水利工程專業學生綜合能力培養的研究與實踐

摘要：根據水利工程的學科特點及專業特色，提出注重實踐性、綜合性和創造性是水利工程教育改革與發展的方向，實現學生綜合能力的提高是水利工程教育的目標。以CDIO工程教育模式為基礎，提出EDP-CDIO教育模式，從基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到預定目標的具體方法及實施方案。

關鍵詞：CDIO模式；水利工程專業；綜合能力培養

作者簡介：張登祥（1971-），男，湖南長沙人，長沙理工大學水利工程學院；張貴金（1963-），男，湖南長沙人，長沙理工大學水利工程學院副院長，教授。（湖南長沙410114）

中圖分類號：G642#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）16-0018-02

近20年是我國水利工程建設的黃金時期，包括三峽工程在內的一大批特大型水利工程的建設為經濟發展作出了巨大貢獻?？焖侔l展的水利工程建設也對水利工程專業人才的培養提出了更高的要求，“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”是很多高校水利水電工程專業人才的培養目標，各高校在建立各自特色的工程教育模式方面都做了大量的工作與有益的探索，積累了許多成功的經驗。但從總體上來看，水利工程專業的現有教育模式與我國水利事業的快速發展的需要還很不適應，培養的水利工程技術人才還遠不能滿足現代企業的需求。1998年，IMD（瑞士洛桑國際管理開發研究院）對我國工程技術人才市場進行了調查，調查結果表明我國人才市場上合格工程師的指標排名世界第36位，顯然，這個指標與我國工程技術人員總數排名世界第一有很大的反差，反映出我國在工程技術人才培養、供給機制等方面不能適應經濟發展，現代企業對工程技術人才的需求在數量、質量和結構上得不到滿足。[1-3]

大型的水利工程往往需要多學科的交叉與融合，這些特點對工程技術人才的培養提出更高的要求，厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、注重實踐性和綜合性、創造性是水利工程技術人才的培養方向，現有培養模式明顯不能滿足上述要求。

一、CDIO工程教育模式

現代水利工程對工程技術人才的學習能力、創新能力以及對新技術的敏感性等綜合能力提出了更高的要求。學生學習的最大障礙是缺乏學習動力。這樣一來，即使教師的教學態度再好也難使學生達到學習的整體目標。好的教育模式下學生能夠主動地發掘課程之間的關系，找到貫穿全部課程的學習策略，使專業課程學習融會貫通。

近年來，歐美等國家提出工程教育領域全新的教育模式——CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式是國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）。CDIO工程教育模式以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。

CDIO教育大綱將工程技術人才的能力分為四個層面：基礎知識、個人能力、團隊能力和系統能力。CDIO大綱提出以綜合培養方式使學生達到上述預定目標，并系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準。2005年，瑞典國家高教署采用這12條標準對本國100個工程學位計劃進行評估。結果表明，新標準比原標準適應面更寬，更利于提高質量，為工程教育的系統化發展提供了全新的思路。近年來，已有幾十所世界著名大學按CDIO模式對工程技術人才進行培養，效果顯著，學生深受社會與企業歡迎。[4-6]

二、水利工程專業學生綜合能力培養模式

以CDIO工程教育模式為基礎，從基礎知識、個人能力、團隊能力和系統能力四個層面對學生的綜合能力進行系統培養，使學生從“要我學”轉變為“我要學”，真正實現“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養目標。培養模式向注重實踐性、綜合性和創造性的新型培養模式轉變。筆者在CDIO模式基礎上，根據水利學科的特點，以水利工程（Engineering）的設計（Design）階段（Phase）為導向，提出EDP-CDIO培養模式。[7]EDP-CDIO是一種以工程項目設計為導向、工程能力培養為目標的工程教育模式。EDP-CDIO培養模式主要從四個方面對現行工程教育模式進行改革。

1.通過跨學科課程整合，培養工程學生的創新視域

以CDIO工程教育模式為基礎，以工程項目設計為導向、工程能力培養為目標，通過項目設計將整個課程體系有機而系統地結合起來的，所有需要學習和掌握的內容都圍繞項目設計這個核心，形成一個有機的整體。

2.以項目帶動學習，實現從“要我學”到“我要學”的轉變

引導學生形成習慣不能僅靠學生的自覺性，應找到機制系統地控制他們的整體行為。學生在學習過程中消極被動的主要原因是學習缺乏目標性。讓學生盡早生產或科研項目程序，讓學生應需要而學，有目標而學，激發學生自覺學習積極性。實現從“要我學”到“我要學”的轉變，實現個人能力的最大發揮。

3.建立專業學習小組導師制，強化導師職能

各專業老師由于受到條件限制，與學生的接觸與互動非常有限?，F有的導師制職能過于單一，學習指導受到很大局限。因此專業導師在學生學習過程中盡早介入指導是非常必要的。建立專業學習小組導師制，強化導師職能，導師積極引導學生參與到自己的生產或科研項目中去，對于激發學生學習興趣是極為必要的。同時通過項目的分工與合作培養團隊精神及工程大局觀。

4.以工程項目各設計階段為導向，建立目標學習制度，改變現有實踐教學模式

現有實踐教學主要包括三大部分內容：實驗、實習及畢業設計。但從現有實施的效果上看還達不到實現實踐性、綜合性和創造性的實踐教學目的。理論上實驗、實習及畢業設計三個教學環節應該緊密結合為工程設計或研究服務，然而具體實施過程中目標性不強，與工程實踐脫節。以工程項目各設計階段為導向，建立目標學習制度。在專業導師指導下，為實現項目設計各階段目標，自覺選擇各階段目標必修課程，安排實驗及實習計劃等實踐課程。

三、實施方案

要激發學生學習的積極性，誘導他們追求知識的欲望，最好的辦法就是讓學生參與到教學的每一個過程。水利工程專業之所以工程類專業中一個非常有特色的專業，因為水利工程特別是大型的水利工程往往需要多學科的交叉與融合，且從流域規劃到項目竣工時間跨度很長，建設程序也最多。工程上將水利工程的建設程序分為流域規劃、項目建議書、可行性研究、初步設計、招標設計、施工圖設計等六個階段（Phase），且每一個階段內容都非常豐富。因此可以將水利工程課程體系以水利工程的六個設計階段為階段目標，讓學生從跨入大學的第一天起就自覺地為他們選擇的工程項目做準備，并體會一個工程項目在他們的努力下從流域的規劃到最終竣工的喜悅。具體實施方案如下：

（1）對CDIO模式進行研究學習，調研國內外水利工程專業課程體系改革現狀，探討以工程項目為導向，對水利工程專業現有課程體系進行改革的可行性及具體措施。

（2）現有課程體系的調整方案。按CDIO模式對培養計劃及課程體系進行修訂，如圖1。

本培養方案以學生工程實踐能力、創新能力與科學研究能力的培養為核心，以工程實踐為主線，劃分為通識教育、學科大類專業基礎教育、專業（專業方向）教育三個層次。培養方案突出設計了包括學科大類基礎課程群、專業（專業方向）課程群等教育內容，使學生有興趣、有研究、有實踐地學習專業領域的知識，逐步地、系統地增強工程實踐能力、創新能力。課程設置基本框架如表2。

（3）從大二開始建立專業學習小組，各學習小組配備專業導師，建立專業學習導師負責制。專業導師具體負責各學習小組的各階段學習計劃安排，包括理論課時的選擇、實驗的安排、實習計劃的安排及畢業設計的計劃等。

（4）以水利工程（Engineering）的建設設計（Design）階段（Phase）為導向，建立目標學習制度，如圖2。

在專業導師指導下，為實現項目設計各階段目標，自覺選擇各階段目標必修課程，安排實驗及實習計劃等實踐課程。

（5）采用企業輪訓制度，加強實踐能力培養。組織學生到相關設計、施工企業，跟班實踐學習，時間安排為1年。學習方法采用專題講座及各專業科室輪訓方案。學校安排實踐經驗豐富的教師和企業安排的工程師聯合指導。企業學習階段的工作是在學校理論學習階段的基礎上，通過認識實習、生產實習并完成畢業設計等環節，對知識、能力、素養培養進一步夯實和深化。在企業學習階段采取校企聯合指導的方式。培養方案與企業聯合研討確定，共同在培養過程中實施。

四、結語

本文對國際工程教育領域全新的教育模式——CDIO工程教育模式進行了系統研究，根據水利工程的學科特點提出了適合水利工程專業人才培養的新的教育模式——EDP-CDIO模式。EDP-CDIO教育模式能從基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到CDIO大綱的要求，提高學生的綜合能力，達到實踐性、綜合性和創造性的培養目標。

參考文獻：

[1]劉西拉.21世紀的中國土木工程教育[J].清華大學教育研究，1998，(1):

95-99.

[2]林峰，顧祥林，何敏娟.現代土木工程特點與土木工程專業人才的培養模式[J].高等建筑教育，2006，(3):26-28.

[3]龔志起，陳柏昆，等.國內外土木工程專業實踐教學模式比較[J].高等建筑教育，2009，18(1):12-15.

[4] Berggren，K.F.，Brodeur，D.R.CDIO:An International Initiative for Reforming Engineering Education”.World Transactions on Engineering and Technology Education，2003，2(1)，49-52.

[5]Lin P，Wang Y Z，Xiong G J.The first run of the final year project with CDIO element programs[J].UNESCO World Transaction on Engineering and Technology Education，2006，5(2):283-286.

[6]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO——清華大學創新性工程教育的探索[J].高等工程教育，2009，(1):11-23.

[7]張登祥，楊偉軍.基于EDP-CDIO模式水利工程專業課程體系探討[J].中國電力教育，2010，(4):101-103.

（責任編輯：王祝萍）