CDIO 理念下土木工程類專業實踐教學體系構建對策

王 莉

（西南交通大學希望學院土木工程學院 四川成都 610400）

土木工程類專業重視理論知識與工程實踐兩者之間的聯系，因此土木工程類專業也體現出了顯著的實踐性特征。實踐教學在土木工程類專業整個教學活動中占據比重較大，也是培養學生實踐動手能力、形成創新思維、增強專業素養的有效手段，向社會輸送出高素質的工程型及技術型人才。[1]但是從實際情況來看，目前許多高校土木工程類專業實踐教學體系還有待健全，實踐教學條件還有諸多值得完善之處，并且教師工程實踐能力有待提升，學生自主學習能力有待加強。同時，部分教師和學生并未充分認識到土木工程類專業實踐教學的重要程度，將實踐教學等同于簡單的課程設計或者計算機軟件運用，導致實踐教學的成效不理想。因此，構建起完善的土木工程類專業實踐教學體系也是當前教育工作者研究的重點課題。

一、CDIO 工程教育模式簡介

包括美國麻省理工學院以及瑞典皇家工學院在內的四所大學在21 世紀初共同提出了CDIO 這一工程教育理念，也是一種國際工程教育和人才培養的創新模式，涵蓋構思（conceive）、設計（design）、實現（implement）、運行（operate）的連貫過程。[2]CDIO 工程教育理念更加重視為學生提供接近真實的工程實踐環境，注重基礎理論教學、專業實踐以及課程設計等內容與工程實踐之間的緊密聯系，促使學生采取自主、實踐、課程三者之間相互關聯的學習方法，讓學生更加高效地理解掌握基礎理論知識，在此過程中不斷提升學生工程能力。[3]CDIO 工程教育理念根本目的在于調動學生主動參與到某一實踐項目的設計、實施、運行、維護等全生命周期過程，幫助學生深刻理解掌握知識和將其進行實踐運用，從而讓學生能夠有效地將所學知識應用于工程項目建設全周期中各種問題的解決之中。CDIO 工程教育理念認為，學生工程能力一方面涵蓋專業理論知識，另一方面還要求學生具備良好的自主學習能力、團隊協作素養以及對大局的整體把控能力。

鑒于土木工程類專業對實踐性、工程性以及技術性的高要求特點，實踐教學在整個教學活動中的地位不言而喻，以CDIO 工程教育理念為指導開展實踐教學，構建起相應的實踐教學體系至關重要。以CDIO 理念為依據，構建起涵蓋構思、設計、實施、運行的多元化的土木工程類專業實踐教學體系，讓學生在整個大學學習生涯接受全面的實踐訓練，更好地掌握實踐教學內容和技能，提高學生利用所學知識解決實際工程實踐問題的能力，增強創新能力，培養團隊合作素養，從而向社會輸送更多滿足社會及企業實際需要，并且具備較強工程實踐能力、高素質的土木工程類應用型人才。

二、土木工程類專業實踐教學存在的問題

首先，盡管目前部分學校已認識到培養學生工程實踐能力的必要性，然而在實踐教學開展過程中依然存在諸多不足，并未構建起完善的實踐教學體系，導致理論教學和實踐教學之間并未形成有機聯系，實踐教學也往往只是表面形式。[4]其次，現階段大多數教師也缺乏良好的工程實踐能力，許多教師畢業后直接進入學校任教，雖然理論基礎處于較高水平，但是嚴重缺乏工程實踐經驗，也沒有參與過具體的工程實踐項目，種種因素導致教師專業工程實踐能力薄弱。[5]

三、CDIO 理念下土木工程類專業實踐教學體系構建對策

以CDIO 工程教育理念為參考，設計土木工程類專業實踐教學體系基本框架。其中基礎課程、專業基礎課程、專業課程是土木工程類專業實踐教學體系的基礎，將此類課程所包括的實驗、實習、課程設計、畢業設計、課外活動等內容融入相關課程之中并實施。在土木工程類專業實踐教學體系中，將提高學生工程實踐能力以及團隊協作素養作為重點內容，致力于將培養學生工程素養和職業素養滲透至土木工程類專業實踐教學全過程。

（一）構建實驗環節

在基礎課程、專業基礎課程以及專業課程之中均包含實驗環節。對于實驗環節的構建，需要首先從基礎實驗開始，隨后進入材料性能檢驗，然后過渡至結構性能實驗，使學生掌握材料力學性能知識后，可以運用所學知識將相應材料制作成為不同的受力件或者結構，并進一步借助結構實驗深刻理解力學性能原理。[6]在實驗的過程中，有助于培養學生在解決實際問題中運用所學知識的能力。在CDIO 理念下的土木工程類專業實驗教學環節中，需要最大限度地激發學生參與實驗的興趣，無論是在制作構件抑或是操作實驗內容的過程中都要始終以學生為主體，讓學生全面融入構思、設計、制作、運作的流程之中，從而充分激發學生的思維潛能。

（二）構建實習環節

在土木工程類專業實習環節的構建中，需要借助基礎實習、專業基礎實習以及專業實習逐步遞進的方式開展實習，確保學生工程實踐能力的逐漸提升，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實習教學中，要注重讓學生通過主動的、實踐的、課程之間相互聯系的方式開展專業及社會知識的學習。在進行實際工程的實習過程中，培養學生與他人交流的能力，提高個人公關處理能力和解決實際問題的能力。實習環節一方面有助于讓學生發現個人專業知識和實踐能力方面的劣勢，從而進行針對性的提高；另一方面對于學生團隊合作思維、創新意識以及樹立正確價值觀念也具有積極的作用。

（三）構建課程設計環節

從大系統視角下，構建符合土木工程類專業的課程設計，確保每一門課程內容都能滿足學生的實際學習需求，達到培養學生靈活運用專業知識解決實際工程問題的能力，逐步養成工程化觀念，實現學以致用的目標，最大限度地激發學生的創新思維，增強自主學習能力。[8]畢業設計環節是考核學生綜合學習情況以及評價CDIO 工程教育理念落實成效的重要階段，其中包括了學生從入學到畢業所學的全部課程理論知識，需要學生掌握某一工程項目的構思、設計以及實施的全過程內容，最終能夠完成系統的工程項目。

（四）構建課外活動項目

從土木工程類專業的特征來看，學生在校學習過程中應該調動學生參與教師科研項目的積極性，鼓勵學生主動申報各個級別的大學生創新項目實踐，踴躍參加不同級別的大學生結構設計競賽。[9]在CDIO 理念下，更加注重讓學生多參與各項課外活動項目，能夠在課外實踐活動中提高學生科研能力和創新能力，同時培養學生團隊協作精神和協調能力。在參與教師科研項目的過程中，有助于讓學生隨時掌握土木工程領域最新的研究進展和行業發展動態，幫助學生樹立主動發現問題的意識，養成分析問題的思維，提高解決問題的能力，以便讓學生能夠結合對科研內容的興趣明確自身未來科研方向，從而逐步增強學生的科研能力，強化創新思維和能力，最終達到提升其實踐能力的目的。[10]在參加大學生創新項目的訓練過程中，能夠為學生提供開展從項目構思、設計以及實施等全過程訓練的機會，以創新項目為引導促使學生自覺積極地進行學習、研究和實踐，將創新項目作為載體、以實際工程問題為導向、以培養學生實際工程問題解決能力為根本，真正意義上提升學生解決工程實際問題的能力，培養學生科技創新思維，增強在實際項目中的協調控制能力。在參與大學生結構設計競賽活動的過程中，助推校內學生和其他知名高校土木工程類專業學生開展比賽，在拓展自身視野的同時，培養學生對科研的興趣，形成創新意識，潛移默化中增強學生思考、分析以及解決問題的能力，與此同時促使學生人際溝通和團隊協作能力的持續提升。

四、土木工程類專業實踐教學體系運行保障措施

（一）落實導師制

在CDIO 理念下的土木工程類專業實踐教學體系中，需要將導師制落到實處。即在學生入校后就需要選擇分配專業課教師作為整個大學學習生涯中的指導教師。同時導師負責了解學生的興趣愛好和未來發展方向，并根據專業課程設置情況為學生規劃學習方案。在學業方面導師主動和學生交談，指導學生采取正確的學習方法開展有計劃性和目的性的學習，讓學生能夠在各個教學環節獲得CDIO 工程教育理念下各要素的系統性訓練，從而讓學生掌握構思、學會設計、有效實施。

（二）建設一流師資隊伍

CDIO 工程教育理念下的土木工程類專業實踐教學，對于專業教師綜合素養提出了更高要求。一方面需要具備較強的教學能力，另一方面也需要教師具有系統性完成實際項目中構思、設計、實施、運行等全過程的經驗。若想培養掌握扎實工程實踐能力的高素養土木工程人才，建設一支擁有較強工程實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踐能力的提升。由于教師實踐工作經驗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動教師主動進行自我提升的積極性，不斷積累實踐經驗，擴大知識涉及范圍，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實際工程實踐中，利用真實工程實踐工作做好對教師的培訓。除此之外，高校還應該定期邀請建筑行業專家或者企業技術骨干來校舉辦學術講座，向廣大師生群體普及行業最新知識。通過這些手段能夠逐步提升教師的專業素養，使教師具備將專業基礎理論融入土木工程類專業實踐的能力，從而建設起一支高水平的土木工程類專業“雙師型”師資隊伍。

（三）校企合作共建實踐教學基地

為保證基于CDIO 工程教育理念下土木工程類專業人才培養目標的實現，促進學生工程實踐能力的逐步增強，需要高校加強和相關企業的深度合作，共同建設實踐教學基地，為學生開展土木工程實踐活動以及培養土木工程類專業實用型人才提供充分的場所保障。高校應該主動和區域內具有較強實力的建筑類企業展開合作，大力建設土木工程類專業實踐教學基地，融合實踐教學、科學研究、社會服務等眾多功能，將建筑類企業實際工作內容融入學生實踐的各個環節。在大一階段，學生可深入企業進行參觀學習，面的面、全方位地了解真實建筑項目的整個生產流程，提高對土木工程類專業的認知，明確學習目標和未來發展方向。在大二及大三階段，學生已掌握土木工程類專業一定的基礎理論知識和實踐技能，可深入建筑類企業中開展測量實習和生產實習，直接參與到項目的現場施工生產中，不斷增強個人的工程實踐能力。在大四階段，學生深入企業完成畢業實習，對建筑企業文化進行深刻的感悟，提高個人團隊合作素養，不斷夯實個人工程實踐能力。

結語

綜上所述，土木工程作為具有較強實踐性的一類專業，實踐教學是整個教學活動的關鍵一環。只有不斷革新現有實踐教學模式，才能夠培養出符合社會經濟發展需求和企業實際需要的實用型土木工程類人才。因此，需要以CDIO 理念為依據，構建起涉及所有教學實踐環節的實踐教學體系，在課內由學生開展設計和實驗，課外積極參與各項教師科研項目、創新項目訓練以及結構競賽等活動，充分尊重學生的主體地位，促使學生主動投身于教學實踐的全過程，親力親為完成工程實踐，從而真正意義實現CDIO 工程教育理念下的專業學習和工程教育，切實提升學生的工程實踐能力和綜合素養。