基于CDIO理念的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

宋軍偉 朱街祿 張偉偉

摘? 要 探討土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)中存在的主要問題，借助CDIO工程教育理念，構(gòu)建土木工程專業(yè)課程體系及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)?；贑DIO理念的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的實(shí)施舉措主要包括加強(qiáng)項(xiàng)目教學(xué)、培養(yǎng)“雙師”型教師團(tuán)隊(duì)、完善校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)場所、加強(qiáng)創(chuàng)新訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)、建立科學(xué)合理的考核評價指標(biāo)體系等。

關(guān)鍵詞 CDIO;土木工程;工程教育;實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）14-0058-03

Exploration and Practice of Civil Engineering Personnel Trai-ning Mode Based on CDIO Concept//SONG Junwei， ZHU Jielu ， ZHANG Weiwei

Abstract This paper discusses the main problems in the training of civil engineering talents， and constructs the curriculum system and practical teaching links of civil engineering specialty with the help of CDIO Engineering education concept. Based on the concept of CDIO， the implementation measures of the training mode of civil engineering professionals mainly include strengthening project tea-ching， training double teacher team， improving the training places inside and outside the school， strengthening innovation training and

independent learning， establishing a scientific and reasonable evalu-ation index system， etc.

Key words CDIO; civil engineering; engineering education; practi-cal teaching

1 前言

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)施（Imple-

ment）和運(yùn)行（Operate），是美國麻省理工學(xué)院等四所高校于20世紀(jì)90年代末發(fā)起并倡導(dǎo)的工程教育理念。CDIO工程教育理念致力于培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)需求和社會發(fā)展的工程師，強(qiáng)調(diào)在工程實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。CDIO于2005年傳入我國，短短十幾年來，對我國工程教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[1-2]。土木工程為工程性、實(shí)踐性較強(qiáng)的工科專業(yè)，將CDIO工程教育理念應(yīng)用于構(gòu)建該專業(yè)人才培養(yǎng)模式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能、創(chuàng)新精神及團(tuán)隊(duì)合作意識[3]。

2 現(xiàn)階段土木工程人才培養(yǎng)存在的主要問題

理論教學(xué)存在的問題? 理論教學(xué)是土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的重要組成部分。由于專業(yè)概念和術(shù)語較多，該專業(yè)的專業(yè)課程理論教學(xué)具有一定的難度?，F(xiàn)階段土木工程專業(yè)理論教學(xué)存在的問題主要包括兩個方面。

1）側(cè)重于傳統(tǒng)理論知識講解，缺乏學(xué)科發(fā)展前沿內(nèi)容的介紹。本課題組對該專業(yè)畢業(yè)十年以上，涉及工程設(shè)計、施工、造價及監(jiān)理等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)查，如表1所示，認(rèn)為大學(xué)知識在工作中非常重要的不到20%，超過90%的受訪者認(rèn)為專業(yè)課應(yīng)側(cè)重于基本原理和基本概念的講解，超過85%的受訪者認(rèn)為專業(yè)課程的教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)與現(xiàn)行規(guī)范、實(shí)際工程的結(jié)合。

2）傳統(tǒng)的教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。傳統(tǒng)的理論教學(xué)中多以教師講授為主，師生之間缺乏交流，過分強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)性，不利于學(xué)生求知欲和學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，更不利于學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)。

實(shí)踐教學(xué)存在的問題

1）實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)性不足，忽略了專業(yè)知識的系統(tǒng)性。為檢驗(yàn)學(xué)生對課程知識的掌握程度，部分專業(yè)課安排了課程設(shè)計，如混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)、工程測量、建筑施工、房屋建筑學(xué)等。課程設(shè)計要求學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識分析并解決工程問題，具有一定的查閱規(guī)范能力，能根據(jù)不同工況選擇合適的計算參數(shù)。目前，每門課程的設(shè)計內(nèi)容僅考慮本課程所學(xué)知識，未考慮課程之間的彼此聯(lián)系，而實(shí)際工程中從地基基礎(chǔ)到上部結(jié)構(gòu)的計算是相互聯(lián)系的，這樣安排導(dǎo)致學(xué)生不能將專業(yè)知識進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系，建立彼此的邏輯關(guān)系，導(dǎo)致學(xué)生在今后實(shí)際工作中遇到具體工程項(xiàng)目時顧此失彼，缺乏獨(dú)立解決復(fù)雜工程問題的能力。

2）部分教師工程經(jīng)驗(yàn)缺乏，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。隨著高校招生規(guī)模的擴(kuò)大，很多教師都是碩士或博士畢業(yè)直接走上工作崗位，具有較高的理論水平，但缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。由于平時承擔(dān)了大量的教學(xué)與科研任務(wù)，參與工程項(xiàng)目的機(jī)會相對較少，導(dǎo)致部分教師工程經(jīng)驗(yàn)缺乏。不少學(xué)校對教師的考核側(cè)重于理論教學(xué)與科研工作，忽視了教師實(shí)踐能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，不利于學(xué)生工程素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

3）很多高校仍采用教師講授為主，學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力不足。受到傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，很多高校仍采用教師講授為主的教學(xué)模式，忽略了學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。另外，由于土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特殊性，開設(shè)了一定比例的演示實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)往往是教師設(shè)計好實(shí)驗(yàn)方案，甚至連應(yīng)變片、實(shí)驗(yàn)夾具等試件都由教師張貼安裝到位。這樣學(xué)生即使不了解實(shí)驗(yàn)原理，也可以按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時泛泛而談，未能涉及問題本質(zhì)。部分學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)，實(shí)踐教學(xué)對考試成績的影響較小，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識與用人單位要求存在差距。

3 基于CDIO理念的土木工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建

為了解決傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)存在的上述問題，江西科技學(xué)院開展了基于CDIO理念的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索，對土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀以及相關(guān)工程企業(yè)對人才所需的專業(yè)知識情況進(jìn)行調(diào)研。為了收集工程企業(yè)、校內(nèi)外專家對土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的意見和建議，召開專家座談會，專家組成員主要包括工程企業(yè)技術(shù)管理人員、以江西科技學(xué)院教師為代表的院校教師等?？紤]到學(xué)生的就業(yè)方向，工程企業(yè)專家主要來自施工企業(yè)、工程測繪企業(yè)、監(jiān)理企業(yè)、檢測企業(yè)等。

企業(yè)專家認(rèn)為高校畢業(yè)生與企業(yè)需求存在部分偏離，較突出的問題主要包括兩個：一是畢業(yè)生好高騖遠(yuǎn)，工作不踏實(shí)，人員流失率較高;二是畢業(yè)生專業(yè)技能不扎實(shí)，不能直接勝任工作崗位的需求。通過企業(yè)管理人員及專家反饋可知，企業(yè)較看重畢業(yè)生上手工作能力。在座談會上，企業(yè)資深專家針對土木工程現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢，提出意見：加強(qiáng)高校與行業(yè)的接軌，亟待開設(shè)關(guān)于BIM技術(shù)、綠色建筑及綠色施工的課程，密切結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范開展教學(xué);國家在大力發(fā)展建筑產(chǎn)業(yè)化、裝配式建筑等，高校可開設(shè)相關(guān)專業(yè)課程。

在學(xué)校對土木工程專業(yè)畢業(yè)生調(diào)查的基礎(chǔ)上，并結(jié)合專家座談會的相關(guān)精神，通過借鑒國內(nèi)外高校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)及CDIO能力大綱和實(shí)施檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)?；贑DIO理念構(gòu)建了土木工程專業(yè)課程體系。該課程體系包括土木工程概論、專業(yè)畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計）兩個一級團(tuán)隊(duì)設(shè)計項(xiàng)目，地下工程、綠色建筑等四個二級團(tuán)隊(duì)設(shè)計項(xiàng)目。其中，每個二級團(tuán)隊(duì)設(shè)計項(xiàng)目由若干門課程組成，每門課程由一個或若干個三級團(tuán)隊(duì)設(shè)計項(xiàng)目組成（如圖1所示）。

4 基于CDIO理念的土木工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的構(gòu)建

土木工程是具有較強(qiáng)工程實(shí)踐性的專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在該專業(yè)中占據(jù)重要地位。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在實(shí)踐教學(xué)中堅持產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)手段，可以對學(xué)生的理論學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用理論知識解決工程實(shí)際問題的能力[4-5]。基于CDIO工程教育理念構(gòu)建的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系如表2所示，該實(shí)踐教學(xué)體系試圖將學(xué)生工程素養(yǎng)的提升、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和職業(yè)能力的培養(yǎng)貫穿在整個實(shí)踐教學(xué)過程中。

5 基于CDIO理念的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的實(shí)施舉措

基于工程項(xiàng)目開展教學(xué)，加強(qiáng)工學(xué)結(jié)合? CDIO工程教學(xué)模式突出強(qiáng)調(diào)基于工程項(xiàng)目全過程生命周期的學(xué)習(xí)，學(xué)生參與工程項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行等環(huán)節(jié)，通過參與具體工程項(xiàng)目獲取知識[6]。部分課程可加強(qiáng)與企業(yè)的合作，通過真實(shí)的項(xiàng)目構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境，采用“做中教、做中學(xué)”的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并將學(xué)生參與項(xiàng)目全過程的表現(xiàn)作為評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的依據(jù)。

培養(yǎng)“雙師”型教師，提高教師的實(shí)踐能力? 《CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)》[7]中對于提高教師的工程實(shí)踐能力提出明確的要求。土木工程專業(yè)是一個對實(shí)踐教學(xué)具有較高要求的專業(yè)，既要求教師具有扎實(shí)的理論知識，還要求教師具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力，能較好地將工程實(shí)踐知識融合到教學(xué)中，通過工程案例引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。這需要教師不斷學(xué)習(xí)，積極參與工程實(shí)踐，將科研項(xiàng)目與工程教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程知識分析問題、解決問題的能力。學(xué)校應(yīng)鼓勵教師積極主動地參與工程實(shí)踐，制定相應(yīng)的考核管理辦法，并有計劃地安排教師到工程企業(yè)參與工程實(shí)踐，從而建立一支理論知識扎實(shí)、具有較強(qiáng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“雙師”型教師隊(duì)伍。

完善實(shí)訓(xùn)場所建設(shè)，建設(shè)一批校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)基地? 《CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)》中指出：工程實(shí)踐場所是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本資源，并應(yīng)逐步完善更新實(shí)踐教學(xué)的軟硬件環(huán)境。校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室既可滿足各類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，還可作為大學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)、自主創(chuàng)新類活動、各類競賽的基地。在校企合作基礎(chǔ)上，建設(shè)一批校外實(shí)習(xí)基地，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，校外導(dǎo)師可參與培養(yǎng)方案修訂、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教材編寫、畢業(yè)論文指導(dǎo)等工作。不斷完善實(shí)訓(xùn)場所建設(shè)，拓寬人才培養(yǎng)途徑，為社會培養(yǎng)輸出應(yīng)用型、技能型人才。

加強(qiáng)創(chuàng)新訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)? CDIO工程教育模式特別重視創(chuàng)新訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)，《CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)》列出了創(chuàng)新訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。創(chuàng)新訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)是學(xué)生通過大學(xué)生科技競賽、社會實(shí)踐及科研項(xiàng)目等活動，主動開展的研究性學(xué)習(xí)。通過創(chuàng)新訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神。在具體實(shí)施方面，可為學(xué)有余力的學(xué)生開放各類實(shí)驗(yàn)室，提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)。如江西科技學(xué)院結(jié)合CDIO工程教育模式實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，取得較好的效果，學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實(shí)踐與科技競賽、大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽等學(xué)科競賽中獲得佳績，在土木工程學(xué)院形成大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽的特色。

建立科學(xué)合理的考核評價指標(biāo)體系? 《CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)》中指出：考核學(xué)生在個人、人際交往、系統(tǒng)建造能力以及學(xué)科知識等方面的能力。傳統(tǒng)對學(xué)生的考核一般采用考試方式，不注重學(xué)習(xí)過程，僅通過成績的高低來評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)存在一定的功利主義，學(xué)生學(xué)習(xí)以取得好成績?yōu)槟康?。CDIO教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施和運(yùn)行中掌握專業(yè)知識和技能，提高知識的運(yùn)用能力。開展CDIO工程教育要求考核評價指標(biāo)體系注重過程考核，側(cè)重于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程，注重實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)并能靈活運(yùn)用所學(xué)知識和原理解決工程問題，做到知識和能力的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。

6 結(jié)語

CDIO工程教育模式是近十多年來國際工程教育改革取得的最新研究成果，已在很多高校被廣泛采用并取得較好的效果。同以往的教育模式相比，CDIO側(cè)重于工程實(shí)踐，讓學(xué)生在真實(shí)的工程實(shí)踐環(huán)境中學(xué)習(xí)，參與工程構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施到運(yùn)營的全過程，可加深對整個工程項(xiàng)目生命周期的認(rèn)識和理解。因此，CDIO工程教育模式可為土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供有益的借鑒?！?/p>

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