基于CDIO模式土木類專業學生創新能力培養探討
——以桂林理工大學為例

錢 凱，李 治

（桂林理工大學 土木與建筑工程學院，廣西 桂林 541004）

2019年2月，中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》明確指出：“加強創新人才特別是拔尖創新人才的培養，加大應用型、復合型、技術技能型人才培養比重。”隨著我國經濟發展進入新常態，以及目前高等教育的普及，我國高層次技術技能型人才的數量和目前高校所培養的學生數量極度不平衡，高校畢業生就業形勢十分嚴峻［1］。因此，如何讓理論與實踐相結合，提高學生的工程實踐能力，是當前土木工程專業的當務之急。筆者所在院校對土木工程專業學生，運用了CDIO教育模式，旨在培養學生的創新能力，為學生創造更多機會去適應目前行業需求。

一、土木工程專業學生培養現狀

（一）傳統教學觀念為主導

目前，大學生學習專業知識的主要方式是課堂教學，這種教學方式以教師授課為主，學生被動學習。由于土木工程專業教學受傳統教學模式的影響，學生的理論知識很難達到教學大綱要求，并且學生對土木工程專業的專有概念和術語的理解不透徹，不利于培養學生的創新能力。

（二）實踐課程不完善

土木工程專業實踐課程主要包括生產實習、課程設計、畢業實習和畢業論文［2］。一方面，由于教學模式主要以理論課為基礎，學生缺少實踐機會，達不到大綱的培養要求；另一方面，土木工程的特點是建設周期長，學生在實習的過程中不能形成系統的工程概念［3］。課程設計題目只是以單一課程為主，學生在面對實際問題時缺乏獨立思考的能力及解決復雜問題的能力。

（三）創新能力不足

創新是科技發展的源動力。高校畢業生是科技人才的重要后備力量，因此，培養學生的創新能力是目前高校教育教學工作的核心和關鍵。土木工程專業在創新能力方面存在的問題主要包括教學要素、教育資源、學生自身三方面。教學要素配置不夠合理，沒有形成推動教學活動的要素體系；缺少社會實踐平臺等教育資源；本科生在沒有完全理解基礎知識的前提下，很難在創新能力上有顯著的提高。這是目前高校土木工程專業學生缺乏創新能力的主要原因。

二、CDIO教育理念

（一）CDIO基本定義

CDIO 即Conceive（構思）—Design（設計）—Implement（實施）—Operate（運行）。在工程教育的背景下，以學生為中心建立相互聯系的一體化課程體系，使學生用主動的、實踐的方式去學習，形成一種適應目前行業所需的創新教育模式。

（二）CDIO大綱

CDIO培養大綱是金字塔型。其中首要目標強調了畢業生的工程基礎，這是創新教育的前提條件。第二個目標是培養學生的個人能力，在掌握理論技術知識的基礎上，開展系統的實踐教學，以提高學生的實際工程能力。第三個目標是提升學生自身的人際團隊能力，在掌握基本理論知識和實踐技能基礎上，土木工程專業的學生應該進入實際工程中，培養團隊協作能力。第四個目標是在前三個目標的基礎上建立學生的工程系統能力。可見CDIO工程教育模式從創業所必須的基礎能力考慮，與當下的社會需求相協調，結合實踐培養學生的工程基礎和實踐能力［4］。

（三）整體思路

CDIO的整體思路分別從what、how、why三個方面體現，對于土木工程專業來說具體表現如下：首先，what代表通過土木工程專業的背景，調研目前行業形勢，根據企業需求，培養有使命、有特色、更專業的學生。其次，how代表通過專業培養將目標進行細化，使得知識、能力、素質得到相互貫通。最后，why代表通過前面的實施，分析學生的產出結果，依據CDIO的12個標準相互比較，進一步優化土木工程專業的學科定位及目標特色。

三、具體實施方案

隨著我國對基建投入的增長，土木工程行業獲得了前所未有的發展，同時也對土木工程專業人才提出了更高的要求。此時，高校的人才培養目標要以社會需求為主，以能力為核心，為社會提供適應性強、有能力的畢業生，實現人才培養與社會需求的協同發展。以桂林理工大學為例，將CDIO理念作為培養土木工程專業學生創新能力的模式。

（一）培養目標

“厚德篤學，惟實勵新”是桂林理工大學的校訓，意在要求廣大師生共同遵守基本行為準則和道德規范。其中“勵新”的含義即鼓勵求新求變、開拓創新。筆者所在院校土木工程專業基于CDIO理念，結合土木工程專業培養目標，以“產學研”相結合的教學體系、完善的師資儲備機制、實踐為主的人才培養模式，培養基礎扎實、知識面廣、實踐能力強，以及勝任相關土木工程項目工作的復合型人才。

（二）培養體系

桂林理工大學土木工程專業的培養思路是以知識體系、實踐體系、創新訓練為支撐，構建目標明確、有特色、適應學生發展、符合目前行業所需的培養模式，將理論與實踐有機結合起來。同時以學生為中心，培養學生的社會責任感，因材施教，注重激發學生的創新能力，培養學生多元化的思維。從院校—課程體系—專業—師生四個層次，通過培養方案、課程體系、專業主導、師生落實實踐，以CDIO定義的構思、設計、實施、運行四個方面執行各個層次的職能，如圖1所示。

圖1 基于CDIO的培養體系框架

1.基于CDIO理念的培養路線。土木工程專業的綜合能力培養是基于CDIO教育模式。以實踐為核心，突出工程實踐能力、工程設計能力、工程創新能力，實現學生綜合能力的培養，如圖2所示。第一至第四學期，主要打牢學生的基礎知識和專業的基礎知識；第五至第六學期培養學生運用土木工程基礎知識綜合解決實際工程問題的能力；第七至第八學期，綜合所學知識，為以后的就業打好基礎。

圖2 綜合能力培養

2.課程體系。為打造基于CDIO理念的土木工程專業的創新能力培養體系［5］，桂林理工大學在現行教學體系基礎上建立了“線上—線下—線上”三部曲的新課程模式：教師上傳教學資料進行任務導向—開展隨堂檢測進行測試分析—組織課堂討論加強頭腦風暴解決關鍵問題—總結全過程正向鼓勵—實時反饋學習數據五個環節；學生則線上自主學習—課堂小組討論—上臺展示成果—線上積累知識提升能力。

3.成果調查。良好的考核體系能夠充分調動師生的積極性，能夠綜合評價應用型創新人才培養的過程和效果。對土木工程專業的學生進行課程改革問卷調查，結果如表1所示。

表1 課程改革問卷調查結果統計 %

結語

以CDIO為依托的人才培養模式可以突出土木工程學生的項目工程實踐能力、團隊合作精神、創新意識及社會適應能力。土木工程專業的學生通過基礎知識的學習和綜合素質的提升，實現與社會相接軌，從而獲得更好的發展。從教學實踐結果可知，采用基于CDIO的創新型工程人才培養模式后，教學效果、教學滿意度、學生創新意識和工程實踐能力均得到大幅度提升，CDIO教學模式的改革是比較成功的。