談談本科畢業設計（一）（二）——定位與出題

一、本科畢設論文，不是“論文”——本科畢設的定位

本科畢業設計（論文）并非通常意義的“論文”，不同于碩士、博士論文，并非一定要有創新性的論點、詳實的論據和嚴密的論證過程，畢竟即使工程教育專業認證也僅僅要求本科生具有“創新意識”，寫論文對一般本科生仍舊是一個“超綱”的問題。那么本科畢設（論文）到底是什么呢？這是首要討論的問題，也是相關問題的出發點和落腳點。

本科畢設論文應該是具有論文框架結構和研究路線的工作報告，本科畢設在認證體系中是“課程體系”的重要組成部分。基于認證產出導向（OBE）理念，人才培養必須以“學生”為中心；其過程是逆向設計的，首先明確“培養目標”，即本科生畢業5年后可以達到的標準；倒推“畢業要求”，即畢業時應該具有的水平——畢業要求是對全體合格畢業生的最低標準，各專業可以高于認證規定的最低標準，這也就是對本科生工程知識、問題分析、設計開發、研究、使用工具、工程社會、環境發展、職業規范、個人團隊、溝通、項目管理和終生學習這12個方面的基本要求；為了達到畢業要求，需要“課程體系”的支撐，課程體系需要從傳統知識為核心轉變到以能力為核心的構建方式，每一門課程或者教學環節基本目標是達成畢業要求細分的某一個或某幾個指標點，使得學生獲得某些知識、能力和素質訓練，并達到要求程度；課程體系的實現進一步需要“師資隊伍”和“支持條件”的保障和推進；認證體系是為了保障人才培養質量，要對質量的控制和改進機制，整體體系和每一個環節都應該遵循PDCA循環，即計劃、執行、評估和改進循環，實現“持續改進”。

圖1 專業認證的體系和框架

梳理了認證的體系和框架，明確了本科畢設是“課程體系”的一部分，那么其根本目標也是完成對相應畢業要求指標點的支撐。需要說明的是，某一課程可能和很多指標點都有關系，不可能，也沒有必要考查所有，往往僅僅對該課程支撐度最強的，即強支撐的指標點進行明確，需要在課程中實現對該指標點的支撐，并評估學生的達成效果。其它知識、能力和素質的培養并非不涉及、不重要，而是并非質量體系中課程的工作重點和達成度評價的要素。

表1電子信息工程專業本科畢業設計對指標點的支撐

雖然畢業要求細分的指標點不盡相同，對課程體系與指標點的支撐關系分解不完全一致，但總體來說，畢業設計是本科階段最后一次也是最重要的一次解決問題的綜合訓練，培養提升學生知識、能力和素質的重要環節。指標點可以包括知識、分析、綜合、使用工具、工程社會、溝通和項目管理等。可以根據實際情況，針對性的重點支撐某幾個指標點，這些指標點需要在畢設中有明確的培養環節和手段，并有相應的評估方法和結論。

在2015年修訂后的認證標準中提出了本科生培養必須面向“復雜工程問題”，在這里提出的并非學術或者簡單工程概念，并非純技術問題，而是指學生需要學以致用，應用所學的數理和專業基礎，通過檢索、分析、推導和綜合等手段解決問題，并注意到內部制約和外部限制因素，協調處理工程與社會的關系等外延問題。簡單地說，至少具有以學以致用為核心；可以包含以下幾種特性：內涵包括理論分析的深度、問題相互關聯的廣度、問題多樣化的復雜性或者全工程的時間度；外延包括與社會和環境的關系、法律法規的限制、經濟成本和項目管理、可持續發展等問題。這是對新世紀工程師全面綜合的初步要求，不同于過去僅僅關注技術或者技能。特別需要說明，簡單的技能訓練或者項目重復是無法滿足畢業要求的，事實上，認證標準修訂的初衷之一就是要區分本科人才的培養規格，其與技校和職高是完全不同的。在國際一流高校中，類似畢設的項目設計和綜合訓練也有類似的要求，比如，MIT的電子工程和計算機科學系（EECE）設置有UAP（Undergraduate Advanced Project），在教授或者研究人員的指導下，學生獨立負責提出、計劃、執行和歸檔一個完整的項目。其在要求中，明確提出要“聚焦于EECE的某種方法”，項目也不能重點在藝術或者人文，需要應用所學的知識和技能、專業要求和必修的課程，必須包括數學基礎，或者更高層次的知識。其明確舉例說明，簡單設計一個網站是不符合UAP要求的。

圖2 面向復雜工程問題的意義

本科畢業設計（論文）本質上就是支撐相應畢業要求指標點的教學環節，其在內容、形式、過程和評價上都要能夠充分體現對畢業要求的支撐，怎樣讓學生獲得這些？如何評價學生達到標準？如何保障學生達到標準？而畢業設計論文則是該教學環節的成果呈現方式之一，同時其形式要求也直接是對學生知識能力和素質的培養手段。

二、好的設計，從題目開始——本科畢設的出題

畢業設計（論文）是本科重要的教學環節，是課程體系的重要組成部分，其基本目的是完成對相應畢業要求指標點的支撐，讓學生獲得相關的知識、能力和素質。畢業論文是評估效果的重要依據，畢業論文的撰寫過程也是讓學生獲得，達成畢業要求的重要手段。如何設計畢業設計能夠達成效果，如何評估學生的達成效果，是教學管理人員和畢業設計指導教師必須回答的問題，而一個好的畢業設計，總是從題目開始的。

畢業設計的題目必須緊扣其定位，本質上還是“一門課”，是一個培養環節，首先應該是閉環的，或者部分閉環的。只有這樣才能在有限時間內，合理設計培養環節，支撐相應的畢業要求；也只有這樣，才能夠評估評價對應畢業要求的達成度。

通常的一個問題是把本科畢設當成了科研論文，設置一個開放性的題目，甚至題目太大、太空泛，比如：XX研究。看起來讓學生充分發揮，但在現有基礎和有限時間下，要么做成了“打到哪里，指到哪里”，難以體現當初希望的創新性工作，反而因為缺乏目標和限制而失于空泛。要么導師已經將畢設與研究生學習聯系在一起，也僅僅指望是個開始，但這樣其實放棄了學生的本科質量管理，疏于對學生相應要求的培養。還有一種情況，畢設僅僅是某篇科研論文的重復，或者是多篇論文的綜述和對比，往往沒有學生自身應用數理基礎和專業知識，分析問題，解決問題的過程。前者僅能重復編程等工作，后者也就是完成了科研的查新工作和資料匯編。現在已經不允許出現綜述性畢業設計。

另外一類問題是題目與專業關系不大，不需要使用專業的核心能力就能夠解決，比如電子信息工程專業的畢設，僅僅是數學建模分析，這也是不夠的。或者過于簡單，僅僅是技能訓練，比如網站構建、APP編寫。而且，特別要注意題目應該具有相當難度，必須達到面向“復雜工程問題”，即必須運用深入的工程原理經過分析才能得到解決，并且可能涉及多種因素、需要建模、不能用常規方法解決、多方沖突、綜合性包含多個相關子問題等。在電子信息工程專業畢業設計支撐指標點中可以看到，對于建模、分析和設計是有相關要求的，畢業設計對這些指標點是強支撐，是應該重點實施，并評估評價的。那么畢設題目應該能夠體現這些要求。

體現面向“復雜工程問題” ，讓畢設過程更好地培養學生的相應能力，顯然硬件性題目更好全面，更加合適。當然，也不能否認，現代電子設計很多都是應用仿真軟件解決問題，完成設計；或者電路設計、電磁計算、人工智能等就需要編程實現，軟件的題目也并非絕對不合適。但是，應用軟件仿真設計的畢業，必須避免淪為軟件使用教程和實例實驗，僅僅簡單的重復一個仿真設計實例是不夠的，即使將設計實例加工測試，也是不夠的。這里面缺少了“復雜工程問題” 的核心，沒有應用深入的工程原理，分析解決問題。也就是說，設計中必須講道理，不是重復去做，而是分析為什么這樣做，怎么做，做得怎么樣。軟件使用是技能，使用軟件的設計策略和設計過程是能力。算法編程同樣應該以原理、推導、分析和得出結論為主，并非單純的代碼實現。

那么如何設計一個“好的”畢設題目呢？畢設題目的核心要素面向“復雜工程問題”，可以在知識基礎方面明確直接相關的專業課程，保證專業相關度；題目不要過于簡單，不能因循范式和先例就輕松解決，或者簡單拷貝前面同學的工作；不能過于艱澀，難以在規定時間達成一定成果。“好的”畢設，可以設定基本的目標和要求，形成一個閉環。即符合工程的一般模式，限定條件下完成確定指標，也要給予學生分析、推導和設計的空間。當然，“更好”的設計可以預留發展，或者創新的方向。前者明確的是基本要求，導師應該確保畢設階段可以達到，以達到與否作為畢設效果的重要評價，并且自身有較充分地掌握，可以給予學生適當的指導。后者，可以是導師有想法但沒有確認的，或者有方向沒有明確的，也可以鼓勵和引導學生在工作中自己發現問題，解決問題。如果后者可以實現，顯然就是一篇優秀的本科畢業論文。