土建類多專業聯合畢業設計教學研究與實踐

崔明輝 周曉燕

［摘 要］在加快新工科建設、促進多學科融合、培養復合型工程技術人才的背景下，針對土建類專業畢業設計選題單一、缺乏協作、與工程脫節、不能滿足工程教育認證要求的問題，國內部分高校開始嘗試進行聯合畢業設計教學改革。文章分析了傳統畢業設計教學存在的問題，總結了國內聯合畢業設計教學研究現狀，在此基礎上構建了基于CDIO理念的聯合畢業設計教學體系，規范了聯合畢業設計教學流程，設計了符合工程教育專業認證要求的成績評價方法。實踐表明，該教學體系有利于學生加深對專業知識的理解，提高其跨專業協作能力和工程系統能力。

［關鍵詞］多專業；聯合畢業設計；CDIO理念；工程教育專業認證

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）09-0122-05

土建類專業主要包括土木工程、建筑環境與能源應用工程、給排水科學與工程、建筑電氣與智能化、建筑學等專業。一個實際的建筑設計項目往往需要建筑、結構、暖通、給排水、電氣等專業設計人員共同完成，因此土建類專業的畢業設計教學也應充分體現各專業間的協作與配合。傳統的土建類畢業設計教學通常由指導教師提供具有一定工程背景的設計題目，學生按照設計任務書的要求完成開題、設計、繪圖、答辯等工作。這種教學模式便于指導教師全面掌控學生的畢業設計進度及質量，及時解答學生在設計過程中遇到的問題，在一定時期起到了積極的作用。但在當前國家大力倡導新工科建設、穩步推行工程教育專業認證的新形勢下[1]，這種教學模式的缺點暴露無遺：（1）設計題目重復且與實際工程脫節。雖然各高校都要求真題真做，但由于生多師少、教學資源和條件不足，指導教師往往不得不重復或虛構設計題目，從而導致設計內容要么過于陳舊，要么與工程實際脫節嚴重。（2）設計內容單一，缺乏專業間的協同。土建類工程項目涉及建筑、結構、水、暖、電等多個領域，因此土建類專業畢業設計也必然不能局限于單一專業。傳統的畢業設計教學往往只要求學生在本專業領域內進行設計，缺乏與其他專業的配合，導致設計成果只能自圓其說，無法應用于實際。這與工程教育專業認證以成果為導向的理念相悖，不符合當前國家對工程技術人才培養的要求。鑒于此，許多高校開始探索畢業設計教學模式的改革，聯合畢業設計的教學理念應運而生。

一、聯合畢業設計研究現狀

聯合畢業設計教學理念最早可追溯至20世紀中葉美國麻省理工學院的跨專業教學實踐。國內土建類專業聯合畢業設計始于2007年由清華大學等8所高校聯合開展的建筑學專業聯合畢業設計。2011年，重慶大學在國內高校中首次開展土建類本科多專業聯合畢業設計教學實踐[2]，此后吉林建筑大學、中國礦業大學等多所學校相繼開展了多專業聯合畢業設計教學的研究與實踐[3-7]。從現有文獻來看，聯合畢業設計教學模式主要有多校單專業聯合和校內多專業聯合兩種。多校單專業聯合雖然為各高校提供了一個展示、交流、學習的平臺，但也只關注對本專業知識技能的考查，仍然無法解決設計內容單一、缺乏專業協同的問題，且由于各高校的地緣位置及經費籌措等問題，這種聯合往往流于形式，無法深入、持續地開展，一定程度上影響了聯合畢業設計的成效。相對而言，校內多專業聯合畢業設計可以通過學校相關部門的統一協調，解決經費和場地不足的問題，為各專業之間的協調溝通掃清障礙，從而成為當下廣受關注的聯合畢業設計教學模式。盡管上述諸文獻對多專業聯合畢業設計的研究都取得了一定的進展，但大部分文獻或缺少理論支撐，或覆蓋的專業較少，不能充分體現多專業聯合畢業設計交叉融合的特點。青島理工大學結合當前各高校的研究成果，依據學校自身的特色和優勢，于2021年成立了多專業聯合畢業設計課題組，開展了涵蓋建筑學、土木工程、環境設計、給排水科學與工程、建筑環境與能源應用工程、建筑電氣與智能化共6個專業的聯合畢業設計教學研究與實踐活動，逐步摸索建立了一套基于CDIO理念的聯合畢業設計教學體系，從教學準備、教學計劃、教學實施、教學評價四個方面對聯合畢業設計教學過程進行了規范，有效地保證了聯合畢業設計教學活動的順利開展。

二、聯合畢業設計教學體系

CDIO（Conceive?Design?Implement?Operate，即構思—設計—實施—運作）是由美國麻省理工學院、瑞典皇家理工學院等四所大學聯合提出的一種工程教育理念，它以系統或產品從研發到運行的全生命周期為載體來指導教學活動，旨在改變以往孤立、割裂的學科課程，建立一體化的、相互支撐的專業培養標準和課程體系，促進課程之間、專業之間的有機聯系，使學生在工程基礎知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統能力四個層面得到有效提升。對于實際的建筑工程項目，“構思”主要指根據業主需求制定項目初步設計方案等；“設計”主要包括詳細的工程設計方案、施工組織方案等；“實施”主要包括項目的施工和管理過程；“運作”主要是對工程項目的運行情況進行分析評價。若以實際土建工程項目為載體開展聯合畢業設計教學，以上四個階段恰好對應了教學準備、教學設計、教學實施、教學評價四個環節，基于CDIO理念的聯合畢業設計教學體系結構如圖1所示。

（一）構思

“構思”主要包括部門分工、團隊組建、平臺搭建、設計選題等內容。多專業聯合畢業設計具有涉及人員/部門多、設計過程復雜、時間節點控制嚴格等特點，必須做好各部門的統籌協調工作才能保證教學活動順利進行，通常可由學校教務處負責各部門的分工與協調工作，并承擔聘請專家、安排場地等工作；團隊組建可由各學院自行負責，指導教師一般需具有相應的專業理論知識及一定的跨專業工程實踐經驗，參與設計的學生應在前期課程學習中儲備扎實的基礎知識并具備一定的解決實際工程問題的能力；平臺搭建主要是為后續各專業協同配合提供討論溝通所必需的場所及軟硬件設施；設計選題應以各專業畢業設計教學大綱為指導，經指導教師團隊及行業專家共同商討后確定，建議選擇在建或剛建成的實際工程項目，方便師生實地參觀調研。

（二）設計

“設計”主要包括確定各專業具體的設計任務、設計深度、設計成果、實施計劃，即明確各專業協同配合的時間、內容及要求，并制定詳細的實施計劃。聯合畢業設計除應以實際工程項目為依托，確定切合實際的設計任務之外，還應在題目難度、設計深度、工作量、成果要求等方面都比傳統單一專業的畢業設計要求有所加強，且不應脫離各專業培養方案對畢業設計的要求。在此基礎上，應突出專業之間的聯系，倡導專業間的協同配合，參照設計院項目設計流程，明確各專業協同配合的時間節點、內容要求、配合方式、成果交流方式等。

（三）實施

“實施”主要包括設計進度監控、專業協同和成果驗證。聯合畢業設計因為人員多、流程緊、任務重，設計過程環環相扣，所以需要各專業密切聯系、緊密配合。對學生而言，必須嚴格按照實施計劃表進行設計，并及時與其他專業學生溝通，不能影響其他專業學生的設計進度；對指導教師而言，應定期了解學生的設計進度，并及時解決學生在設計過程中遇到的問題，特別是專業配合問題，需及時與其他專業師生溝通解決，否則任何一方出問題都可能影響整個設計的進度。為此，應建立畢業設計督導機制，對畢業設計的各個環節進行監督，確保畢業設計順利實施。此外，還需要對設計成果的合理性、可行性進行驗證，如可通過BIM技術進行三維建模，檢查是否存在管線沖突、凈高不足、構件位置不對等問題，并及時糾錯，優化設計方案。

（四）運作

“運作”主要指設計成果評定，包括專家鑒定和認證評價（構建符合工程教育專業認證要求的成績評價體系）。聯合畢業設計項目畢竟不是真實項目，不可能進行實際調試運營，比較可行的方式是邀請業內專家進行成果鑒定，由行業專家從實際工程項目角度對聯合畢業設計方案的合理性、經濟性，圖紙的準確性、規范性等進行評定，以確定聯合畢業設計是否符合工程實際要求。聯合畢業設計的最終評定結果需要在對學生的設計方案、設計圖紙、畢業論文以及平時表現等多方面進行考查后確定，因此須構建詳細全面的成績評價體系。

三、聯合畢業設計教學實踐

下面以青島理工大學2023年多專業聯合畢業設計為例，說明基于CDIO理念的聯合畢業設計教學體系的實踐情況。

（一）教學準備

按照CDIO理念的要求，青島理工大學成立了由教務處、各教學院部及校建筑設計研究院組成的聯合畢業設計教學小組，并聘請了6位校外行業專家作為咨詢顧問。指導教師團隊包括各專業指導教師6人，設計院各專業總工6人，共12人；學生團隊分2組，每組包括建筑專業2人、結構專業1人、室內設計專業1人、給排水專業1人、暖通專業1人、電氣專業1人，共14人。設計場地由校設計研究院提供，位于設計院工作室隔壁，這樣做的目的是使學生親身感受設計院的工作氛圍，熟悉設計院的工作流程，為后續各專業的協同配合打下基礎。設計題目選擇校建筑設計研究院承接的寶龍藝悅度假酒店項目，該項目總用地面積22814m2，規劃總建筑面積36612m2，屬四星級藝術酒店，包含客房及畫廊、餐廳、會議、泳池等配套設施，建筑規模適中、建筑類型多樣，符合聯合畢業設計選題要求，且該項目剛剛竣工，尚未投入使用，方便師生進行實地調研。

（二）教學設計

本次聯合畢業設計需完成建筑、結構、室內裝飾、給排水、暖通和電氣等系統的設計。設計要求能用于施工，設計成果包括各類圖紙、計算書、論文、BIM模型、演示動畫等。詳細設計任務書由各專業根據教學大綱及專業特點確定并匯總。同時，為明確各階段的時間節點及任務要求，特制定了教學實施計劃表，將設計過程分為項目調研、概念設計、初步配合、深化協同、中期答辯、總結修改、深化設計、再次協同、最終設計、終期答辯十個階段，各階段詳細任務如表1所示。

（三）教學實施

為保證聯合畢業設計教學順利進行，教務處成立了聯合畢業設計督導小組，對整個設計過程進行監督。督導小組要求學生嚴格執行實施計劃，每周一召開進度匯報會，每周四召開討論交流會。匯報會由督導小組、指導教師、校內專家和學生共同參加，主要聽取學生上周工作匯報，檢查學生設計進度，討論修正設計方案，布置本周設計任務。討論交流會由指導教師和學生參加，主要交流各專業設計進度、協同配合的具體內容及程度等。協同配合主要體現在三個階段：（1）初步配合階段，各專業根據調研情況及設計需求進行交流，確定各設備用房面積及位置，完成建筑功能布局；（2）深化協同階段，各專業根據前期設計方案，相互配合繪制圖紙，此階段需要各專業反復交流，及時修正并共享設計內容，確保設計內容的準確性；（3）再次協同階段，各專業就設計的圖紙進行深入交流溝通，借助BIM技術進行碰撞檢測，確保設計結果準確無誤。以上三個階段，依據項目實施進度逐步展開，層層深入，貫穿畢業設計過程始終，充分展現了專業協同配合在聯合畢業設計中的重要作用。

（四）教學評價

聯合畢業設計成績的評定需要從學生的平時表現、設計成果、答辯情況等多個方面綜合考量，由指導教師、論文評閱人和行業專家共同參與。表2為基于工程教育專業認證要求設計的聯合畢業設計成績評定表。

聯合畢業設計最終成績由指導教師評定成績（占30%）、論文評閱人評定成績（占20%）和答辯委員會評定成績（占50%）三部分組成。指導教師參與畢業設計的全過程，從開題報告、中期答辯、設計成果三個方面對學生進行評價：開題報告重點關注設計方案的合理性、可行性；中期答辯主要檢查設計內容、進度及專業間的協同配合；設計成果需要從論文結構的完整性、內容的充實性、方案的合理性、格式的正確性以及圖紙的規范性、準確性等方面進行綜合考量。這種過程性的評價方式有助于指導教師全面掌握學生的設計進度并客觀評價學生的設計成果。論文評閱人即設計院專家，主要從設計成果方面進行評定，其中又以設計圖紙為首要評價依據，這是因為傳統畢業設計的一大弊端就是圖紙深度不夠，不具備實際應用價值，這與工程教育專業認證以產出為導向的目標相差較大。圖紙深度不夠的主要原因是校內指導教師缺乏實踐經驗，無法給予學生深入的指導，而設計院專家可以通過日常指導及中期答辯發現問題、提出問題，幫助學生解決問題，并通過最終的設計圖紙及論文對學生的設計成果進行評定。答辯委員會由行業專家組成，主要從實際工程角度考查學生的設計方案是否經濟合理、設計圖紙是否準確規范。為彰顯行業專家評價的權威性，答辯成績占到了總成績的50%，同時，行業專家對最終成績擁有一票否決權。

聯合畢業設計成績評定綜合了指導教師、設計院專家、行業專家三方評價意見，評價內容包含了開題報告、中期答辯、成果展示、最終答辯等多個環節，評價內容全面、指標合理、重點突出，符合工程教育專業認證過程性評價的要求，是聯合畢業設計教學活動的重要環節。

四、聯合畢業設計教學反饋

調查表明，無論是師生團隊還是設計院專家、行業專家，都對青島理工大學聯合畢業設計給予了高度評價。

首先，從學生培養的角度來看，聯合畢業設計題目來自實際工程，契合行業發展熱點，容易引起學生對畢業設計的興趣，以及對未來職業發展的感悟與思考。設計內容符合行業發展方向，注重多專業協同配合，有利于學生鞏固所學理論知識，熟悉不同專業的設計內容、思路及專業間的相互關系；有利于學生建立系統的設計思維，強化學生的團隊協作意識，培養學生的多專業工程實踐能力。這與CDIO理念強調的注重學生工程基礎知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統能力的培養目標相吻合。

其次，從教師的職業發展來看，聯合畢業設計為指導教師提供了一個與設計院專家、行業專家交流學習的機會，有利于彌補指導教師理論知識豐富而實踐經驗不足的缺點，不僅提高了教師個人的專業素質，還為后續聯合畢業設計的大范圍推廣儲備了優秀的人才。

最后，從行業發展來看，聯合畢業設計有助于培養兼具豐富理論知識與較強工程實踐能力的畢業生，有利于降低企業用人成本，提高企業運行效率。

五、結語

多專業聯合畢業設計解決了傳統畢業設計題目陳舊、內容單一、脫離實際的問題，加強了專業間的交流溝通，促進了專業的融合，拓展了學生的知識領域，增強了學生的團隊協作意識，有利于學生跨專業工程實踐能力的提高，是高校實踐教學改革一次成功的嘗試，值得進一步推廣與完善。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 胡波，馮輝，韓偉力，等.加快新工科建設，推進工程教育改革創新：“綜合性高校工程教育發展戰略研討會”綜述[J].復旦教育論壇， 2017，15（2）：20-27.

[2］ 葉曉甦，曹宇薇，吳書霞，等.基于《華盛頓協議》的土建類多專業聯合畢業設計質量評價機制構建研究：以重慶大學為例[J].高等建筑教育， 2016，25（3）：34-40.

[3］ 李祎.土建類高?？鐚I聯合畢業設計教學模式初探[J].大學教育，2022（10）：32-34.

[4］ 丁昶，王丹丹.多專業畢業設計模式的思考[J].工業設計， 2022（1）：39-41.

[5］ 張耀軍，徐宗美，周翠玲，等.土建類專業聯合畢業設計教學改革與探索[J].中外建筑， 2019（11）：76-78.

[6］ 黃莉，李林林.土木類聯合畢業設計中的分工與協作：以建筑給水排水專業為例[J].高教學刊， 2020（21）：102-105.

[7］ 蔣杰，劉紅勇.土木類多專業聯合畢業設計中的分工與協作：以施工組織設計為例[J].黑龍江教育（理論與實踐），2022（6）：86-88.

［責任編輯：鐘 嵐］