航空航天大類本科畢設(shè)培養(yǎng)方案及過程管理革新

嚴啟龍 聶洪奇 敖文

摘 要 面對航空航天大類本科招生制度特點及特色班本研銜接培養(yǎng)新需求，文章在系統(tǒng)梳理已有工科畢業(yè)設(shè)計管理制度和培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有培養(yǎng)模式的優(yōu)勢與不足，總結(jié)了建立更科學合理的本科生實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)制度，最終提出了航空航天大類本科畢設(shè)培養(yǎng)方案框架及過程管理策略。主要包括兼顧統(tǒng)一性和個性化的航空航天創(chuàng)新實踐課程體系構(gòu)建。畢業(yè)設(shè)計選題的標準化與實踐環(huán)節(jié)過程管理的規(guī)范化，倡導設(shè)立優(yōu)秀本科畢設(shè)基金，探索審核與評價標準改革等方面。重點考查畢業(yè)論文的創(chuàng)新能力和長期影響力，鼓勵并引導本科生發(fā)表高水平學術(shù)論文，培養(yǎng)其團隊協(xié)作意識和學術(shù)論文寫作能力，最終提高畢業(yè)論文的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 本科畢設(shè)；新工科；論文質(zhì)量；實踐教學；培養(yǎng)方案改革

中圖分類號：G642?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.7.008

Undergraduate Training Program and Process Management Innovation

for Aerospace Majors

YAN Qilong， NIE Hongqi， AO Wen

（School of Astronautics NPU， Northwest Polytechnical University， Xi'an， Shaanxi 710072）

Abstract In the face of the characteristics of the undergraduate enrollment system for aerospace majors and the new demand for the integration of characteristic classes， this article systematically reviews the existing management systems and training programs for engineering graduation projects， analyzes the advantages and disadvantages of existing training models， summarizes the establishment of a more scientific and reasonable undergraduate practical training system， and finally proposes a framework and process management strategy for the undergraduate graduation training program for aerospace majors. This mainly includes the construction of a unified and personalized aerospace innovation practice course system. The standardization of graduation project topic selection and the standardization of practical process management， advocating the establishment of an excellent undergraduate graduation fund， and exploring the reform of review and evaluation standards. Focus on examining the innovation ability and long-term impact of graduation thesis， encourage and guide undergraduate students to publish high-level academic papers， cultivate their teamwork awareness and academic paper writing ability， and ultimately improve the quality of graduation thesis.

Keywords undergraduate graduation thesis; new engineering; paper quality; practical teaching; reform of training programs

21世紀，航空航天領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)成為人類文明的最新發(fā)展之一，具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值。西北工業(yè)大學的“航空航天大類”為高素質(zhì)、創(chuàng)新型、適應(yīng)性強的航空航天人才提供了重要的保障。畢業(yè)設(shè)計是由本科生獨立完成一個課題，并最終以學位論文的形式呈現(xiàn)。一方面，現(xiàn)有本科畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)環(huán)節(jié)還存在諸多問題，導致畢業(yè)論文的質(zhì)量較差。主要表現(xiàn)在：①由于畢業(yè)設(shè)計任務(wù)周期相對較短，很多學生對時間缺少精細化管理與規(guī)劃，導致到最后幾周積累過多任務(wù)，最后不得不匆忙提交畢業(yè)論文，甚至出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，“查重率”也居高不下，這也就失去了畢業(yè)設(shè)計的意義[1]。②畢業(yè)設(shè)計的時間還與找工作、考研時間沖突，以至于學生無法全身心地投入其中，導致畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量參差不齊；③部分青年導師工程實踐經(jīng)驗不夠，導致所指導的畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新性不足，寫作也不規(guī)范；④由于對選題的要求不規(guī)范，導致大多數(shù)畢業(yè)設(shè)計課題缺乏工程應(yīng)用背景，學生難以將所學理論知識和技術(shù)應(yīng)用到破解工程難題上。也有的導師給出的選題難度大，工作量也超出預期，學生無法完成，最終很難達到預期培養(yǎng)成效。此外，問卷調(diào)查表明，有43%的學生對其畢業(yè)論文所做研究興趣一般，只是為了拿到學位被動參加而已。而47%的學生投入的時間不足要求的一半，13%的學生對導師安排的任務(wù)書不太滿意[2]。

另一方面，現(xiàn)有全校統(tǒng)一的畢設(shè)制度和標準流程導致“航空航天大類”培養(yǎng)改革后本科畢業(yè)生科研能力培養(yǎng)的針對性不足，畢業(yè)論文缺少專業(yè)性和理論深度。飛行器或航天器技術(shù)都是跨學科技術(shù)融合的結(jié)晶，涉及新材料、電子通信、儀器儀表、遙感與遙測、導航與制導等諸多學科門類。涉及航空航天專業(yè)的各高校需要推行全新的體系化實踐培養(yǎng)模式，進而提升本科畢業(yè)論文的質(zhì)量。因此，大類本科畢業(yè)設(shè)計更加需要體系化改革，以適應(yīng)新時代國家對航空航天復合型人才培養(yǎng)的需求。

然而，本科畢設(shè)制度改革進展比較緩慢，尤其是在工程領(lǐng)域，很多做法已經(jīng)不能滿足新工科背景下國家對“卓越工程師”培養(yǎng)的要求。學生們要更好地領(lǐng)會和解讀工程類課題，它決定了工程教育有著區(qū)別于其他普通專業(yè)教育的特點[7]。在上述嚴峻問題背景下，航空航天專業(yè)大類本科生畢業(yè)設(shè)計模式改革、分類提高不同研究方向的畢業(yè)論文質(zhì)量，對于提升大類本科教育質(zhì)量具有重要的示范效應(yīng)。為此，筆者結(jié)合有關(guān)教育改革和創(chuàng)新的文獻和實地調(diào)研，提出了航空航天大類畢業(yè)設(shè)計改革的系統(tǒng)方案和建議。

1? 培養(yǎng)方案框架改革建議

1.1? 航空航天分類創(chuàng)新實踐課程的體系化與科學化

航空和航天是指不同的空間范疇，前者指在地球大氣層內(nèi)的飛行活動，后者指在地球大氣層之外的太空探索活動。隨著社會生產(chǎn)活動的擴張，人們需要不斷拓展活動空間，從陸地到海洋，再到大氣層和太空空間。航空航天作為人類拓展活動空間的重要產(chǎn)物，需要培養(yǎng)適應(yīng)新興航空航天產(chǎn)業(yè)的人才。為了達到這一目的，航空航天大類的培養(yǎng)改革旨在培養(yǎng)學生具備相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能。創(chuàng)新意識是指創(chuàng)造前所未有的事物或觀念的動機和意愿。在創(chuàng)新過程中，表現(xiàn)出來的意向和設(shè)想是人們意識活動中的一種積極表現(xiàn)形式。創(chuàng)新思維包括批判性思維、自主性思維、逆向性思維和多元化思維。創(chuàng)新技能則包括理論知識和實踐技能兩個方面。創(chuàng)新活動需要建立在理論知識的基礎(chǔ)上，其中包括通識類、專業(yè)類、交叉類和創(chuàng)新類等方面的知識。而綜合實踐技能則表明科研工作者利用多種技術(shù)手段從事跨專業(yè)和跨學科實踐活動的技能。實踐技能的重要性在于將創(chuàng)新變?yōu)楝F(xiàn)實，實現(xiàn)從思維到實際的轉(zhuǎn)變。因此，航空航天創(chuàng)新實踐課程的教學目標是提高學生在空天飛行器設(shè)計方面的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能，以滿足航空航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

畢業(yè)設(shè)計是工科專業(yè)課程中非常重要的實踐教學環(huán)節(jié)，它的重要性不僅在于其工作量和周期，還在于其對學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，需要從構(gòu)建培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的專業(yè)課程體系入手，重視畢業(yè)設(shè)計的理論教學，并將其與專業(yè)基礎(chǔ)課程、選修課程等其他教學環(huán)節(jié)相銜接。為了更好地培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，高?？梢蚤_設(shè)與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的選修課程，如文獻調(diào)研與科技論文寫作課、儀器分析與數(shù)據(jù)處理課、學術(shù)道德與學術(shù)修養(yǎng)課等，以提高學生的綜合素質(zhì)。在構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計支撐課程方案時，要處理好與創(chuàng)新人才整體培養(yǎng)方案的關(guān)系、與基礎(chǔ)理論課程體系的關(guān)系以及與實驗教學的關(guān)系。要做到既滿足專業(yè)的共性又考慮到學生的個性，實現(xiàn)全流程培養(yǎng)方案的統(tǒng)一性和多樣性，還需要考慮知識的繼承與創(chuàng)新，課程的數(shù)量與質(zhì)量、個性與共性。因此，需要有系統(tǒng)的思考和方案的設(shè)計，以確保畢業(yè)設(shè)計課程體系的有效實施?？傊?，構(gòu)建合理的畢業(yè)設(shè)計課程體系，重視畢業(yè)設(shè)計的理論教學、開設(shè)與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的選修課程、處理好與其他教學環(huán)節(jié)的關(guān)系等，都是培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的關(guān)鍵措施，有助于提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)。

由于航空與航天的共性基礎(chǔ)比較顯著，在統(tǒng)一性實踐基礎(chǔ)課程設(shè)置方面可以圍繞飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計、飛行器質(zhì)量與可靠性、飛行器適航技術(shù)、飛行器控制與信息工程、無人駕駛航空器系統(tǒng)工程、智能飛行器技術(shù)、空天智能推進技術(shù)（航空和航天動力）、探測制導與控制技術(shù)等未來重要發(fā)展方向開設(shè)。在個性化實踐課方面，在航空動力領(lǐng)域，主要圍繞航空發(fā)動機的創(chuàng)新發(fā)展設(shè)置，航天動力則以火箭發(fā)動機創(chuàng)新設(shè)計為主；空天組合動力則作為航空航天交叉研究前沿獨立建立課程體系。上述航空與航天實踐教學可分別依托航模隊和小火箭俱樂部開展。重點是根據(jù)學生喜好個性化制訂培養(yǎng)方案并開展實踐教學。

1.2? 選題標準化

由于很多工科學生對畢設(shè)的重要性認識不足，往往對選題、資料收集、實地調(diào)研不夠認真。有些學生甚至僅憑興趣、愛好隨意擬定所謂的課題，導致選題不能結(jié)合實際，避重就輕，只是形式化地完成任務(wù)。這些學生只追求蒙混過關(guān)，以便參加工作，而畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量很難得到保證，更談不上基于畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)提升學生的創(chuàng)新能力。選題與開題工作是決定畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的首要因素?？茖W選題以及題目的多樣性與實踐性是創(chuàng)新培養(yǎng)的前提條件，也關(guān)系到畢業(yè)論文的質(zhì)量。因此，在確定畢設(shè)題目時，應(yīng)當根據(jù)學生、教師、實踐基地（或企業(yè)）導師多方面的意見，進行充分考慮，使得選題更加合理，更加符合社會需求，更能滿足學生的興趣。同時，要引導學生重視選題過程中的資料收集、實地調(diào)研等環(huán)節(jié)，注重實踐操作和實際問題解決能力的培養(yǎng)。只有通過科學合理的選題和細致深入的調(diào)研，才能確保畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，并有效提高學生的創(chuàng)新能力。

建立標準化選題流程需要厘清選題的類別。項目來源包括基礎(chǔ)科研、企業(yè)橫向、基于高校業(yè)務(wù)的自擬課題、大創(chuàng)項目和校企聯(lián)合基金等。后者適用于實習與畢設(shè)一體化培養(yǎng)，同時滿足跨學科、跨校聯(lián)合培養(yǎng)模式下的選題[3]。劉愛紅等提議將選題分為四類：第一類是應(yīng)用性研究與設(shè)計，主要是實踐性強的選題，如畢業(yè)實習、社會實踐、就業(yè)取向和校企合作等項目；第二類是理論性研究，由導師科研項目中的研究內(nèi)容凝練而成；第三類是創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)任務(wù)，主要通過創(chuàng)業(yè)大賽、學科競賽、創(chuàng)新團隊構(gòu)建、孵化中心訓練等團隊活動來實施此類畢業(yè)設(shè)計任務(wù)；第四類是其他類型特殊選題，導師可基于專業(yè)發(fā)展前沿或當前社會經(jīng)濟發(fā)展需要提出任務(wù)，或?qū)W生根據(jù)自身個性化發(fā)展，結(jié)合社會實踐調(diào)查自身感興趣的內(nèi)容進行自主選題[4]。筆者則認為選題可大體分為更細化的七個類別：實驗研究類、產(chǎn)品設(shè)計類、工程應(yīng)用類、系統(tǒng)搭建類、軟科學類、計算模擬類和調(diào)研考察類。

確定選題類別后，就應(yīng)該明確選題原則。王曉峰等人提出了大學畢業(yè)設(shè)計的五項選題原則[5]；葉志軍等人則提出了專業(yè)性、科學性、創(chuàng)新性、多樣性、可行性、價值性、“一人一題”和“真題真做”等八項、原則[6]。寧煥生等在此基礎(chǔ)上精簡成五項原則，即專業(yè)性實踐性、創(chuàng)新性、可行性和個性化原則[7]。為了滿足畢業(yè)設(shè)計選題原則的通用性，即本科與?？啤⑽目婆c理科通融，在上述原則基礎(chǔ)上，楊平等人提出了“學生自選、結(jié)合教改、結(jié)合科研、結(jié)合就業(yè)、強調(diào)創(chuàng)新、真題真做、學科合作和校企合作的原則”[8]。

綜上所述，選題需要遵循原創(chuàng)新穎性原則、專業(yè)性原則、適合與適量性原則、多方共識性原則、合理合法性原則、可行性原則、嚴謹務(wù)實性原則、多學科交叉性原則。此外，高校還需要針對不同研究方向成立專家組，對本科畢業(yè)設(shè)計的選題清單進行嚴格審核。引入同行分類進行審查的方式，去偽存真、精心篩選，保留符合專業(yè)發(fā)展、滿足上述原則的課題。

2? 過程管理規(guī)范化

學校有必要建立適合學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的柔性多層級管理體制，嘗試將畢業(yè)設(shè)計與大創(chuàng)項目、實習環(huán)節(jié)進行一體化統(tǒng)籌。學生從科研訓練、大創(chuàng)項目中積累經(jīng)驗后走出學校，再到實習基地頂崗實習鍛煉，全方位實施導師制和雙重多層級柔性管理，給予學生一定自由度的同時，引導其進行自我時間管理。學校和實習單位需要針對畢設(shè)課題開展協(xié)同育人，大創(chuàng)項目作為畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)，大多數(shù)學生在開展科研訓練時即可確立自己的研究方向，隨后針對不同的畢業(yè)設(shè)計方向選取合適的航空航天科研院所作為實習場所，所得經(jīng)驗經(jīng)歷可為畢業(yè)設(shè)計的開展奠定堅實的基礎(chǔ)。學院擬定畢業(yè)實習任務(wù)和畢業(yè)設(shè)計課題后，需要精準進行時間安排，對學生統(tǒng)一要求、統(tǒng)一組織和統(tǒng)一答辯驗收標準。為了保證畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，高校必須出臺更規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計管理模式[10]。

首先，需要制訂畢業(yè)論文質(zhì)量的科學評價體系，實施分類評價。由于校內(nèi)指導教師無法時刻監(jiān)督學生的畢業(yè)設(shè)計情況，一些缺乏自主性的學生在沒有教師監(jiān)督的情況下，畢業(yè)設(shè)計進展緩慢，出現(xiàn)前松后緊的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)后期抄襲他人類似的畢業(yè)設(shè)計成果或倉促完成的情況。這樣會使畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量大幅降低，存在各種錯誤。因此，需要從選題、指導方法、學生參與度、成果創(chuàng)新性、答辯水平及組織管理狀況等方面確立量化評價體系，以監(jiān)督學生按時保質(zhì)完成任務(wù)。評價體系應(yīng)具有規(guī)范性、科學性、可操作性，且具有一定的導向性和可比性，真正保障畢業(yè)論文質(zhì)量。分類評價的主要任務(wù)是將獨立畢業(yè)設(shè)計與團隊畢業(yè)設(shè)計區(qū)分開，工程設(shè)計類與基礎(chǔ)科學研究類分開考查。對于團隊小型飛行器設(shè)計與控制類驗證性課題，可以嘗試在場外采取演示驗證和現(xiàn)場答辯的方式，每位團隊成員介紹自己所負責的工作，集體完成一篇設(shè)計說明作為畢業(yè)論文。

其次，需要建立標準化指導流程。如設(shè)立學院級畢設(shè)領(lǐng)導小組、畢設(shè)評審專家組、指導小組等機構(gòu)[11]。各個環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目標不一樣：文獻調(diào)研階段主要培養(yǎng)學生的知識歸納能力；論文開題報告及答辯，可以鍛煉學生分析問題的能力；課題研究階段主要是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力；論文撰寫過程重點培養(yǎng)寫作能力；畢業(yè)答辯的目的是提高學生語言組織、邏輯思維、臨場反應(yīng)和學術(shù)表達能力。要求各學校根據(jù)航空航天類不同研究方向，編制具有自身特色的“航空航天畢設(shè)指導手冊”，對任務(wù)書、畢設(shè)指導及答辯過程評分細則等有關(guān)工作做詳細規(guī)定。工作前期要分階段召開指導教師和畢業(yè)生動員會，對指導教師提出標準要求。指導過程中推廣導研結(jié)合的教學新模式，鼓勵基礎(chǔ)科學研究和工程設(shè)計相互補充，學生需要發(fā)揮自身特長，能動地、創(chuàng)造性地進行畢業(yè)設(shè)計。同時，還需要避免“照貓畫虎”的套路式畢業(yè)設(shè)計，打消學生依賴模板、依賴導師的念頭，以便其畢業(yè)后能獨立從事科研工作，也更有利于本碩一體化培養(yǎng)。

最后，學生需要養(yǎng)成定期交流和報告的習慣。每個學科的研究進度和要求不盡相同，不能要求所有課題都統(tǒng)一節(jié)奏，但是定期交流還是必要的?？梢越⒚恐軒熒娒嬗懻摻涣鞯闹贫?，以便教師隨時掌握學生的畢業(yè)設(shè)計進展情況。每兩周相同研究方向的指導小組進行一次大范圍的師生交流。針對學生畢業(yè)設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題展開討論，給出相應(yīng)的解決辦法[12]。此外，定期組織學生交流與討論，開闊他們視野。更為重要的是，學生在團隊合作中常會相互討論相互質(zhì)詢、彼此啟發(fā)，從而促進思想碰撞激發(fā)創(chuàng)新火花。該過程還能促進學生團隊精神與人際交往能力的養(yǎng)成。

3? 結(jié)論

本科畢業(yè)設(shè)計改革培養(yǎng)方案的實際進展比較緩慢且成效不足。尤其是在工程領(lǐng)域，很多做法已經(jīng)不能完全匹配新形勢下“本科大類培養(yǎng)方案”的要求。本文在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了提升航空航天大類本科畢業(yè)論文質(zhì)量的體系化策略。本文以航空航天大類培養(yǎng)方案改革為典型，提出了基于基礎(chǔ)學科打通專業(yè)壁壘的改革方案。針對國家重大工程對航空航天卓越工程師人才的需求，突出工程教育區(qū)別于其他普通專業(yè)教育的特點，以培養(yǎng)既有實踐能力又有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才為要務(wù)。

因此，首先需要兼顧統(tǒng)一性和個性化的航空航天創(chuàng)新實踐課程體系構(gòu)建，航空與航天方向可分別依托已成熟運行的航模隊和小火箭俱樂部開展實踐教學。其次，使畢業(yè)設(shè)計的選題過程標準化、過程管理規(guī)范化，并嘗試設(shè)立優(yōu)秀本科畢設(shè)基金。為更快提升大類培養(yǎng)本科畢業(yè)論文的質(zhì)量，還需要推進論文審核與評價標準改革。重點考查論文的創(chuàng)新能力和后續(xù)影響力，鼓勵并引導本科生發(fā)表高水平學術(shù)論文，培養(yǎng)其創(chuàng)新工作意識，最終提高畢業(yè)論文創(chuàng)新水平與寫作質(zhì)量。

基金項目：陜西省高等教育教學改革研究重點項目（21ZZ004）。

參考文獻

[1] 查文煒，葛友華，劉平成，等.基于產(chǎn)學研機制的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2009（33）：28-29.

[2] 黃鍵，張衛(wèi)波，任志英，等.以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為導向的本科畢業(yè)設(shè)計改革研究與實踐[J].教育教學論壇，2020（42）：140-141.

[3] 程燕萍，張陵.高等工程教育中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高教研究，2006（11）：32-33．

[4] 耿彩芳，丁昶.基于實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的本科畢業(yè)設(shè)計教學研究[J].教育與職業(yè)，2014（20）：118-119.

[5] 劉愛紅.淺談多元化畢業(yè)設(shè)計對大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010，20（1）：137-139，155.

[6] 王曉峰.抓好畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學生綜合能力[J].遼寧教育研究，2000，（4）：52-53.

[7] 葉志軍，徐愛江.論本科畢業(yè)設(shè)計（論文）選題質(zhì)量的控制與管理[J].寧波工程學院學報，2008，20（2）：108-111.

[8] 寧煥生，張有光，劉俊，等.電子信息類專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計選題環(huán)節(jié)的改進[J].電氣電子教學學報，2009，31（4）：118-119.

[9] 楊平，王志萍，李平.論大學畢業(yè)設(shè)計的選題原則[J].中國電力教育，2010（27）：122-125.

[10] 梁軍，侯迪波，趙豫紅.新工科背景下自動化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計）的創(chuàng)新途徑探索和實踐[J].中國大學教學，2020（7）：50-54.

[11] 叢鑫，訾玲玲，王英博.應(yīng)用型本科畢業(yè)設(shè)計學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實踐[J].現(xiàn)代計算機，2017（10）：57-59，64.

[12] 施榮華，劉衛(wèi)國.大學畢業(yè)設(shè)計新模式的研究與實踐[J].計算機教育，2009（12）：48-49.