而且在于提升学生的工程实践能力和创新能力[4]。因此,需重新审视毕业设计的内容和实施方式,改革迫在眉睫。
一、毕业设计现存问题
目前,电气工程及其自动化专业的本科学生毕业设计进行得较为顺利,大致流程包括教师申请课题、学生选题、教师指导、指导教师评阅和评阅人评阅、学生小组答辩,已经积累了一定的经验,取得了一定的效果。经过深入调查了解,临沂大学电气工程及其自动化专业在专业建设方面虽然取得了一些成果,但毕业设计在选题、管理、考核等方面依然存在一些问题。
第一,毕业设计选题单一。弱电控制类题目偏多,强电类题目偏少,题目由指导教师指定,相同或相似程度偏高,缺乏工程真实感和创新性,导致学生主观能动性发挥不足。第二,毕业设计内容对于学生的综合训练不足。设计内容侧重中间具体设计环节,对文献资料收集、方案方法比较等前期工作以及可行性讨论分析等后期环节重视不够,技能训练综合性欠缺。第三,客观因素导致学生重视程度不够和教师管理监控不到位。毕业设计时间和学生就业时间或研究生复试时间相冲突,既会导致学生对毕业设计本身不够重视,也会导致毕业设计日常管理流于形式,缺乏有力的全过程监控措施,设计成果无法保证。第四,师资队伍实践经验不足。专业教师力量不够,且缺乏实际工程研究与实践经验,使毕业设计指导日渐程式化,难以根据具体情况进行“差别化”指导。第五,毕业设计考核方法不科学。毕业设计成绩实行结果性考核,仅考虑指导教师、评阅人和答辩组三方面的权重,缺乏对过程的考查,降低了学生对毕业设计的热情。
二、毕业设计改革措施与实施
(一)毕业设计改革策略
电气工程及其自动化专业毕业设计改革的主体策略为结合电力行业发展前沿及新兴技术,针对该专业实践性、社会性、综合性、创新性和群体性的特点,开展以工程为背景、以出口为导向的全过程质量管理评价体系构建,实行导师制与毕业设计相结合的教学改革实践,全面有效提高毕业设计教学质量。主要解决四个问题:第一,根据专业发展趋势和行业发展背景,拓宽选题渠道,实现毕业设计题目与工程实际、实践训练、技能提升、创新发展等综合素养有效融合,进而推动毕业设计选题工作的改进。第二,对毕业设计时间进行科学统筹安排,有效避免因时间冲突导致的一系列问题,强化学生的主体意识,解决学生被动学习或疲于应付的问题。第三,在工程专业教育认证理念下,改进和完善毕业设计考核评价方式,实现毕业设计全过程质量管理和监控,实现持续改进和因材施教。第四,依托校企合作,实现师资队伍力量的加强,缓解地方院校高水平电气人才引进困难以及专业教师工程实践经验缺乏的现状。
在电气工程及其自动化专业的毕业设计中,改革策略的制定需基于工程教育专业认证标准,明确毕业生所需的核心能力与综合素质。通过分析国际工程教育认证框架,突出符合专业特性的能力要求,培养学生工程实践、团队协作和解决复杂工程问题的能力,以指导后续的工程设计与评价,形成有效闭环。依据工程教育专业认证的要求,确立毕业设计课程的教学目标与毕业要求观测点的对应关系,一般采取“一对一”原则。临沂大学教学指导小组确立毕业设计支撑8个毕业要求观测点,因此毕业设计的课程教学目标也相应地细化为8个。
(二)毕业设计改革方案与措施
首先,选题方式由“一次盲选互确认”改为“两次精选互确认”。改进与优化选题模式的主要目的是增强指导教师和所指导学生之间的了解。学院对指导教师的研究方向、科研风格和选题题目进行统计并公布,学生根据自己的兴趣爱好进行第一次选择;增加对学生的专业综合知识测评,结合测评成绩,教师与学生进行面对面交谈,短时有效互动后进行反向选择,由教师决定是否收取学生,对淘汰学生集中进行二次调剂。根据教师出题和学生自拟题目两种形式,具体流程如图1和图2所示。
其次,课题题目拟定遵循学以致用、致力发展的原则,除指导教师拟定课题给学生的传统模式外,采用校企合作、跨专业联合、针对未来发展方向和依托科研项目的新型“四维”扩展模式,实现理实结合、交叉融合、就业引导和宽度延展的目标。
再次,毕业设计实行“导师负责制”全过程质量管理体系,指导教师对设计任务、设计阶段、结果标准等方面提出明确的要求,实施选题—过程—成果“三位一体”质量控制体系。指导教师在毕业设计期间必须明确指导时间和地点,认真填写指导记录,掌握每个学生的具体进展,及时检查学生的阶段性成果,并将修改意见第一时间反馈给学生。
最后,探索实施“五环立体”评价方式,细化各环节具体指标和考核标准,明确时间节点,解决就业等客观因素与毕业设计时间相冲突的问题。毕业设计成果评价包含开题、中期检查、指导教师评阅、评阅人评阅、答辩五个环节,各环节成绩按照1∶1∶2∶2∶4的权重计算而得。
(三)毕业设计改革措施的实施效果
改革采取边研究边改革、边建设边实践的原则,建立符合“学科交叉多角度、职业发展多需求、理论实践双提升”的题目拟定流程,利用校企合作、学科联合等平台,建设一支具有工程教育理念、积极投身教育教学改革的高水平师资队伍,为毕业设计的质量提升提供源头支撑和技术支持。基于上述理念和改革探索方案,临沂大学电气工程及其自动化专业以2022届、2023届和2024届学生为对象进行初步探索,实施效果如表1所示。
由表1可知,电气工程及其自动化专业毕业设计改革后,强电类题目占比已经达到50%以上,选题来源不断拓展,科研类题目和工程现场题目占比稳步提升,毕业设计项目涵盖电力系统运行与控制、智能电力装备设计与优化、电力数据检测与通信等多个应用领域,确保覆盖工程教育认证所要求的知识面与技能要求。此外,指导教师队伍不断壮大,学生获得优秀毕业论文的篇数不断增加,学生的实践潜能得到激发。
为进一步落实认证标准,依据课程目标达成评价机制和毕业要求二级观测点分解矩阵,加大过程性考核权重,创新制定毕业设计“五环立体”评价环节及考核标准。毕业设计课程目标达成评价采用定量评价和定性评价相结合的方法:定量评价注重过程性考核,增加了开题答辩和中期检查环节,强化了学生的文献信息处理能力和指导教师定时定点指导反馈的管理流程;定性评价采用问卷调查形式,以及时获取每一届学生的反馈,以便调整教学内容与方向。从电气工程及其自动化专业2022届、2023届和2024届学生的毕业设计课程目标达成情况来看,毕业设计8个课程目标涉及工程知识应用能力、设计与研发能力、数据收集与分析能力、创新问题解决能力等维度,其达成数值不断提升,表明改革探索效果显著。基于工程教育认证核心理念所建立的“反馈—调整—再反馈”设计闭环,使得每年的教学方案与评估机制能够不断完善与提升,确保了毕业生在专业能力拓展、设计创新、团队协作及工程管理等方面具备核心竞争力。
电气工程及其自动化专业毕业设计改革是满足工程教育专业认证要求的重要实践,基于工程教育认证标准,明确培养目标与毕业要求,致力于增强学生的综合素质与实践能力。在改革探索中,通过深入调查,分析比较国内外高校毕业设计实施方案,聚焦自身专业特色,科学构建了符合工程专业教育认证基本要求、支撑专业人才培养目标的毕业设计全过程质量保障体系,为毕业设计质量的提升提供了有力保障。
综上所述,本项目改革通过毕业设计选题渠道的多样化和互选模式的精细化保持了学生的学习兴趣,有效激发了学生完成毕业设计的主动性和创造性;基于“导师负责制”的毕业设计全过程质量管理,有效监控了毕业设计各环节的完成质量,帮助学生厘清了毕业设计与个人职业发展之间的正向促进关系;通过多学科、校企联合指导,培养了理论联系工程的实践能力,帮助学生认识新工科的重要内涵,达到了综合技能训练的目的,实现了综合应用型人才培养模式的创新再升级。总而言之,电气工程及其自动化专业的毕业设计改革,不仅符合工程教育专业认证的要求,而且为学生发展提供了良好的平台,推动了毕业生综合素质的全面提升与职业能力的明显增强。
参考文献:
[1]王贤立,门三义,王佳.工程教育专业认证背景下电气工程专业培养方案探讨[J].中国教育技术装备,2022(4):140-142,152.
[2]姜竹楠,叶鹏,王秀平.双一流背景下高校电气工程专业应用技术型人才培养[J].教育教学论坛,2021(5):177-180.
[3]陈淼,于继明,刘旭明.基于电气专业技术人才培养的毕业设计教学探索[J].科技视界,2023(10):174-176.
[4]石颉.电气工程及其自动化专业实践教学体系探讨[J].中国电力教育,2022(11):85-86.
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