材料物理专业毕业设计改革

摘 要：材料物理专业毕业设计面临着质量下滑的诸多问题,如模式化、套路化、同质化等.作为一名多年来从事物理专业教学和科研并指导本科毕业设计的教师,在研究性教学理论的指导下,通过对这些问题的反思,深入挖掘毕业设计质量低下的深层原因,尝试性地提出了一些可以提升毕业设计质量的途径.

关 键 词：材料物理专业；毕业设计；质量下滑；问题成因；提升途径

作者简介：李涛（1977-）,男,河南淮阳人,郑州轻工业学院技术物理系,讲师；刘德伟（1979-）,男,河南濮阳人,郑州轻工业学院技术物理系,讲师.（河南郑州450002）

中图分类号：G642.477文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）19-0160-02

本科毕业设计是我国高校本科课程设置的一个重要、必备环节,颇受教育界的重视和关注,因为它是对教师和学生四年来教育、学习成果的总结与综合检验,旨在初步锻炼和培养本科生进行科学研究的思考、分析、解决问题的能力并激发他们的创新意识.这一实践虽在我国高校持续了数载,但其仍存在很多亟待解决和改革的问题,如选题陈旧、立意浅薄、抄袭与拼贴严重,甚至还有论文.这都极大地违背了毕业设计的宗旨,消弱了毕业设计的意义.面对本科生毕业论文质量下滑的普遍现象,很多高校教师和教育界人士都对该问题进行了有效的反思并提出了自己改革、探索的一些独到见解.作为一名多年来从事物理专业教学和科研并指导本科毕业设计的教师,面对学生毕业设计模式化、套路化、同质化等问题,广泛阅读高校教学改革的一些成果,包括书籍和论文,努力总结这一现象和成因并尝试性地进行了一些改革实践.本文就是笔者对材料物理专业毕业设计改革的一种尝试性的探索.在研究性教学理论的指导下,通过挖掘高校本科生毕业设计质量低下的深层原因,探索出了一些可行性的改革方案和提升毕业设计质量的途径,并对高校本科生解决问题能力和创新能力的培养提供了可供参考的模式.

一、材料物理专业毕业设计存在问题的成因

1.学生在思想上不够重视

目前在高等教育大众化背景下,大学生面临着前所未有的就业压力,绝大部分学生从大四开始就奔波于联系就业单位.材料物理专业由于专业冷僻,对口专业的就业岗位稀少,为此他们有的从大四开始,甚至有的从大三开始就在本地的一些企业和工厂做,想通过此途径在就业上寻求突破；还有一部分学生致力于考研,把大部分时间都用在复习、初试和复试上.就业和考研被视为本科学习的最终任务,因此他们很少在本专业的毕业设计上投入足够的时间和精力,只是视毕业设计为必须完成的一种程式,消极地等待指导教师选题、实验和数据分析的指导,格式上仿效别人的设计套路,只要能草草过关,顺利通过答辩和拿到就行,他们无法达到培养计划对本科毕业设计的质量要求.

2.学生在专业知识水平上能力不足

材料物理专业毕业设计撰写质量是与本专业学生的专业理论知识、分析能力和综合运用知识的能力密切相关的.从多年来笔者对本专业毕业设计的指导来看,一些学生专业理论知识薄弱,对实验数据的分析缺乏宏观系统的理论框架,不能打破原有的、别人的分析模式,不能做到知识间的链接和贯通,更不用说理论结合实际的创新精神.因此,面对这一不得不完成的任务,因其平时缺乏对专业论文写作的练习,缺乏相应的文献检索、分析和应用能力和数据的处理、分析和应用能力,他们就只能绞尽脑汁,生搬硬套或盲目抄袭,应付了之,无法达到毕业设计作为最后的、重要的一次综合实践教学环节的要求,背离了高校通过毕业设计从而提高学生科研意识和创新意识的初衷.

3.教师投入精力不足和责任心不强

在高等教育大众化背景下,我国高校从1997年后普遍加大扩招步伐,导致普通高校在校生人数急剧增加、教师教学任务量普遍增大.加之近年来一般的普通本科学校为了升大学、拼名气,过度看重教师的科研能力,把能否发表SCI/EI或申请课题经费当做年终考核和奖惩的重要尺度,教师的科研任务也随之快速增加.学校即使能保证师资上的数量,但也无法保证毕业设计指导教师充沛的精力投入.另外,也有少数指导教师责任心不强,出现了教师对学生疏于指导、要求不严,对学生毕业设计内容没有进行严格把关,对个别论文的抄袭现象不能及时制止和整改等现象.

4.学校投入经费不足和监控措施不力

郑州轻工业学院与材料物理相关的教学和实验室（如材料物理专业实验室）设备数量不足且比较陈旧,无法保证每个材料物理专业的学生都能充分地应用现有的仪器设备.如果需要到别的学校或科研机构去做实验或检测数据,学校又不能提供充足的经费支持.因此,材料物理专业的毕业生只能充分利用现有的学校资源,结合以往的毕业设计写作范式,尽可能地完成毕业设计,这样他们就无法顾及在毕业设计环节中的创新.另外,普通本科学校名义上对毕业设计过程建立了严格的监控环节和较为完善的工作规范,但却没有严格地、具体地加以实施,材料物理专业毕业设计也是如此.因为学校监控不力且工作规范执行不到位,毕业设计质量难以保证.

二、研究性教学理论指导下的材料物理专业毕业设计改革途径

经济的发展、社会的变革和科技的创新都对我国教育,尤其是我国高等教育提出了巨大的挑战,要求其所培养的人才不仅能适应时代的变迁,还要能够不断地吸收与创造新知识.哈佛大学校长陆登庭说道：“最佳教育不仅应有助于我们在专业领域内更有创造性,它还应使我们更善于深思熟虑,更有追求理想和洞察力,成为更完善、更成功的人.”[1]造就这样的人的关键在于对其创造力的培养.因此,转变传统的教育观念、革新教学方法与培养模式成为了我国教育界及全社会关注的焦点.研究性教学在我国课程改革不绝于耳的呼喊中被发现并迅速地引入,朱桂琴认为“研究性教学其基本范式可以分为引导、准备、指导—实施和展示—评价三个阶段.”[2]陈小鸿认为“研究性教学的内涵体现在教学方法上就是以问题为载体,以培养学生的问题意识为主要目标,在多种教学方法的综合运用过程中培养学生获得知识的自主性和研究性.”[3]总之,以设计问题为引导让学生通过自发探究进行学习及以培养学生创新能力为核心的研究性教学为我国普通高校本科毕业设计这一实践教学环节的改革起到了重大启示作用.1.构建优良的师资队伍,调动学生积极性,让学生自发地参与毕业设计

学生的积极主动性是完成和保证毕业设计质量的首要因素.要调动学生的积极性,让学生自发地参与毕业设计就需要有高度人格魅力和卓越专业知识的师资队伍.要培养学生的毕业设计创新能力,指导教师本身必须具备很强的专业技能和一定的创新意识与能力.因此,首先指导教师要不断地丰富自己的专业知识,改进自己的教学方法,让学生养成探究学习的习惯.其次指导教师要不断提高自身的科研能力,只有具备了较强的科研能力才能把本学科领域的前沿知识和问题介绍给学生,引导学生通过正确的科研方法或手段与指导教师共同探讨问题、寻找答案.最后指导教师要不断地完善自我,提高自身的人格魅力,始终用胜不骄败不馁的形象去感召学生追求卓越,在潜移默化中影响学生创造性人格的塑造.

2.深化课程体系改革,革新教学形式,提高学生写作能力

“材料物理”是涵盖面比较广泛且涉及抽象理论知识的一门课程,它综合了数学、物理学、材料学和结晶学等方面的内容,涉及如材料的铁电压电性能理论知识都是较难掌握的,从而造成了该学科的课堂教学和实验实践教学难度都非常大.因此,首先要深化材料物理专业课程体系的改革,在坚持该课程设置的内容上,应结合材料科学技术最新发展动态,兼顾无机非金属材料物理性能的共性,不断地拓宽专业面和更新讲授的内容,充分体现新时代材料的新知识与新理论.其次要不断探索研究性教学的内涵和外延,在理论的指导下结合本课程的难点改变传统的理论讲授教学法,充分利用多媒体教学法将原本抽象的物理概念和晶体结构形象化地呈现出来以便于学生的理解与掌握.在学生对基本理论掌握系统化的基础上,教师要精心设计一些有针对性和前沿性的问题,有序地组织学生查阅资料、进行小组讨论并汇报总结,在教师耐心指导下培养学生获得知识的自主性和研究性.这样学生不仅获取了专业知识和技能,也培养了良好的思维品质和综合运用学科相关知识的能力,从根本上提高了撰写科技论文的写作能力,保证了毕业设计的质量.

3.加大毕业设计经费投入力度和加强毕业设计写作过程各个环节的监督与管理

“材料物理”课程是一门理论性和实验性都很强的专业课程.不仅需要教师由浅入深地讲授理论知识,还需要校方加大经费的投入力度.一方面,要适度增加本课程的综合实验内容,循序渐进地给学生提供一些自主设计实验的机会,自己操作、自己分析和自己总结.这样学生在进行综合实验设计和分析过程中不仅能将所掌握的专业知识和实际运用相结合,还能增强他们对理论知识学习的热情,从而培养学生综合运用知识的能力.另一方面,学校应及时修缮、更新已有的实验设备,增设新的实验设备,包括材料力学测试设备、电学性能测试设备、材料磁学测试设备等,除此之外还要加强实验室建设以完善相关的实验研究条件.这不仅有利于对基础理论知识的掌握,还可以提高学生的参与度,训练学生提出问题和解决问题的能力与综合利用多学科交叉的相关知识的能力,进而培养学生的创新意识和创新能力,这一切将为保证本专业毕业设计的质量提供技术和智力支持.

要想保证毕业设计工作的顺利开展和进行,学校还需要制定完善的、针对不同学科不同的管理规章制度,加强对毕业设计写作过程中各个环节的监督,其中也包括对教师的监督.首先,要从选题上进行把关,结合学生的专业和兴趣,通过教师的指导和参与实施双向选题与开放式选题的模式,开展审核机制（指导教师—小组—院系专家）.其次,加强对毕业设计写作全过程的检查、监督.一方面在学生撰写毕业设计的过程中,教师要确定答疑解惑的时间和定期与学生会面共同讨论、解决遇到的问题,并以书面形式记录下来.另一方面指导教师要求学生合理地规划好时间,包括面试、考研复试及外出找工作的时间,以保证毕业设计有相对充足的时间.再次,要求学生定期向指导教师汇报实验数据处理情况、文献利用情况和毕业设计撰写的进度.同时,指导教师对毕业设计的细节包括格式、行距、图表、参考文献的数量和格式与毕业设计正文的字数也要认真监管,以保证毕业设计的质量.最后,指导教师对学生的论文答辩活动也要进行严格监控,规定答辩的方式和时间,认真记录学生的答辩内容,给出合理的分值.总之,通过教师对学生的监督与管理、校方对教师的监督与管理双层管理模式可以保证毕业设计工作的顺利开展,为保证毕业设计的质量提供了制度支持.