疫情期间指导本科毕业设计的策略和思考

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小编: 针对新冠肺炎疫情期间高校本科毕业设计的指导工作,就远程指导理工科毕业设计工作策略和启示进行讨论。在毕业设计选题安排上,可以提高模拟仿真计算在毕业设计工作中的比重,



2020年初,突如其来的新冠肺炎疫情打乱了全国高校原有的春季学期教学计划。为了应对疫情对高校课堂教学造成的影响,教育部于2月5日印发了《关于在疫情防控期间做好普通本科学校在线教学组织与管理工作的指导意见》[1]。文件要求,在政府、高校、社会的多方参与和协助下,春季学期开学后对寒假返乡的学生进行线上教学,实现“停课不停教、停课不停学”的总体要求。对于非毕业班学生,可以采用班级QQ群、腾讯会议、雨课堂、慕课等网络资源和工具对进行线上授课。总体来看,线上教学实现了“停课不停学”目标,这不仅得益于教育信息化建设能力和水平,也得益于各个高校网络教学资源共享平台建设[2]。疫情期间,线上教学改变了教师的授课方式,也改变了学生的学习方式。从教师角度看,线上教学考察了教师授课能力的全面性,授课教师线上教学经验也为后期“线上+线下”混合教学提供了借鉴。从学生角度看,线上教学也考察了学生的自主学习能力。

对于毕业班学生,除去少量的课程学习,春季学期的主要任务是完成本科毕业设计和撰写毕业论文,指导学生的本科毕业设计也是高校日常教学工作的重要组成部分。

以苏州大学沙钢钢铁学院本科毕业班学生为例,由于是理工科学生,给学生安排的毕业设计课题通常会包括一些实验研究。一般情况下,指导教师会在秋季学期要求学生课余时间到实验室熟悉实验仪器和设备操作,学生在春季返校后开展实验研究并完成毕业论文[3]。由于毕业班学生在春季学期无法返校,学生毕业设计课题中的实验部分无法完成。在撰写毕业论文过程中,指导教师和学生虽然可以选择以文献综述形式完成,但由于没有实验数据支撑,毕业论文工作量难以保证。

本文针对疫情期间工科学生毕业设计指导展开分析,探讨毕业设计远程指导策略。总体来看,虽然新冠肺炎疫情对高校的正常教学工作带来很大冲击,但疫情期间教师对学生的远程指导工作也为特殊时期毕业设计指导工作提供了一些经验和启示。

一、毕业设计题目设置及调整

(一)提高毕业论文中模拟仿真比重

基于金属材料工程专业特点和卓越工程师培养体系要求,提高毕业生综合竞争力是工科专业人才培养的内在要求[4]。在毕业设计选题上,注重研究手段多样化。在科学研究手段方面,采用的方法有理论研究、实验研究和数值模拟仿真。其中,理论研究和实验研究是较为传统的科学研究手段。随着计算机技术的飞速发展,数值模拟仿真在科学研究中的作用越来越受到人们的重视。数值模拟技术不仅能够采用计算机辅助帮助人们理解一些复杂的物理规律,也可以获得很多传统实验研究无法获得的关键信息。

在金属材料研究领域,数值模拟手段已经在很多方向有所应用[5]。例如,在金属轧制研究领域,基于有限元方法的Ansys、Deform、Abuqus等软件已被广泛采用。有限元软件能够模拟不同材料和轧制工艺条件下的金属板材轧制过程,对轧板最终力学性能和显微组织进行预测[6]。在金属材料凝固研究领域,也有很多研究者采用ProCast、华铸CAE等商业软件开展研究工作[7]。

通过这些软件模拟工作,可以获得不同工艺条件下金属凝固组织,也能够对典型工艺条件下铸件力学性能进行预测。从科学研究意义上来说,这些仿真模拟研究对于物理问题的解释是传统实验研究无法取代的。因此,在关于金属轧制和合金凝固毕业设计课题上,可以安排学生主要采用上述软件开展研究工作。由于模拟仿真获得的数据量要远大于传统轧制实验研究,提高毕业论文中模拟仿真比重也能够提高毕业论文研究深度。

需要指出,由于数值模拟技术的特殊性,指导教师在日常的科学研究中应当加强对模拟仿真研究的投入力度。实现实验研究和数值模拟技术相结合,不仅可以提高科学问题的研究深度,也可以对特殊时期学生毕业设计工作提供数据支持。

(二)以文献综述方式完成毕业论文

对于无法或者较难开展数值计算和模拟仿真的课题,可以安排学生采用文献综述的方式完成毕业论文。由于文献综述的撰写需要很强的综合分析能力和较大的文献阅读量,对于在短时间内要求完成的本科毕业设计来说困难较大[8]。因此,应当做好文献筛选工作,为学生毕业论文搭好框架,在后续论文修改中也需要有更为细致的文字修改工作。然而,从毕业论文答辩效果来看,采用文献综述方式完成的毕业论文内容比较枯燥,学生对于文字内容的编排也缺乏逻辑性,毕业论文质量难以保证。

造成上述问题的原因是多方面的,最为重要的原因是教师安排的文献理论性太强,未经过足够科研训练的本科生在短期内无法领会论文主旨。

二、毕业设计远程指导策略

由于本文在金属材料领域的研究方向偏重于数值模拟仿真研究,所指导学生的毕业设计题目均为模拟仿真相关课题。此外,课题组的数值模拟不依赖于商业软件,只要有一台性能较好的个人电脑即可开展研究工作。为了提高学生课题中数值模型的计算效率,在疫情期间指导毕业设计过程中,安排学生采用远程操作软件操控学校实验室里的高性能计算机。因此,学生在家里即可完成远程高性能计算机操作,模拟仿真计算结果为毕业论文提供基础数据。总体来看,疫情期间所指导学生毕业论文数据量与正常学期毕业论文没有差别。

对学生的指导工作主要通过腾讯会议平台进行。与正常条件下的线下交流相比,利用腾讯会议的屏幕共享功能,指导教师和学生可以更加便捷地对具体问题开展讨论。在指导学生操作专业软件和修改论文时,会通过共享屏幕+录屏的方式,将讲授内容和学生的问题进行视频记录。讨论结束后,将视频文件发给学生,学生可以反复观看和学习,能够最大程度避免信息遗漏。

毕业设计指导过程中录制的视频可以多次利用,如关于专业软件操作和共性问题解答的视频可以在下一届学生毕业设计指导工作中继续使用,减少了指导教师的工作量,也不会影响学生的学习效果。

除此以外,由于学生毕业论文答辩也是线上进行的,对于非涉密课题,答辩教师可以全程录屏。对于毕业设计质量优秀的学生,可以将答辩视频留存,作为后届学生准备毕业设计报告的样本。

由于疫情期间无法对学生进行集中管理,指导教师在与学生进行远程交流时,需要关心学生的内心活动。针对疫情期间学生产生的负面情绪,及时发现和帮助学生排除焦虑,与学生进行具有针对性的谈话[9]。

三、结语

针对新冠肺炎疫情期间高校理工科学生毕业设计的指导工作展开讨论,重点阐述了开展远程指导工作策略。在本科毕业设计选题方面,对于由于疫情原因无法返校的学生,应当提高数值模拟仿真研究在毕业论文中的比重。采用模拟仿真不仅可以增加毕业论文数据量,也可以提高毕业论文中分析与讨论部分内容的深度。可以安排学生采用文献综述形式完成毕业论文,然而,从学生毕业论文的完成效果上来看,文献综述形式的毕业论文质量普遍不高。

在教师远程指导学生毕业设计过程中,可以利用录屏软件将讲述内容录成视频供学生反复观看,非涉密课题的学生答辩过程录像也可以成为后续指导学生毕业设计的样本。总体来看,疫情期间毕业设计指导的相关录像资料不仅可以减少教师后续毕业设计指导的工作量,也可以避免学生遗漏重要信息。新冠疫情虽然给毕业设计指导工作带来了困难,但在此期间留下的录像资料也可以为后面的工作带来便利。此外,指导教师也应当注意疫情期间学生的心理健康状况。

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