基于CDIO理念的土木工程專業人才培養模式探索與實踐

宋軍偉 朱街祿 張偉偉

摘? 要 探討土木工程專業人才培養中存在的主要問題，借助CDIO工程教育理念，構建土木工程專業課程體系及實踐教學環節。基于CDIO理念的土木工程專業人才培養模式的實施舉措主要包括加強項目教學、培養“雙師”型教師團隊、完善校內外實訓場所、加強創新訓練和自主學習、建立科學合理的考核評價指標體系等。

關鍵詞 CDIO;土木工程;工程教育;實踐教學

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：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代表構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Imple-

ment）和運行（Operate），是美國麻省理工學院等四所高校于20世紀90年代末發起并倡導的工程教育理念。CDIO工程教育理念致力于培養適應行業需求和社會發展的工程師，強調在工程實踐中培養學生的實踐能力、創新精神和團隊協作能力。CDIO于2005年傳入我國，短短十幾年來，對我國工程教育產生深遠影響[1-2]。土木工程為工程性、實踐性較強的工科專業，將CDIO工程教育理念應用于構建該專業人才培養模式，有利于培養學生的實踐技能、創新精神及團隊合作意識[3]。

2 現階段土木工程人才培養存在的主要問題

理論教學存在的問題? 理論教學是土木工程專業人才培養模式的重要組成部分。由于專業概念和術語較多，該專業的專業課程理論教學具有一定的難度。現階段土木工程專業理論教學存在的問題主要包括兩個方面。

1）側重于傳統理論知識講解，缺乏學科發展前沿內容的介紹。本課題組對該專業畢業十年以上，涉及工程設計、施工、造價及監理等領域的工程技術人員進行調查，如表1所示，認為大學知識在工作中非常重要的不到20%，超過90%的受訪者認為專業課應側重于基本原理和基本概念的講解，超過85%的受訪者認為專業課程的教學應加強與現行規范、實際工程的結合。

2）傳統的教學方法不利于培養學生的創新精神。傳統的理論教學中多以教師講授為主，師生之間缺乏交流，過分強調教師在教學過程中的主導性，不利于學生求知欲和學生主動學習能力的培養，更不利于學生團隊協作精神的培養。

實踐教學存在的問題

1）實踐教學系統性不足，忽略了專業知識的系統性。為檢驗學生對課程知識的掌握程度，部分專業課安排了課程設計，如混凝土結構設計、鋼結構、工程測量、建筑施工、房屋建筑學等。課程設計要求學生靈活運用所學知識分析并解決工程問題，具有一定的查閱規范能力，能根據不同工況選擇合適的計算參數。目前，每門課程的設計內容僅考慮本課程所學知識，未考慮課程之間的彼此聯系，而實際工程中從地基基礎到上部結構的計算是相互聯系的，這樣安排導致學生不能將專業知識進行有機聯系，建立彼此的邏輯關系，導致學生在今后實際工作中遇到具體工程項目時顧此失彼，缺乏獨立解決復雜工程問題的能力。

2）部分教師工程經驗缺乏，不利于培養學生的實踐能力。隨著高校招生規模的擴大，很多教師都是碩士或博士畢業直接走上工作崗位，具有較高的理論水平，但缺乏工程實踐經驗。由于平時承擔了大量的教學與科研任務，參與工程項目的機會相對較少，導致部分教師工程經驗缺乏。不少學校對教師的考核側重于理論教學與科研工作，忽視了教師實踐能力的培養，導致教師實踐經驗缺乏，不利于學生工程素養和創新精神的培養。

3）很多高校仍采用教師講授為主，學生主動學習能力不足。受到傳統教學模式影響，很多高校仍采用教師講授為主的教學模式，忽略了學生主動學習能力的培養。另外，由于土木工程實驗教學的特殊性，開設了一定比例的演示實驗，演示實驗往往是教師設計好實驗方案，甚至連應變片、實驗夾具等試件都由教師張貼安裝到位。這樣學生即使不了解實驗原理，也可以按部就班地完成實驗，在分析實驗結果時泛泛而談，未能涉及問題本質。部分學生為了考試而學習，實踐教學對考試成績的影響較小，影響了學生學習積極性，導致學生所學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課程體系的構建

為了解決傳統的土木工程專業人才培養存在的上述問題，江西科技學院開展了基于CDIO理念的土木工程專業人才培養模式的探索，對土木工程專業人才培養現狀以及相關工程企業對人才所需的專業知識情況進行調研。為了收集工程企業、校內外專家對土木工程專業人才培養模式的意見和建議，召開專家座談會，專家組成員主要包括工程企業技術管理人員、以江西科技學院教師為代表的院校教師等。考慮到學生的就業方向，工程企業專家主要來自施工企業、工程測繪企業、監理企業、檢測企業等。

企業專家認為高校畢業生與企業需求存在部分偏離，較突出的問題主要包括兩個：一是畢業生好高騖遠，工作不踏實，人員流失率較高;二是畢業生專業技能不扎實，不能直接勝任工作崗位的需求。通過企業管理人員及專家反饋可知，企業較看重畢業生上手工作能力。在座談會上，企業資深專家針對土木工程現狀及今后發展趨勢，提出意見：加強高校與行業的接軌，亟待開設關于BIM技術、綠色建筑及綠色施工的課程，密切結合現行規范開展教學;國家在大力發展建筑產業化、裝配式建筑等，高校可開設相關專業課程。

在學校對土木工程專業畢業生調查的基礎上，并結合專家座談會的相關精神，通過借鑒國內外高校土木工程專業人才培養模式的先進經驗及CDIO能力大綱和實施檢驗標準，學校基于CDIO理念構建了土木工程專業課程體系。該課程體系包括土木工程概論、專業畢業論文（畢業設計）兩個一級團隊設計項目，地下工程、綠色建筑等四個二級團隊設計項目。其中，每個二級團隊設計項目由若干門課程組成，每門課程由一個或若干個三級團隊設計項目組成（如圖1所示）。

4 基于CDIO理念的土木工程專業實踐性教學環節的構建

土木工程是具有較強工程實踐性的專業，實踐教學環節在該專業中占據重要地位。加強實踐教學環節，在實踐教學中堅持產學研相結合的教學手段，可以對學生的理論學習效果進行檢驗，訓練學生運用理論知識解決工程實際問題的能力[4-5]。基于CDIO工程教育理念構建的土木工程專業實踐教學體系如表2所示，該實踐教學體系試圖將學生工程素養的提升、團隊協作精神和職業能力的培養貫穿在整個實踐教學過程中。

5 基于CDIO理念的土木工程專業人才培養模式的實施舉措

基于工程項目開展教學，加強工學結合? CDIO工程教學模式突出強調基于工程項目全過程生命周期的學習，學生參與工程項目的構思、設計、實現和運行等環節，通過參與具體工程項目獲取知識[6]。部分課程可加強與企業的合作，通過真實的項目構建學習環境，采用“做中教、做中學”的教學方式，激發學生學習的積極性，并將學生參與項目全過程的表現作為評價學生學習效果的依據。

培養“雙師”型教師，提高教師的實踐能力? 《CDIO大綱與標準》[7]中對于提高教師的工程實踐能力提出明確的要求。土木工程專業是一個對實踐教學具有較高要求的專業，既要求教師具有扎實的理論知識，還要求教師具有較強的工程實踐能力，能較好地將工程實踐知識融合到教學中，通過工程案例引導學生主動學習。這需要教師不斷學習，積極參與工程實踐，將科研項目與工程教學相結合，培養學生運用工程知識分析問題、解決問題的能力。學校應鼓勵教師積極主動地參與工程實踐，制定相應的考核管理辦法，并有計劃地安排教師到工程企業參與工程實踐，從而建立一支理論知識扎實、具有較強實踐經驗的“雙師”型教師隊伍。

完善實訓場所建設，建設一批校內外實踐教學基地? 《CDIO大綱與標準》中指出：工程實踐場所是學生學習的基本資源，并應逐步完善更新實踐教學的軟硬件環境。校內實驗室既可滿足各類課程實驗教學的需求，還可作為大學生探究性實驗、自主創新類活動、各類競賽的基地。在校企合作基礎上，建設一批校外實習基地，著重培養學生的實踐技能，校外導師可參與培養方案修訂、實習實訓教材編寫、畢業論文指導等工作。不斷完善實訓場所建設，拓寬人才培養途徑，為社會培養輸出應用型、技能型人才。

加強創新訓練和自主學習? CDIO工程教育模式特別重視創新訓練和自主學習，《CDIO大綱與標準》列出了創新訓練和自主學習的相關標準。創新訓練和自主學習是學生通過大學生科技競賽、社會實踐及科研項目等活動，主動開展的研究性學習。通過創新訓練和自主學習，可培養學生創新能力和團隊精神。在具體實施方面，可為學有余力的學生開放各類實驗室，提供創新創業訓練經費。如江西科技學院結合CDIO工程教育模式實施大學生創新創業訓練項目，取得較好的效果，學生在“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、大學生結構設計競賽等學科競賽中獲得佳績，在土木工程學院形成大學生科技創新競賽的特色。

建立科學合理的考核評價指標體系? 《CDIO大綱與標準》中指出：考核學生在個人、人際交往、系統建造能力以及學科知識等方面的能力。傳統對學生的考核一般采用考試方式，不注重學習過程，僅通過成績的高低來評價學生學習效果，導致學生學習存在一定的功利主義，學生學習以取得好成績為目的。CDIO教育理念強調學習過程，讓學生在產品的構思、設計、實施和運行中掌握專業知識和技能，提高知識的運用能力。開展CDIO工程教育要求考核評價指標體系注重過程考核，側重于學生學習專業知識的學習過程，注重實踐學習環節并能靈活運用所學知識和原理解決工程問題，做到知識和能力的協調與統一。

6 結語

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側重于工程實踐，讓學生在真實的工程實踐環境中學習，參與工程構思、設計、實施到運營的全過程，可加深對整個工程項目生命周期的認識和理解。因此，CDIO工程教育模式可為土木工程專業人才培養提供有益的借鑒。■

參考文獻

[1]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012（3）：24-40.

[2]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（下）[J].高等工程教育研究，2012（5）：34-45.

[3]張茂雨，李博，朱云輝，等.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[J].中國大學教學

2016（12）：52-55.

[4]鐘晨，王穎.基于CDIO模式下應用型本科土木工程人才培養方案探索[J].教育教學論壇，2018（5）：159-160.

[5]喬克，孫海燕，袁軍，等.CDIO模式下創新型土木工程人才培養研究[J].高等建筑教育，2014（1）：26-29.

[6]顧佩華，沈民奮，李升平，等.從CDIO到EIP-CDIO：汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

[7]顧佩華，陸小華，沈民奮.CDIO大綱與標準[M].廣東：汕頭大學出版社，2008.