應用技術型本科高校土木工程專業SCCIM—CDIO人才培養模式探索

張茂雨+李博+朱云輝+王艷茹

摘要：基于應用型本科人才培養定位，就土木工程專業提出了SCCIM-CDIO人才培養模式，并從過程式課程體系、四步導向的實踐教學體系、就業導向的職業技能強化實訓、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，培養實踐性、創新性人才。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所大學工科畢業生進行的問卷調查研究結果顯示，畢業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；三是重點增加專業主干課程和專業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人才培養模式，注重工程訓練與科技創新教育，培養學生具備扎實的專業技能、較好的工程實踐和創新能力，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，突出專業技能（S）、溝通表達（C）、團隊協作（C）、創新（I）、管理（M）“五項能力”的培養。人才培養模式可以概括為“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”即人才培養要面向人才市場，面向區域經濟建設和社會發展需要；

（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律的認知，又反映了學習者對工程的認知過程，適應培養工程人才的需要。

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、創新能力，專業技能實訓、團隊項目實戰，畢業環節四個階段。

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”為學習過程，為主要專業技能之一。

施工技術類以“了解理論一觀摩一創新課題一開放實驗一校內實訓一校外實習一項目實戰”為學習過程，也是主要專業技能之一。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，按照人才培養目標和規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，貫穿整個大學學習階段。由工程實踐入門到工程設計入門，再到工程技術創新，由淺入深，逐步推進學生的工程實踐能力和創新能力培養。

三、就業導向的職業技能強化實訓

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

（1）模塊設置。以就業為導向，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企業兼職教師。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生與就業單位的好評和支持。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節非常滿意，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計劃中。

四、專業任選課模塊化

在核心課程穩定的基礎上，專業任選課按模塊進行設置。學生既可按自己今后的擇業方向需要的技能選擇專業任選課模塊，也可根據專業興趣選擇專業知識拓展性模塊。專業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課程。

（1）項目制。專業任選課模塊的主要目的是讓學生拓展本專業方向之外的專業技能，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，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、真實案例輪式循環教學

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

“學科基礎專題創新實訓”設置在第一學期，其教學目的是：（1）學生在沒有專業基礎和束縛的情況下，自由發揮創新思維；（2）培養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。該環節分為三個階段，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；第三階段為創意制作環節，給定材料，學生自由發揮創意創作。

“結構設計專題創新實訓”設置在第五學期，該環節以結構設計為主題，契合學科競賽，同時與學科基礎創新實訓環節相呼應。一方面，讓學生在具備一定專業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新實訓形成對比，讓學生更深刻地體會專業知識積累的重要性。