CDIO工程教育模式在土木工程人才培養(yǎng)中的應(yīng)用研究

摘 要：我國(guó)傳統(tǒng)的土木工程專(zhuān)業(yè)教育模式以學(xué)科知識(shí)為核心，缺乏對(duì)歷史、社會(huì)和環(huán)境的認(rèn)知與責(zé)任方面的教育，已不適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的實(shí)際需求和發(fā)展。CDIO工程教育模式是近年來(lái)教學(xué)改革的新成果，倡導(dǎo)科學(xué)知識(shí)與人文精神的完美結(jié)合，使培養(yǎng)出的工程師具備扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、優(yōu)秀的職業(yè)道德、正直，富有責(zé)任感。本文闡述了目前土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)中存在的問(wèn)題，構(gòu)思與設(shè)計(jì)了CDIO工程教育模式在土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CDIO；土木工程；工程教育；人才培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2013）01-0049-02

一、CDIO工程教育模式概述

隨著工程科學(xué)的發(fā)展，工程教育越來(lái)越偏重工程科學(xué)和復(fù)雜的分析工具，逐漸和實(shí)際工程能力相脫離，不適應(yīng)社會(huì)的實(shí)際需要。20世紀(jì)末，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成跨國(guó)研究組合，經(jīng)過(guò)四年的探索研究后提出CDIO工程教育模式，這是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品的從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

國(guó)外CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。研究結(jié)果表明，應(yīng)用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱，取得了良好效果，按CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，個(gè)人能力強(qiáng)，尤其受社會(huì)與企業(yè)的歡迎。

二、土木工程專(zhuān)業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)面臨的問(wèn)題

土木工程專(zhuān)業(yè)屬典型的工程應(yīng)用學(xué)科，人才培養(yǎng)質(zhì)量的好壞直接涉及工程實(shí)體的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。目前，我國(guó)提出“應(yīng)用型本科教育”、“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，倡導(dǎo)培育出更適合工程一線實(shí)際需要的人才培養(yǎng)理念。但是，我們的教育模式依然是由教師講授科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為主，學(xué)生的動(dòng)手能力較弱，導(dǎo)致在諸多方面存在一些問(wèn)題。

1.學(xué)生創(chuàng)造性差，學(xué)習(xí)方法因循守舊；或者說(shuō)，學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)發(fā)揮他們的創(chuàng)造性，學(xué)生的科研成果少。

2.學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性不高，都是在教師的指導(dǎo)下聽(tīng)講及完成作業(yè)，獨(dú)立完成的學(xué)習(xí)部分少，惰性較強(qiáng)。

3.學(xué)生的工程專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)少，體現(xiàn)在缺乏踏實(shí)的基本功，不能熟練地掌握儀器操作方法。

4.學(xué)生的職業(yè)道德、誠(chéng)信、職業(yè)素質(zhì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)；未對(duì)所從事的土木工程事業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的熱愛(ài)和榮譽(yù)感。

5.人際關(guān)系、團(tuán)隊(duì)精神沒(méi)有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練；較多學(xué)生以自我為中心，不顧及他人的感受及班集體的利益。

6.表達(dá)能力差，溝通能力差，思路不清晰，缺乏鍛煉。

7.在工作中對(duì)專(zhuān)業(yè)崗位上手較慢，對(duì)工程環(huán)境適應(yīng)較慢，導(dǎo)致用人單位對(duì)所錄用學(xué)生的工作表現(xiàn)不滿意。

針對(duì)以上問(wèn)題，應(yīng)用CDIO工程教育模式是改革傳統(tǒng)教育教學(xué)方法的需要，是培養(yǎng)出高質(zhì)量土木工程應(yīng)用型人才的新途徑。

三、CDIO模式下土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)

（一）培養(yǎng)目標(biāo)定位

注重培養(yǎng)工程應(yīng)用、基礎(chǔ)扎實(shí)、素質(zhì)全面、工程實(shí)踐能力、技術(shù)創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)組織能力強(qiáng)，具有良好的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感的應(yīng)用型、復(fù)合型工程技術(shù)人才；所培養(yǎng)的學(xué)生能夠掌握土木工程專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、先進(jìn)技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，在本專(zhuān)業(yè)的某一方向具有獨(dú)立從事工程施工、設(shè)計(jì)、管理等能力。同時(shí)，應(yīng)掌握一門(mén)外語(yǔ)，能夠較順利閱讀本專(zhuān)業(yè)的國(guó)內(nèi)外科技資料和文獻(xiàn)，掌握和了解國(guó)內(nèi)外本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

（二）課程體系的構(gòu)思與設(shè)計(jì)

課程設(shè)置以土木工程生產(chǎn)建設(shè)需求為導(dǎo)向制定人才培養(yǎng)方案，以土木工程實(shí)體的設(shè)計(jì)與施工為牽引設(shè)置課程體系，通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工將整個(gè)課程體系有機(jī)地、系統(tǒng)地結(jié)合起來(lái)，將以項(xiàng)目為向?qū)У呐囵B(yǎng)理念完整地、有銜接地貫穿到整個(gè)教學(xué)階段（如圖1土木工程專(zhuān)業(yè)道橋方向核心課程組成結(jié)構(gòu)），這樣使學(xué)生所有需要學(xué)習(xí)和掌握的課程內(nèi)容都圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)這個(gè)核心，并與這個(gè)核心融合在一起，形成一個(gè)整體。

圖1 土木工程專(zhuān)業(yè)（道橋方向）核心課程結(jié)構(gòu)示意圖

（三）實(shí)施方案的構(gòu)建

1.以工程項(xiàng)目為載體。按照CDIO模式設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，在課程講授之前，由學(xué)生分組形成團(tuán)隊(duì)，查找資料（Conceive），分別提出針對(duì)課程的工程項(xiàng)目問(wèn)題（Design），帶著問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)（Implement），在課程結(jié)束之時(shí)解決問(wèn)題（Operate）。以“路面工程”課程一組學(xué)生為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)之初，通過(guò)查找資料，找出某一條公路的實(shí)際交通量，擬定路面類(lèi)型為瀝青混凝土路面，目的是在課程結(jié)束后完成該路面的設(shè)計(jì)，在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，瀝青路面的學(xué)習(xí)要有針對(duì)性，但并不是只學(xué)習(xí)瀝青路面的相關(guān)知識(shí)，所有的路面知識(shí)都要學(xué)習(xí)，課程結(jié)束后會(huì)有一周的課程設(shè)計(jì)時(shí)間，確定出來(lái)本組公路等級(jí)，設(shè)計(jì)出瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式、尺寸。這樣，該組學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的掌握會(huì)更加全面、透徹，同時(shí)也能提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)精神。

2.以校企合作為依托。土木工程專(zhuān)業(yè)行業(yè)背景深

厚，所涉及工程包括公路、橋梁、城市道路、房屋建筑等，大多數(shù)院校能提供給學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境僅限于一般的基礎(chǔ)課程，比如，建筑材料試驗(yàn)，測(cè)量實(shí)習(xí)等，不能提供工地實(shí)際工程環(huán)境。通過(guò)校企合作、開(kāi)放式辦學(xué)模式，可以彌補(bǔ)學(xué)校辦學(xué)資源的不足，共享企業(yè)資源，可以引進(jìn)企業(yè)先進(jìn)的工程教育模式、熟悉相應(yīng)領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及高效的企業(yè)組織管理。實(shí)現(xiàn)途徑包括與企業(yè)共建實(shí)習(xí)基地、人才培養(yǎng)基地、工程研發(fā)中心；開(kāi)展“訂單式”人才培養(yǎng)模式等；學(xué)校與行業(yè)、企業(yè)共同制定培養(yǎng)方案，以企業(yè)需要的人才為培養(yǎng)目標(biāo)，縮短學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)需求之間的距離；以“頂崗”實(shí)習(xí)的方式，讓學(xué)生進(jìn)入企業(yè)工程生產(chǎn)一線，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與工程環(huán)境的零距離對(duì)接，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力，擴(kuò)大學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)理論知識(shí)與工程實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

3.以師資建設(shè)為保障。師資隊(duì)伍建設(shè)是教學(xué)改革成功的基本保障。第一，注重本學(xué)校教師工程綜合素質(zhì)的提高。制訂教師培養(yǎng)計(jì)劃，有計(jì)劃、有步驟、有重點(diǎn)地安排教師到國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)學(xué)習(xí)交流，到企業(yè)考察，參加社會(huì)實(shí)踐，以獲得更豐富的工程實(shí)踐經(jīng)歷，形成既有教學(xué)本領(lǐng)，又有工程經(jīng)歷的“雙結(jié)構(gòu)”教師隊(duì)伍；制定激勵(lì)政策，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)教師的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，參與教學(xué)培養(yǎng)方案的制定和教學(xué)改革，鼓勵(lì)教師參與工程項(xiàng)目建設(shè)，有條件的話，教師講授兩年的課程要進(jìn)行一年的工程實(shí)踐，有利于教師的知識(shí)更新，使教師的工程意識(shí)、創(chuàng)新能力、教學(xué)水平得到明顯提高。第二，聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)教師走進(jìn)課堂，開(kāi)展選修課程的講授，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)。建立嚴(yán)格的企業(yè)教師遴選制度，按照共同制定的教學(xué)大綱要求完成教學(xué)任務(wù)，這樣，企業(yè)教師會(huì)將最實(shí)際、最先進(jìn)的知識(shí)帶進(jìn)課堂，將工程實(shí)例、工程意識(shí)、工程文化和工程精神帶進(jìn)課程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與工程師的零距離對(duì)接。

4.以工程文化教育為升華。工程文化教育強(qiáng)調(diào)以人為本，以人對(duì)工程的態(tài)度為根本出發(fā)點(diǎn)，以培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代工程活動(dòng)特點(diǎn)的工程應(yīng)用人才為目標(biāo)，需要把科學(xué)知識(shí)教育與工程文化教育有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，讓學(xué)生受到工程文化的熏陶，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力和素質(zhì)的全面發(fā)展。在專(zhuān)業(yè)教育中滲透工程文化教育，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，將傳統(tǒng)的單一科學(xué)知識(shí)教育轉(zhuǎn)化為包含社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境等綜合素質(zhì)教育體系；通過(guò)科技創(chuàng)新活動(dòng)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、課余文化活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生對(duì)社會(huì)的適應(yīng)能力；建設(shè)工程文化基地，通過(guò)基地的圖文、實(shí)物等展現(xiàn)專(zhuān)業(yè)發(fā)展過(guò)程、歷史積淀傳承過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，深刻感受工程文化精髓；通過(guò)學(xué)生企業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生感知企業(yè)文化，建立良好的職業(yè)道德標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)適合現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展要求的綜合素質(zhì)，拓展學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)能力和國(guó)際視野。

鑒于我國(guó)土木工程事業(yè)的迅猛發(fā)展，高等教育要與之適應(yīng)，要不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化人才培養(yǎng)理念，教育要面向世界，面向未來(lái)。將CDIO工程教育模式深入土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革是切實(shí)可行的，但需要我們轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，在進(jìn)行科學(xué)知識(shí)普及的同時(shí)，更要注重學(xué)生人文素質(zhì)的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)出新時(shí)代的卓越工程師。在改革實(shí)踐中會(huì)遇到一些問(wèn)題，有待于我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦胁粩嗟靥剿髋c完善。

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