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毕业设计导论
第一篇毕业设计导论
第1章毕业设计综述
本章特色
毕业设计是大学生活中最后阶段的大型综合教学。
本章将详细介绍毕业设计的完整教学流程,并从实践的角度对毕业设计流程中的重要阶段提供一些切实有效的措施和解决问题的捷径,指导学生怎样逐步实施毕业设计中各个环节的工作,尤其是对开题期文献收集和设计说明书的撰写环节给出了细致的指导,同时提供了相关的设计文档样式和管理、评价规范。
通过学习本章可以完整地了解毕业设计是什么,设计者在毕业设计中应该做什么和在毕业设计的每个环节中具体应该怎么做等问题。
本章的内容对各类专业的毕业设计者都有实用价值。
本章主要内容
毕业设计的概念
毕业设计的目的、意义和要求
毕业设计流程
开题期的工作
设计的实施阶段
设计说明书的撰写
毕业答辩
毕业设计的评价
毕业设计的管理
1.1毕业设计的概念
毕业设计是在专业教师或工程技术人员的指导下围绕一个课题任务,以学生为主体对该课题进行有计划有步骤的学习、实践、探索和开发的完整过程,它也是高等学校工学类学生在毕业前的一次实践性教学环节。
根据课题内容,毕业设计可分为工程设计、科学实验和理论研究等类型,一般包括选题、调研、设计、答辩等多个阶段。
毕业设计常常安排在大学的最后一个学期,集中在十五周左右独立完成。
注意:
工程设计类的课题常常是设计一个系统、设计一个产品或者对某设备作技术改良,与之相关的文档一般称为毕业设计说明书;理论研究类的课题常常表现为对某命题的调查分析或者对某一个理论观点的探讨和研究,其相关文档一般称为毕业论文。
1.2毕业设计的目的和要求
1.2.1毕业设计的目的
毕业设计是高等学校本科教育人才培养计划中的重要组成部分,是本科教学过程中最后一个重要的教学环节,是人才培养质量的重要体现。
毕业设计的目的是培养学生独立地综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高分析和解决实际问题的能力;也是毕业生上岗前提高全面素质的重要实践。
1.2.2毕业设计的意义
毕业设计具有教育、教学和社会实践等多重功能,其重要意义如下。
(1)毕业设计是对大学阶段所学内容的融会贯通,是对大学期间所学知识的拓展和升华。
(2)毕业设计是教育与生产劳动及社会实践相结合的重要体现,是培养实践能力和塑造创业精神的重要过程。
(3)毕业设计的质量是衡量高等学校教育、教学水平和办学效益的重要依据,毕业设计档案是学生留给学校的宝贵财富。
(4)毕业设计的最后成果是检验学生能否合格毕业和能否获得学位资格认证的标准。
1.2.3毕业设计的要求
要求学生在教师的指导下,独立完成一项给定的毕业设计(论文)任务,撰写符合要求的毕业设计说明书或毕业设计论文。
具体要求如下。
(1)在知识方面,应综合运用多学科的知识与技能、分析并解决工程问题,使得理论认识深化、知识领域扩展、专业技能延伸。
(2)在能力方面,通过整体设计过程培养学生综合运用专业基础理论、基本知识和基本技能;通过检索文献和整理文献培养学生调查研究、收集信息的能力;应学会依据课题的任务进行课题的调研和正确使用工具书的能力;培养学生掌握从事科学研究的基本方法和撰写技术文件的能力;提高学生的外语水平;提高熟练使用EDA工具进行系统设计的计算机应用水平;还应掌握实验及测试的基本方法,锻炼学生分析与解决实际工程问题的能力。
(3)在综合素质方面,毕业设计通过科研基本训练,可以培养学生的创新意识和创新能力;形成求真务实的科学作风及群体合作、相互配合的精神;培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风;树立正确的工程观点、生产观点、经济观点和全局观点。
经验:
毕业设计应该是实现自我价值的最好机会,通过在完成课题的过程中与老师、同学、图书管理员、工程师甚至商人等社会各阶层的广泛接触,不仅可以迅速建立进入社会的事业基础,而且可以促进交际能力的提高和身心的全面健康成长。
一份优秀的毕业设计往往还是一块通往理想职位的敲门砖。
1.3毕业设计的流程
毕业设计的各个阶段有不同的任务和目标,以时间为线索,一般遵循的流程如图1.1所示。
图1.1毕业设计的一般流程
1.3.1开题期的工作
开题期指从学生选择课题到完成课题详细调研的阶段。
此阶段大约需要四分之一的时间。
开题期的工作流程如图1.2所示,本阶段结束的标志是完成书面的开题报告(或调研报告)。
图1.2开题期工作流程
毕业设计的开题是非常细致而辛苦的阶段,它是设计能否成功的重要保证。
这一阶段的工作表面看起来轻松,但执行时处处有难度。
比如初步调研的水平不一样,对课题的理解就深浅不一,选题时的自信度就不同;收集资料的多少不一样,则对课题的完整性和深刻性有直接影响;生产实习或者调查对象不同,会有不同的收获。
每个学生对开题重要性的认识若不一致,实施时采用的方法就有很大的差别,其效果也截然不同。
应该大力鼓励在本阶段有周密计划和详细执行方案的学生,调研过程付出的越多,素材就越充分。
只有在丰富的前人的知识营养的浸润下,才有可能孕育出创新的成果。
占有的资料越广泛,眼界越开阔;消化文献越详尽,沉淀的灵感才越有价值。
相反,巧妇难为无米之炊,若资料不足、调查粗糙、学习不深入、理解不透彻,作出的毕业设计水平就会较低,不会有多少实际意义,甚至可能是低水平的重复和抄袭,从而失去了毕业设计的功能。
1.毕业设计课题的来源
毕业设计课题首先应该符合学生所学专业的培养目标;以教学要求为依据,应有利于学生综合运用所学的基本理论和基础知识;在满足教学要求的前提下,可以适当深化教学内容。
提供的毕业设计题目要有科学性、可行性、实用性和创新性,要紧密结合实际,要尽量做到真题真做,要与毕业生将来可能去的工作单位的实际相结合。
毕业设计课题的来源,一般有下列途径:
指导老师的科研课题中的部分项目或者子课题。
教育教学过程中产生的相关课题或者教改项目。
由资料和实践形成的有新意和开创性的模拟课题。
实验室建设中的实验课题或技术开发课题。
厂矿企业事业单位在生产和产品开发中的项目。
学生自己提出经学校审核允许的符合教学要求的设计课题。
2.学生选题的原则
选择毕业设计题目是完成设计的第一步,选题能够决定毕业论文的价值和效用,选题过程就是决定毕业设计的难易程度、工作量大小及最后完成质量的过程。
能否正确选题直接关系到毕业设计的成败,因此,学生选择题目时,一定要注意下列原则:
选择符合专业需求的创新发展型题目。
大学学习的最终目的是为社会市场经济服务,多数学生毕业后都能进入与在校所学专业有关的工作单位,选择有专业价值、新技术含量高和长远发展意义的课题都能使自己在事业的起点就处于领先地位。
兴趣是最好的老师。
选择自己感兴趣的课题,可以极大地激发自己研究的热情,充分调动自己的主动性和积极性,特别是在攻坚阶段会更有信心和毅力。
工作量要适当。
毕业设计课题分配原则是一人一题,个别大型课题允许几个学生在独立完成各自部分的基础上配合完成。
在保证满足毕业设计教学工作量要求的前提下,可以尽量多做些内容来锻炼自己,但不能好高骛远,片面追求高、新、大、难的课题。
以在规定时间内经过努力能独立完成任务为宜。
所选课题要有一定程度的专业知识覆盖面,以利于综合训练所学,全面培养自己的各种能力。
选题时在难度上要量力而行,根据自己的能力选择切实可行的课题。
每个人的资质和知识结构不一样,应该根据自己的优势和特长选择合适的设计题目。
反复权衡,多做交流,再作选择。
意向性选择好课题后,应对该课题做初步的调研,如资料的可能占有度、设计所需的软硬件条件、技术参数的实现可能性等。
与指导老师谈谈对题目的理解和自己的生活学习状况,可以帮助确定是否合适做此课题。
参考周围同学的设计课题,了解对自己完成课题有无启发和帮助。
这些工作可以避免前期选题失误,又可以为下一步的详细调研作铺垫。
在选题期限内一旦发现无法完成课题,应该马上调整或改选。
如果有明确的就业志愿或者已经签约就业岗位,最好选择与就业方向相关的专业课题。
提示:
每门学科的研究都有许多空白和没有开发完全的前沿,现存理论也因有许多不完善和缺陷而需要发展,一个学科与其他学科之间也有许多的交叉和边缘领域,这些都需要我们去探索和研究。
从这些方面选择毕业设计课题,将具有极大的科学价值。
3.怎样作课题调研
在选定毕业设计课题后,将获得《毕业设计任务书》。
毕业设计任务书是由指导老师根据课题拟定的设计文件,经过审核后下达给学生,它包含设计题目、设计内容、基本要求、设计条件及参考资料,是师生进行毕业设计教学的依据。
毕业设计任务书的模板如下:
××大学
毕业设计(论文)任务书
课题名称
开始日期年月日
完成日期年月日
答辩日期年月日
学院(系)
专业
年级
姓名
学号
指导教师(签字)
系主任(签字)
教学院长(签字)
年月日
毕业设计任务书的内容一般如下面的范例所示。
【例1.1】题目:
基于89C51的数字钟设计。
1.毕业设计(论文)任务与要求(包括设计计算、试验研究、各类图纸与说明书等)
用89C51设计数字钟,功能如下:
能够显示年、月、日、星期、小时、分。
误差小于1s/天。
可设计初值在10秒内的倒计时功能。
具有两个定时和报时功能。
设计硬件的原理电路图。
编写软件流程图和程序代码。
调试系统,撰写详细的设计说明书,不少于二万字。
完成约五千中文字符的相关英文文献翻译。
2.给予设计的基本条件
器材:
89C51、LED、74LS273、74LS02、7407、74LS047、BUZZER、扬声器、74LS373、2764、开关POWER、按键RESET、按键PULSE等。
单片机开发装置一套。
计算机一台。
3.推荐的主要参考文献
[1]余永权,汪明慧,黄英.单片机在控制系统中的应用.电子工业出版社,2003.3
[2]何立民.单片机应用技术选编.北京航空航天大学出版社,2004.8
【例1.2】题目:
计算机机房上机计费系统的改进。
1.毕业设计(论文)任务与要求(包括设计计算、试验研究、各类图纸与说明书等)
分析原机房上机计费系统的不足,提出改进模型。
构造具有新功能要求的系统模型:
友好交互性界面设计。
系统管理员能配置、管理和能实现报表输出。
用户可实时查询费用。
设计并测试系统。
完成专业翻译。
编写设计说明书和安装、使用说明书。
2.给予设计的基本条件
原有机房网络计费系统需求分析文档。
原有上机计费代理监听系统源代码。
Web服务器及内部网络系统。
3.推荐的主要参考文献
(略)
课题调研就是围绕设计任务书的要求尽可能地收集详尽资料,以期对课题涉及的各个方面有整体、深入的理解。
课题的调研一般通过收集文献资料和参与实验/实践来完成,具体的实现方式主要有:
安排毕业实习,到厂矿、企业、事业单位作短期学习、工作和调查。
针对课题考察相关的生产、研究、销售和市场状况。
感受理论与实践的联系和差别,分析问题的关键。
参加与课题相关的专题讲座、学术报告、展销会、国际国内会议。
充分了解本课题的技术成分、前沿动态和发展趋势。
明确所设计的任务在业界内的地位和意义。
从网络搜索相关主题的网页、资讯、社区和论坛,寻找有价值的参考资料。
在图书馆、院系资料库、书店、数字信息中心和档案馆查阅各类图书和期刊杂志,汇集材料。
联系与课题相关的专家、学有所成的老师或朋友,做一些有侧重的访谈和咨询,可以快速直接地获得有用的资料和经验。
在实验室和生产中实地调查研究,深入现场了解实际情况,尽可能地验证一些关键理论和技术要点,同时多想多问,发掘新的问题和提出新的观点。
经验:
在调研过程中,应该养成身边带着纸笔和磁盘的习惯,随时将所听、所见、所想和所得到的与课题有关的理论、现实、灵感和资料记录下来,将之分类归纳并收录,为方案设计和后期文档编写积蓄素材。
4.文献的检索和处理
查阅文献是工程人员必备的基本素质,对文献资料的收集处理是完成课题调研的重要手段,占有的文献资料越多,消化吸收得越好,则撰写开题报告和设计说明书越顺利。
(1)文献的含义
文献不仅仅指书籍,凡是承载有知识和信息的物体都可以称为文献,如图书、报纸、期刊、杂志、磁带、光盘等介质。
(2)文献的种类
一次文献。
包括学术论文、学位论文、专业期刊、报表、专利、会议论文集、政策法规和技术标准等由作者在实践中直接产生的文献,是检索的主要对象。
二次文献。
指文摘、目录、索引等对一次文献的归纳分类形成的资料,是检索一次文献的辅助工具。
三次文献。
是对大量相关文献综合提炼而成的系统性文献,诸如教材、年鉴、专著、工具书、手册、报告等。
(3)文献检索的步骤
文献检索的一般步骤如图1.3所示。
(4)文献检索的方式
手工检索:
用手工的方法检索印刷型工具、书刊的过程。
计算机检索:
用计算机及网络等现代化手段和设备来检索各种数据库和网络资源的过程。
可分为光盘检索系统、联机检索系统和网络检索系统。
图1.3文献检索的一般步骤
(5)常用的检索系统
①四大检索工具
指的是《工程索引》、《科学引文索引》、《科技会议录索引》和《科学评论索引》。
其收录论文的状况是评价国家、单位和科研人员的成绩、水平以及进行奖励的重要依据。
《工程索引》(EngineeringIndex,EI),1884年创刊,由美国工程信息公司出版的一种著名检索刊物,内容涉及工程技术各领域,有关土木工程、机械工程、能源工程、材料工程、自动化工程、交通运输工程、宇宙航天工程等方面的论文、会议论文、科技报告等文献。
《科学引文索引》(ScienceCitationIndex,SCI)由美国科学信息所1961年创办并编辑出版,覆盖数、理、化、工、农、林、医及生物学等广泛的学科领域,其中以生命科学及医学、化学、物理所占比例最大,收录范围是当年国际上的重要期刊。
SCI的引文索引具有独特的科学参考价值。
利用此索引可以检索某著者的论文被引用情况以及被SCI收录情况。
《科技会议录索引》(IndextoScientific&TechnicalProceedings,ISTP),也是由美国科学信息所(ISI)编辑出版,1978年创刊,报道世界上每年召开的科技会议的会议论文。
在每年召开的国际重要学术会议中,有75%~90%的会议被此索引引录,内容涉及科学技术的各个领域。
《科学评论索引》(IndextoScientificReviews,ISR),也是由ISI公司出版的,半年刊,每年收录200多种综述出版物和3000多种期刊中的综述类文献。
学科范围与SCI基本相同。
②国内常用检索系统
万方数据资源系统。
中文期刊全文数据库。
中国学术期刊网(CNKI)。
中国学位论文全文数据库。
中国会议论文全文数据库。
国务院发展研究中心信息网。
中国人大复印资料全文数据库。
中文社会科学引文索引。
中国科技期刊库。
③国外常用检索系统
AIP电子期刊数据库。
APS电子期刊数据库。
Springer全文电子期刊。
PQDD博硕士论文全文库。
PQDD博硕士论文数据库。
ACM(美国计算机学会)数据库。
CALIS西文期刊目次数据库。
CSA剑桥科学文摘。
FirstSearch联机检索系统。
ISIProceedings(ISTP)。
INSPEC科学文摘。
ISIWebofScience(SCI)科学引文索引网络版。
④常用网络资源搜索引擎
Yahoo搜索。
Google搜索。
MSN搜索引擎。
XX搜索。
新浪网。
搜狐。
⑤工学电类常用的专业检索工具
电工文摘。
电工与电子文摘EEA。
国外电子科技文摘。
(6)文献检索的途径
文献检索时要熟悉图书分类法,善于利用书目、索引进行查阅。
对于有较确定信息的文献的检索可以按书名途径、著者姓名途径和主题词目录查找。
对于不确定信息可以按照分类索引、关键词索引来查询。
(7)计算机检索技巧
①当检出文献量少于期望时,试用以下方法来扩大检索范围。
删除某个用and连接的不重要的检索词。
增加用or连接的检索词。
多用几个副主题词,甚至选用所有副主题词。
用下位主题词扩检。
同时用主题词和自由词检索,用or连接。
从在某个分类类目中输词检索改为在所有分类类目中输词检索。
用著者检索进行检索补充。
多选几个数据库进行检索。
②当检出文献过多且有些文献并非真正需要时,试用以下方法缩检。
增加用and连接的检索词,或用“二次检索”。
用特定的副主题词进行限定。
用字段限定检索,如标题词检索、主要主题词检索、加权检索等。
进行文献类型、语种、重要期刊、核心期刊、年份等的限定检索。
进入更专门的分类范围内输词检索。
经验:
检索文献时,有主题词的数据库,尽量选用主题词检索,因为用主题词检索具有紧扣文章中心、能够网罗同义词、可用副主题词限定、可进行下位词扩检之优点。
进行主题词检索时,要尽量借用副主题词的限定来使文献查准,要注意用下位词扩检来避免文献的漏检。
对于没有主题词的数据库,自由词检索是最主要的选择。
列全同义词(用逻辑或连接)、注意检索词之间的位置关系及借用截词符,是自由词检索的常用手法。
跟踪检索某一专题知名学者的文献和重要研究单位的文献,以此作为主题途径检索的补充,有时还会获得新的研究线索。
浏览检索结果后,对检索策略作出必要的调整。
返回后如果对结果不满意,就需要对检索策略进行调整。
(8)检索实例
下面用关键词“神经网络”在维普资讯《中文科技期刊数据库》中的检索过程作为检索范例。
维普资讯《中文科技期刊数据库》是维普资讯公司标记发行的Web版综合性全文文献数据库。
它是检索国内期刊文献题录和全文的主要工具。
内容涉及社会科学、自然科学、农业科学与工程、医药卫生、工业技术等学科。
收录文献从1989年至今。
①如何进入
从图书馆主页上的“期刊论文”中单击“中文科技期刊数据库”链接,即可进入该数据库。
如图1.4所示进入数据库界面(下载、浏览和打印全文要先安装维普浏览器)。
在网络浏览器的地址栏键入“http:
//”链接。
②检索方法
目前维普期刊数据库提供四种检索方式:
快速检索、传统检索、高级检索和分类检索。
打开数据库,自动进入快速检索方式。
如图1.5所示为快速检索界面。
图1.4进入维普期刊数据库界面
图1.5快速检索界面
选择检索入口。
有九个检索入口供选择:
“关键词、刊名、作者、第一作者、机构、题名、文摘、分类号和任意字段”,然后在检索输入框中输入检索词“神经网络”,单击“检索”按钮后,即实现相应的检索。
检索结果如图1.6所示。
此时有23112条记录。
如果选择传统检索,则进入图1.7传统检索界面。
这是老用户习惯的专业检索风格。
在此种方式下可以选择导航树的学科范围、年限、期刊范围及同义词库、同名作者库等。
图1.6快速检索结果
图1.7传统检索界面
注意:
图1.7界面左方的窗口是《中文科技期刊数据库》学科分类导航系统和刊名导航系统。
选中某学科节点后,任何检索都局限于此类别以下的数据。
保持检索式输入框空白,直接单击“检索”,则可浏览该类别的所有记录。
年限默认为1989-2006,也可以逐年限定。
期刊范围默认为全部期刊,可选择只检索核心期刊。
同义词库功能默认关闭,选中为打开(只有在选择了关键词检索入口时才生效)。
同名作者库功能与上类似,默认关闭,选中即打开(只有在选择了作者、第一作者检索入口时才生效)。
输入作者姓名检索时会提示同名作者的所在单位列表,选择想要的单位,单击页底的“确定”即可精确检出。
如果选择高级检索,则进入图1.8所示高级检索界面。
这是多种检索条件组合检索的方式,可以一次性检索到具体的记录。
图1.8高级检索界面
高级检索有两种方式:
利用“二次检索”键方式,在第一次结果的基础上再次检索。
例如:
先用“关键词”检索“电脑”,输出结果;选择“刊名”,输入“学报”,在“与或非”的可选项中选择“与”选项,单击“二次检索”,输出的结果就是同时满足刊名为“学报”、关键词为“电脑”的文献。
二次检索可以多次应用,以实现复杂检索。
直接输入高级检索方式。
例如:
输入“K=电脑”和“J=学报”,选择逻辑中的“并且”选项,和利用“二次检索”键方式的输出结果一样。
检索词前面的英文字母是各字段的代码,可在检索入口选择框中查看。
如果选择分类检索,则进入图1.9所示的分类检索界面。
图1.9分类检索界面
另外,还可以利用期刊分类导航,按年、卷、期浏览期刊,实现数字期刊漫游。
③输出方式
对检索结果有两种输出方式。
一种是“全文下载”输出方式:
单击题录栏里的“下载”按钮即可下载全文,如图1.10所示。
此时出现图1.11的询问界面,单击“保存”按钮,则文件下载后储存在计算机的默认文件夹(一般为Download文件夹)中;单击“打开”按钮,则可以用维普全文浏览器或者Adobe阅读文献,如图1.12和图1.13所示即是两种阅读方式。
图1.10全文下载文献
图1.11保存文献询问界面
图1.12维普全文浏览器阅读文献
图1.13用Adobe阅读文献
技巧:
在维普全文浏览器中,如果要引用该文献,则可利用按钮
选择需要识别的文字区域,再单击按钮
可以识别选定区域的文字,如图1.14所示,再复制或者保存到文本中。
图1.14维普全文浏览器中用OCR技术识别文字
另一种是“标志”输出方式:
可以通过如图1.10所示的界面在需要下载的每条记录前的方框内作好标志,再单击左上角下载图标
,出现如图1.15所示的下载管理界面,选择下载内容,单击下载图标
即可。
同样,可以利用其他的全文数据库、目录数据库、摘要数据库和期刊数据库进行检索、下载、阅读和引用。
(9)文献的加工整理
获得的文献资料后,接下来就对其进行加工整理。
第一步是仔细阅读,对所收集到的资料进行全面学习和分析。
一是分析需要性。
文献资料要服从于设计的需要,筛选什么资料可用,什么资料不能用,都要根据设计题目来决定。
剔除一些不能充分说明问题的资料,保留突出设计中心论点的具有典型性和新颖性的文献,以免不适用的资料写入论文之中,导致论文主题被冲淡,降低质量。
二是分析完整性。
只有各方面的文献充足,才能保证设计时得心应手,如果材料齐全,缺少了某一方面的素材,或者论据不足,将影响设计整体的完整性。
三是分析真实性。
资料浩如烟海,现在全世界的科技文献数量不到十年就增加一倍,仅科技期刊每年发表论文就达400万篇左右,即大概每10秒钟就产生一篇论文,这么多的文献中不可避免的有华而不实的资料,只有从真实可靠的资料中才能引出科学的结论。
选择资料要有根有据,采用的一次文献要有来历,选取的二次文献一定要与原始文献认真核对,对网络资料来源要加以辨别,弄清作者及其写作意图,可以帮助分析其真实性。
图1.15下载管理界面
第二步,可以按照自己设计课题的需要,分门别类予以存储。
存储形式常用资料卡片方式,资料剪贴方式和资料摘录缩写方式等,设计中常用分类有以下几种。
研究现状:
收集该课题目前国际国内的关注焦点,正在立项的题目。
研究进展:
收集已经在研的项目的状况,它们的进度和前景。
研究分支:
收集本课题的正在和可能发展方向,以及这些方向在课题中的地位和作用。
关键技术:
收集课题设计中将要遇到的难点、重点技术,现有的解决思路和解决观念。
典型示例:
收集已经存在的较成功的各环节的事例,作为独立完成课题的重要参考
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