毕业设计“跨界成团” 新工科让学生“乘风破浪”

 

　　学化工的大四学生耿小雅做了一件“挑战自我”的事。她在大学本科的最后半年加入了一个与所学专业毫不搭界的毕业设计项目——“智慧社会治理语义搜索引擎”。

 

　　这样的“跨界”有多难？就是让没学过编程的耿小雅教会计算机精准读懂人类内心的意图。

 

　　这是天津大学2022年面向全校征集的18个新工科毕业设计项目之一。

 

　　为主动应对新一轮科技革命与产业变革，培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，新工科应运而生。问需产业发展、问需技术革新，是工程教育改革的题中之义，因此新工科从教学到毕业设计项目也都来自真实的工程需求，特别强调多学科协作。

 

　　前不久，来自天津大学10个不同学院的121名教师领衔172名本科毕业生，用一场精彩的新工科毕业设计项目的“集体秀”为本科生涯画上句号，对他们中的很多人而言，也从这里找到了人生的新起点。

 

　　课题变真题 真做真实践

 

　　耿小雅参与的 “智慧社会治理语义搜索引擎(行业知识图谱与大数据智能)”项目组，汇聚了来自10个学院的23名教师和来自8个学院的27名学生，该校智能与计算学部教授王文俊是项目总负责人。

 

　　“真题真做真实践”“由学科导向转向产业需求导向”“由学科分割转向跨界融合”一直是新工科人才培养坚持的方式。该项目依托的是3个国家重点研发计划项目。

 

　　各项目组的指导团队阵容都堪称“豪华”——不仅涵盖了不同学科背景的专业教师，还吸引了行业专家、企业工程师参与指导。

 

　　“海陆空智能无人系统安全巡查平台”包含27个课题，涉及7个学院、15位指导教师、27名本科生；“基于现代信息技术的建筑全生命期一体化设计”项目设置了16个课题，由10名教师和4名企业专家组成导师团共同指导16名同学完成。

 

　　“课题指南面向全校发布，指导教师和学生可双向选择。”该校教务处副处长夏淑倩说，这就决定了指导教师和学生并不一定来自同一个学院。

 

　　该校化工学院教授张鹏负责的“光-电耦合CO2绿色转化集成系统开发”毕业设计项目，吸引了4名自动化学院的学生加入。张鹏认为，这几个学生对光伏-储能的电催化供电系统以及智慧能源的控制方法等方面存在明显的优势。

 

　　“跨界成团”的创意均来自真实的工程项目需求，因为任何一个工程项目都不是只具有一个学科的知识就可以完成的。在“基于现代信息技术的建筑全生命期一体化设计”负责人徐杰副教授看来，一些建筑设计师的设计在建筑工程上无法实现，有的设计的结构可能会给后期水暖电施工造成困扰，这些“尴尬”就来自专业分割带来的互不理解。

 

　　他指导的项目中，由建筑、结构、暖通、给排水、电气、管理等跨专业、跨学院的多学科交叉团队，一起完成了“蓟州区西井峪教育文化中心设计”乡村振兴工程，建立了建筑全生命期一体化设计项目。

 

　　在“海陆空智能无人系统安全巡查平台”负责教授谢辉看来，以明确的目标为牵引，把多学科的同学组织在一起，相互学习和启发，“大家共同完成一个激动人心的工程系统，还原完整的工程世界，对于师生来说都是一件收获感爆棚的事情。”

 

　　变“要我学”为“我要学”

 

　　变“一对一”为“多对一”，从“单兵作战”到“小组式分工协作”，“学生的兴趣，始终都是最高优先级。”在谢辉看来，从选择题目到最后的答辩，主动权始终掌握在学生手里。

 

　　研究过程更像是研究生做课题。耿小雅的毕业设计难度大大增加了：每周都要汇报自己的课题进展，要自学“知识图谱”，还要做中期总结汇报。

 

　　计算机专业的李雪威做了耿小雅的指导教师，面对计算机“小白”学生，她起初做好了“大不了从头开始教”的准备。但她很快发现，学生自主学习的热情和能力都超乎她想象。

 

　　刚开始，老师和组里的硕士、博士一起教，后来不同专业同学互相学，“我几乎不敢相信他们那么快就能进入状态。能看出他们都在课下下了很大功夫。”

 

　　学生们也尝到了主动学习的快乐。“作为一名管理专业的学生，我本来计算机基础薄弱、生物医学领域专业知识不足，”经管学部学生李佳琪说，新工科的美妙之处就在于，它可以让你体会到学会新知识的快乐。

 

　　得知自己参与的“新突发传染病防控和治理领域专家知识图谱构建与可视化研究”即将真正应用于疾病防控工作，这让他每天都干劲十足，更享受着和同学们一起“富有创意与激情”的学习过程。

 

　　“引导学生主动探究前沿课题，由‘让我学’向‘我要学’转变，激发学生学术志趣和内在动力。”天津大学副校长巩金龙认为，这是培养未来多元化、创新型卓越工程人才的必由之路。

 

　　变考核为分享 完成项目如同玩乐高

 

　　在“海陆空智能无人系统安全巡查平台”组，不少学生都获得了一个专属的特别称号——“优秀控制工程师”“优秀项目经理”“优秀算法工程师”“优秀通信工程师”等。

 

　　谢辉认为，每一名学生的才华和创意都会在这里被发现，并给与荣誉激励。小组的每一次答辩会都成了分享会，格外让大家期待。

 

　　在这里，没有人只以最终的论文作为评判标准。记者在“海陆空智能无人系统安全巡查平台毕业设计中期答辩评分表”中看到，考核内容包括：对研究项目的理解、研究的创新性和可行性、是否能解决实际问题，以及对相互协作关系的理解等。在“智慧社会治理语义搜索引擎(行业知识图谱与大数据智能)”项目组，毕业考核评价则分为毕业论文、测试报告、视频展示、实物展示四部分进行。

 

　　每一个项目的题目也都不是孤立的。“面向未来、面向前沿、兴趣驱动、无天花板”这是教授王文俊对项目提出的要求。在他看来，这些毕业设计像是一整套乐高积木。每一个项目是一个相对独立的小积木，不同主题组合可以拼成一个大积木，所有项目还可以共同拼成一个更大的积木。

 

　　对每名学生而言，这也成为一个持续进阶的过程：事先确定不同的预期成果台阶，并逐级增加难度，具有不同的挑战性，“不断升级打怪，每个课题都可以深入，甚至可以读完博士。”

 

　　“每个项目不但是真实的，而且是复杂的，是体现多学科和工程实践的。”新工科教育中心主任顾佩华教授坦言，同学们做到的已经远远超过他的想象，“很多的报告甚至就是一篇博士论文的开题。”

 

　　天津大学教务处处长王世斌认为，毕业设计是天津大学实施新工科人才培养的重要一环，下一步还将把大类招生、大类培养、专业分流、书院制、毕业就业等与新工科产教平台建设和项目式教学进行有机融合，将新工科建设贯穿到招生方案、培养方案、课程体系、实践教学、本研贯通等人才培养的每一个举措中，真正发挥新工科撬动高等教育“质量革命”的支点作用。