CDIO 理念下土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建對策

王 莉

（西南交通大學(xué)希望學(xué)院土木工程學(xué)院 四川成都 610400）

土木工程類專業(yè)重視理論知識與工程實(shí)踐兩者之間的聯(lián)系，因此土木工程類專業(yè)也體現(xiàn)出了顯著的實(shí)踐性特征。實(shí)踐教學(xué)在土木工程類專業(yè)整個教學(xué)活動中占據(jù)比重較大，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力、形成創(chuàng)新思維、增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)的有效手段，向社會輸送出高素質(zhì)的工程型及技術(shù)型人才。[1]但是從實(shí)際情況來看，目前許多高校土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系還有待健全，實(shí)踐教學(xué)條件還有諸多值得完善之處，并且教師工程實(shí)踐能力有待提升，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力有待加強(qiáng)。同時，部分教師和學(xué)生并未充分認(rèn)識到土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要程度，將實(shí)踐教學(xué)等同于簡單的課程設(shè)計或者計算機(jī)軟件運(yùn)用，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)的成效不理想。因此，構(gòu)建起完善的土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系也是當(dāng)前教育工作者研究的重點(diǎn)課題。

一、CDIO 工程教育模式簡介

包括美國麻省理工學(xué)院以及瑞典皇家工學(xué)院在內(nèi)的四所大學(xué)在21 世紀(jì)初共同提出了CDIO 這一工程教育理念，也是一種國際工程教育和人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式，涵蓋構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（design）、實(shí)現(xiàn)（implement）、運(yùn)行（operate）的連貫過程。[2]CDIO 工程教育理念更加重視為學(xué)生提供接近真實(shí)的工程實(shí)踐環(huán)境，注重基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)實(shí)踐以及課程設(shè)計等內(nèi)容與工程實(shí)踐之間的緊密聯(lián)系，促使學(xué)生采取自主、實(shí)踐、課程三者之間相互關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生更加高效地理解掌握基礎(chǔ)理論知識，在此過程中不斷提升學(xué)生工程能力。[3]CDIO 工程教育理念根本目的在于調(diào)動學(xué)生主動參與到某一實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計、實(shí)施、運(yùn)行、維護(hù)等全生命周期過程，幫助學(xué)生深刻理解掌握知識和將其進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，從而讓學(xué)生能夠有效地將所學(xué)知識應(yīng)用于工程項(xiàng)目建設(shè)全周期中各種問題的解決之中。CDIO 工程教育理念認(rèn)為，學(xué)生工程能力一方面涵蓋專業(yè)理論知識，另一方面還要求學(xué)生具備良好的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作素養(yǎng)以及對大局的整體把控能力。

鑒于土木工程類專業(yè)對實(shí)踐性、工程性以及技術(shù)性的高要求特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)在整個教學(xué)活動中的地位不言而喻，以CDIO 工程教育理念為指導(dǎo)開展實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建起相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系至關(guān)重要。以CDIO 理念為依據(jù)，構(gòu)建起涵蓋構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施、運(yùn)行的多元化的土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，讓學(xué)生在整個大學(xué)學(xué)習(xí)生涯接受全面的實(shí)踐訓(xùn)練，更好地掌握實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和技能，提高學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際工程實(shí)踐問題的能力，增強(qiáng)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)團(tuán)隊合作素養(yǎng)，從而向社會輸送更多滿足社會及企業(yè)實(shí)際需要，并且具備較強(qiáng)工程實(shí)踐能力、高素質(zhì)的土木工程類應(yīng)用型人才。

二、土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

首先，盡管目前部分學(xué)校已認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的必要性，然而在實(shí)踐教學(xué)開展過程中依然存在諸多不足，并未構(gòu)建起完善的實(shí)踐教學(xué)體系，導(dǎo)致理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)之間并未形成有機(jī)聯(lián)系，實(shí)踐教學(xué)也往往只是表面形式。[4]其次，現(xiàn)階段大多數(shù)教師也缺乏良好的工程實(shí)踐能力，許多教師畢業(yè)后直接進(jìn)入學(xué)校任教，雖然理論基礎(chǔ)處于較高水平，但是嚴(yán)重缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也沒有參與過具體的工程實(shí)踐項(xiàng)目，種種因素導(dǎo)致教師專業(yè)工程實(shí)踐能力薄弱。[5]

三、CDIO 理念下土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建對策

以CDIO 工程教育理念為參考，設(shè)計土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系基本框架。其中基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程是土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)，將此類課程所包括的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、課外活動等內(nèi)容融入相關(guān)課程之中并實(shí)施。在土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中，將提高學(xué)生工程實(shí)踐能力以及團(tuán)隊協(xié)作素養(yǎng)作為重點(diǎn)內(nèi)容，致力于將培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)滲透至土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)全過程。

（一）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程以及專業(yè)課程之中均包含實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。對于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的構(gòu)建，需要首先從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開始，隨后進(jìn)入材料性能檢驗(yàn)，然后過渡至結(jié)構(gòu)性能實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握材料力學(xué)性能知識后，可以運(yùn)用所學(xué)知識將相應(yīng)材料制作成為不同的受力件或者結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步借助結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)深刻理解力學(xué)性能原理。[6]在實(shí)驗(yàn)的過程中，有助于培養(yǎng)學(xué)生在解決實(shí)際問題中運(yùn)用所學(xué)知識的能力。在CDIO 理念下的土木工程類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要最大限度地激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣，無論是在制作構(gòu)件抑或是操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的過程中都要始終以學(xué)生為主體，讓學(xué)生全面融入構(gòu)思、設(shè)計、制作、運(yùn)作的流程之中，從而充分激發(fā)學(xué)生的思維潛能。

（二）構(gòu)建實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)

在土木工程類專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的構(gòu)建中，需要借助基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)以及專業(yè)實(shí)習(xí)逐步遞進(jìn)的方式開展實(shí)習(xí)，確保學(xué)生工程實(shí)踐能力的逐漸提升，潛移默化中樹立起工程化思維。[7]在CDIO 理念下的土木工程類專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)中，要注重讓學(xué)生通過主動的、實(shí)踐的、課程之間相互聯(lián)系的方式開展專業(yè)及社會知識的學(xué)習(xí)。在進(jìn)行實(shí)際工程的實(shí)習(xí)過程中，培養(yǎng)學(xué)生與他人交流的能力，提高個人公關(guān)處理能力和解決實(shí)際問題的能力。實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)一方面有助于讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)個人專業(yè)知識和實(shí)踐能力方面的劣勢，從而進(jìn)行針對性的提高；另一方面對于學(xué)生團(tuán)隊合作思維、創(chuàng)新意識以及樹立正確價值觀念也具有積極的作用。

（三）構(gòu)建課程設(shè)計環(huán)節(jié)

從大系統(tǒng)視角下，構(gòu)建符合土木工程類專業(yè)的課程設(shè)計，確保每一門課程內(nèi)容都能滿足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用專業(yè)知識解決實(shí)際工程問題的能力，逐步養(yǎng)成工程化觀念，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的目標(biāo)，最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。[8]畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)是考核學(xué)生綜合學(xué)習(xí)情況以及評價CDIO 工程教育理念落實(shí)成效的重要階段，其中包括了學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè)所學(xué)的全部課程理論知識，需要學(xué)生掌握某一工程項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計以及實(shí)施的全過程內(nèi)容，最終能夠完成系統(tǒng)的工程項(xiàng)目。

（四）構(gòu)建課外活動項(xiàng)目

從土木工程類專業(yè)的特征來看，學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該調(diào)動學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目的積極性，鼓勵學(xué)生主動申報各個級別的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐，踴躍參加不同級別的大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽。[9]在CDIO 理念下，更加注重讓學(xué)生多參與各項(xiàng)課外活動項(xiàng)目，能夠在課外實(shí)踐活動中提高學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神和協(xié)調(diào)能力。在參與教師科研項(xiàng)目的過程中，有助于讓學(xué)生隨時掌握土木工程領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展和行業(yè)發(fā)展動態(tài)，幫助學(xué)生樹立主動發(fā)現(xiàn)問題的意識，養(yǎng)成分析問題的思維，提高解決問題的能力，以便讓學(xué)生能夠結(jié)合對科研內(nèi)容的興趣明確自身未來科研方向，從而逐步增強(qiáng)學(xué)生的科研能力，強(qiáng)化創(chuàng)新思維和能力，最終達(dá)到提升其實(shí)踐能力的目的。[10]在參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的訓(xùn)練過程中，能夠?yàn)閷W(xué)生提供開展從項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計以及實(shí)施等全過程訓(xùn)練的機(jī)會，以創(chuàng)新項(xiàng)目為引導(dǎo)促使學(xué)生自覺積極地進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究和實(shí)踐，將創(chuàng)新項(xiàng)目作為載體、以實(shí)際工程問題為導(dǎo)向、以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程問題解決能力為根本，真正意義上提升學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新思維，增強(qiáng)在實(shí)際項(xiàng)目中的協(xié)調(diào)控制能力。在參與大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽活動的過程中，助推校內(nèi)學(xué)生和其他知名高校土木工程類專業(yè)學(xué)生開展比賽，在拓展自身視野的同時，培養(yǎng)學(xué)生對科研的興趣，形成創(chuàng)新意識，潛移默化中增強(qiáng)學(xué)生思考、分析以及解決問題的能力，與此同時促使學(xué)生人際溝通和團(tuán)隊協(xié)作能力的持續(xù)提升。

四、土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系運(yùn)行保障措施

（一）落實(shí)導(dǎo)師制

在CDIO 理念下的土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中，需要將導(dǎo)師制落到實(shí)處。即在學(xué)生入校后就需要選擇分配專業(yè)課教師作為整個大學(xué)學(xué)習(xí)生涯中的指導(dǎo)教師。同時導(dǎo)師負(fù)責(zé)了解學(xué)生的興趣愛好和未來發(fā)展方向，并根據(jù)專業(yè)課程設(shè)置情況為學(xué)生規(guī)劃學(xué)習(xí)方案。在學(xué)業(yè)方面導(dǎo)師主動和學(xué)生交談，指導(dǎo)學(xué)生采取正確的學(xué)習(xí)方法開展有計劃性和目的性的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠在各個教學(xué)環(huán)節(jié)獲得CDIO 工程教育理念下各要素的系統(tǒng)性訓(xùn)練，從而讓學(xué)生掌握構(gòu)思、學(xué)會設(shè)計、有效實(shí)施。

（二）建設(shè)一流師資隊伍

CDIO 工程教育理念下的土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，對于專業(yè)教師綜合素養(yǎng)提出了更高要求。一方面需要具備較強(qiáng)的教學(xué)能力，另一方面也需要教師具有系統(tǒng)性完成實(shí)際項(xiàng)目中構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施、運(yùn)行等全過程的經(jīng)驗(yàn)。若想培養(yǎng)掌握扎實(shí)工程實(shí)踐能力的高素養(yǎng)土木工程人才，建設(shè)一支擁有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的師資隊伍必不可少。因此，高校需要重視對中青年教師工程實(shí)踐能力的提升。由于教師實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的累積并非一朝一夕之事，而是一個逐漸增加的過程，所以高校不僅需要利用各種手段調(diào)動教師主動進(jìn)行自我提升的積極性，不斷積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大知識涉及范圍，而且還需要制訂完善的計劃，合理選派中青年教師深入建筑類企業(yè)實(shí)際工程實(shí)踐中，利用真實(shí)工程實(shí)踐工作做好對教師的培訓(xùn)。除此之外，高校還應(yīng)該定期邀請建筑行業(yè)專家或者企業(yè)技術(shù)骨干來校舉辦學(xué)術(shù)講座，向廣大師生群體普及行業(yè)最新知識。通過這些手段能夠逐步提升教師的專業(yè)素養(yǎng)，使教師具備將專業(yè)基礎(chǔ)理論融入土木工程類專業(yè)實(shí)踐的能力，從而建設(shè)起一支高水平的土木工程類專業(yè)“雙師型”師資隊伍。

（三）校企合作共建實(shí)踐教學(xué)基地

為保證基于CDIO 工程教育理念下土木工程類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生工程實(shí)踐能力的逐步增強(qiáng)，需要高校加強(qiáng)和相關(guān)企業(yè)的深度合作，共同建設(shè)實(shí)踐教學(xué)基地，為學(xué)生開展土木工程實(shí)踐活動以及培養(yǎng)土木工程類專業(yè)實(shí)用型人才提供充分的場所保障。高校應(yīng)該主動和區(qū)域內(nèi)具有較強(qiáng)實(shí)力的建筑類企業(yè)展開合作，大力建設(shè)土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)基地，融合實(shí)踐教學(xué)、科學(xué)研究、社會服務(wù)等眾多功能，將建筑類企業(yè)實(shí)際工作內(nèi)容融入學(xué)生實(shí)踐的各個環(huán)節(jié)。在大一階段，學(xué)生可深入企業(yè)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，面的面、全方位地了解真實(shí)建筑項(xiàng)目的整個生產(chǎn)流程，提高對土木工程類專業(yè)的認(rèn)知，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和未來發(fā)展方向。在大二及大三階段，學(xué)生已掌握土木工程類專業(yè)一定的基礎(chǔ)理論知識和實(shí)踐技能，可深入建筑類企業(yè)中開展測量實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，直接參與到項(xiàng)目的現(xiàn)場施工生產(chǎn)中，不斷增強(qiáng)個人的工程實(shí)踐能力。在大四階段，學(xué)生深入企業(yè)完成畢業(yè)實(shí)習(xí)，對建筑企業(yè)文化進(jìn)行深刻的感悟，提高個人團(tuán)隊合作素養(yǎng)，不斷夯實(shí)個人工程實(shí)踐能力。

結(jié)語

綜上所述，土木工程作為具有較強(qiáng)實(shí)踐性的一類專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)是整個教學(xué)活動的關(guān)鍵一環(huán)。只有不斷革新現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)模式，才能夠培養(yǎng)出符合社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和企業(yè)實(shí)際需要的實(shí)用型土木工程類人才。因此，需要以CDIO 理念為依據(jù)，構(gòu)建起涉及所有教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)體系，在課內(nèi)由學(xué)生開展設(shè)計和實(shí)驗(yàn)，課外積極參與各項(xiàng)教師科研項(xiàng)目、創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練以及結(jié)構(gòu)競賽等活動，充分尊重學(xué)生的主體地位，促使學(xué)生主動投身于教學(xué)實(shí)踐的全過程，親力親為完成工程實(shí)踐，從而真正意義實(shí)現(xiàn)CDIO 工程教育理念下的專業(yè)學(xué)習(xí)和工程教育，切實(shí)提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng)。