應用技術型本科高校土木工程專業(yè)SCCIM—CDIO人才培養(yǎng)模式探索

張茂雨+李博+朱云輝+王艷茹

摘要：基于應用型本科人才培養(yǎng)定位，就土木工程專業(yè)提出了SCCIM-CDIO人才培養(yǎng)模式，并從過程式課程體系、四步導向的實踐教學體系、就業(yè)導向的職業(yè)技能強化實訓、適用性系列教材建設、教學組織與方法改革等幾個方面進行了探索與實踐。

關鍵詞：應用技術型：土木工程：工程教育

在“大工程觀”背景下醞釀而生的CDIO工程教育模式，為工程教育教學改革提供了指引。CDIO模式以“構思（Conceive）一設計（Design）一實現（Implement）一運行（operate）”的生產實現過程為核心，培養(yǎng)實踐性、創(chuàng)新性人才。國內高等院校廣泛試點，積極探索適合本校的CDIO模式，如ICO-CDIO工程教育模式、TOPCARES.CDIO工程教育模式等，取得了顯著的成效。

對我國6所大學工科畢業(yè)生進行的問卷調查研究結果顯示，畢業(yè)生對工程教育的課程訴求表現在：一是課程要堅持“回歸工程實踐”；二是課程內容應融入工程設計、解決實際問題等“硬技能”和團隊合作、溝通交流、商務管理、終身學習等“軟技能”的培養(yǎng)；三是重點增加專業(yè)主干課程和專業(yè)實踐課程模塊的比例；四是為工程教育配置真實的工程背景，讓學生參與項目，開展基于問題的學習、基于項目的學習、基于工業(yè)經驗的學習和基于工程成敗案例的學習。

筆者基于本校土木工程專業(yè)學生特點進行了CDIO工程教育模式探索，構建了SCCIM.CDIO人才培養(yǎng)模式，注重工程訓練與科技創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學生具備扎實的專業(yè)技能、較好的工程實踐和創(chuàng)新能力，使學生在就學期間經歷工程生產的全過程。

SCCIM-CDIO是基于CDIO工程教育模式提出的，以工程生產實現過程為核心，突出專業(yè)技能（S）、溝通表達（C）、團隊協作（C）、創(chuàng)新（I）、管理（M）“五項能力”的培養(yǎng)。人才培養(yǎng)模式可以概括為“一條主線、兩個面向、三項原則、四個突出”。

（1）“一條主線”即堅持以工程生產實現過程為主線，培養(yǎng)學生的基本工程素質和工程技術應用能力；

（2）“兩個面向”即人才培養(yǎng)要面向人才市場，面向區(qū)域經濟建設和社會發(fā)展需要；

（3）“三項原則”即堅持基礎性原則、應用性原則和實踐性原則；

（4）“四個突出”即突出扎實的工程實踐技能，突出溝通表達能力，突出團隊協作能力，突出創(chuàng)新能力。

一、過程式課程體系

過程式課程體系，其邏輯關系是工程的生命周期、學生的認知周期、學生在校學習周期，三個周期疊加，形成一個螺旋上升的課程體系。既反映了人類對工程規(guī)律的認知，又反映了學習者對工程的認知過程，適應培養(yǎng)工程人才的需要。

從學生的認知周期和學生在校學習周期兩個維度構建課程體系，分為基礎理論、基本知識訓練，提高應用能力、創(chuàng)新能力，專業(yè)技能實訓、團隊項目實戰(zhàn)，畢業(yè)環(huán)節(jié)四個階段。

從工程的生命周期（即工程生產實現過程）維度，把工程生命周期對應的課程歸為三大類，即工程管理類、設計類、施工技術類。不同類別的課程設定了不同的教學目標和教學方法。

管理類主要以“了解一案例一課程設計一場景模擬”為學習過程，簡化理論，其中突出造價類課程，作為主要專業(yè)技能之一。

設計類以“熟悉理論一案例一課程設計一課程實訓一技能強化一項目實戰(zhàn)”為學習過程，為主要專業(yè)技能之一。

施工技術類以“了解理論一觀摩一創(chuàng)新課題一開放實驗一校內實訓一校外實習一項目實戰(zhàn)”為學習過程，也是主要專業(yè)技能之一。加大工程材料、結構檢測類技能訓練。

二、四步導向的實踐教學體系

實踐教學體系的建設是實現應用型人才培養(yǎng)目標的關鍵問題之一。將過去分散的、依據學科目標設置的實踐課程和教學內容重新進行梳理，按照人才培養(yǎng)目標和規(guī)格要求以及工程生產實現過程之間的聯系進行整合，形成系統的、有層次的，融知識教育、能力訓練和素質培養(yǎng)為一體的螺旋遞進的實踐教學課程體系。將間接工程訓練與直接工程訓練有機結合，二者不斷交叉循環(huán)，貫穿整個大學學習階段。由工程實踐入門到工程設計入門，再到工程技術創(chuàng)新，由淺入深，逐步推進學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

三、就業(yè)導向的職業(yè)技能強化實訓

應用型本科院校要緊密結合職業(yè)市場的需求和變化，更加注重崗位能力的培養(yǎng)，以便學生畢業(yè)后進入職業(yè)市場，順利實現就業(yè)。筆者在2010年開始進行就業(yè)導向的職業(yè)技能強化實訓的試點工作，在第7學期開展為期10周的職業(yè)技能強化實訓。

（1）模塊設置。以就業(yè)為導向，設置與崗位對接的實訓模塊，有建筑工程設計模塊、工程造價模塊、基坑設計模塊、建筑工程BIM模塊、交通土建模塊。學生可選擇1-2個模塊。

（2）教學組織方式。①課內專題教學。每周16學時（4個半天）安排專題案例教學，專題講授與訓練指導課時比例為1：3。②課外項目合作。除每周課內16學時外，設置了課外16學時的任務，實行嚴格的考勤管理。學校提供固定場所，學生被分成5～8人的小組，教師根據課內學習進度布置相關任務，各小組分工合作，完成任務。值班教師負責指導和管理。此外，組織優(yōu)秀的學生小組直接進入校企合作基地。③專題講座：每兩周組織一次工程技術前沿講座。

（3）師資配備。每個教學班學生30～40人，配備兩名教師，一名是校內雙師型教師，必須具備五年以上一線工程經驗和五年以上校內教學經驗；一名是具有三年以上工作經驗、中級及以上職稱的行業(yè)企業(yè)兼職教師。兩名教師一人主講，兩人共同指導。

該模式得到了絕大部分畢業(yè)生與就業(yè)單位的好評和支持。2014年浙江省評估院調查結果顯示，用人單位對本校學生的滿意度居全省本科高校前三。校內問卷調查結果表明，95%以上的學生表示對該環(huán)節(jié)非常滿意，0%的學生表示不滿意；85%以上的學生認為這種教學方式不僅提高了學習興趣和學習動力，而且對工程實踐能力的提高效果顯著。

經三年的試點探索、改進，已經形成成熟的教學組織模式，自2010級開始已固化體現在人才培養(yǎng)計劃中。

四、專業(yè)任選課模塊化

在核心課程穩(wěn)定的基礎上，專業(yè)任選課按模塊進行設置。學生既可按自己今后的擇業(yè)方向需要的技能選擇專業(yè)任選課模塊，也可根據專業(yè)興趣選擇專業(yè)知識拓展性模塊。專業(yè)任選課模塊有地基處理模塊、道路工程模塊（房屋建筑方向可選）、結構檢測模塊、結構分析模塊、工程材料模塊等。其教學組織方式不同于常規(guī)課程。

（1）項目制。專業(yè)任選課模塊的主要目的是讓學生拓展本專業(yè)方向之外的專業(yè)技能，講課內容不再強調知識的系統性和完整性，直接從項目入手，按工程項目的生產實現過程安排教學內容。

（2）講座制。由于模塊包含的內容多，涉及多門常規(guī)課程，沒有指定的教材。教師根據該模塊對應的工程項目的生產過程，將講課內容整理成講座形式，并給學生提供配套的自編教學材料。

（3）報告制。學生根據教師講座內容和布置的作業(yè)，課后進行深化學習，下一堂課進行分組匯報。

（4）開放制。課程考核一般由平時學生報告評價、項目設計成果、成果匯報答辯組成。

五、真實案例輪式循環(huán)教學

案例輪環(huán)式教學就是以一個完整的工程項目實例為基礎，通過完整案例的輪環(huán)使用，開展教學活動。筆者團隊經過篩選、再設計，整合了一套完整的工程項目教學案例。根據不同課程的需要，對案例進行分解、再設計，形成了一套基于同一項目可用于不同課程的教學案例庫。各課程教師除各自設計的教學案例外，必須使用該教學案例庫。從低年級的基礎課程到高年級的職業(yè)技能強化實訓，案例貫穿始終。

六、適用性系列教材建設

筆者團隊自2010年開始規(guī)劃適用性系列教材的建設工作，目前已經出版工程圖學類教材1部、實訓類教材1部，并己使用3年；投入試用的實訓類教材1部、第二課堂指導書1部；正在建設的有工程力學類教材2部、實訓類教材2部。已經出版使用和試用的教材深受學生的歡迎。

系列教材符合應用型人才培養(yǎng)的定位，突出體現在其工程性和易讀性。教材編寫過程中，行業(yè)技術骨干深度參與，與工程技術緊密對接。教材內容基于工程生產實現過程編寫，以平行、遞進、包容的關系設置實際工程項目案例，平鋪直敘，所有圖例除簡圖外配以實物圖，通俗易讀。

七、學科競賽模式進課堂

學科競賽是學生專業(yè)能力、創(chuàng)新能力的一場綜合檢驗，也是人才培養(yǎng)質量的一種評估。土木工程專業(yè)最具影響力的是“大學生結構設計競賽”，它是一項針對在校大學生極富創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的科技競賽，通過對專業(yè)知識的綜合運用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和動手能力，實現專業(yè)技能的全面提高。筆者把“大學生結構設計競賽”模式搬進了第一課堂，在人才培養(yǎng)方案中設置了“學科基礎專題創(chuàng)新實訓”“結構設計專題創(chuàng)新實訓”兩個環(huán)節(jié)。

“學科基礎專題創(chuàng)新實訓”設置在第一學期，其教學目的是：（1）學生在沒有專業(yè)基礎和束縛的情況下，自由發(fā)揮創(chuàng)新思維；（2）培養(yǎng)學生團隊協作意識和能力；（3）增強學生交流意識和表達能力。該環(huán)節(jié)分為三個階段，第一個階段為力學專題，根據全國周培源力學競賽（實踐）課題整合題目，由3～5人學生小組合作完成，考核內容包括理論分析方案、現場答辯、模型加載試驗；第二階段為機械原理與力學原理結合的課題，考核方式同第一階段；第三階段為創(chuàng)意制作環(huán)節(jié)，給定材料，學生自由發(fā)揮創(chuàng)意創(chuàng)作。

“結構設計專題創(chuàng)新實訓”設置在第五學期，該環(huán)節(jié)以結構設計為主題，契合學科競賽，同時與學科基礎創(chuàng)新實訓環(huán)節(jié)相呼應。一方面，讓學生在具備一定專業(yè)理論知識的基礎上進行結構設計，強化學生的工程表達（工程圖、語言）能力、團隊協作能力和實驗技能，在實踐中深化理論知識。另一方面，與第一學期的學科基礎專題創(chuàng)新實訓形成對比，讓學生更深刻地體會專業(yè)知識積累的重要性。