CDIO模式下建筑設計專業(yè)軟件課程教學改革探索

陳惠惠 李莉 徐慧琳

摘? 要：文章首先對CDIO教育模式以及建筑設計專業(yè)中的軟件課程教學進行了簡單的概念性介紹，在此基礎之上結合實際情況，從教育資源、教育模式、教育理念以及教學內容幾個角度對當前CDIO模式下我國高校建筑設計專業(yè)軟件課程教學情況進行分析，找出其存在的不足之處，基于CDIO理念以教育目標和時代發(fā)展需求為導向給出解決建議，希望能夠有效發(fā)揮出CDIO模式在建筑設計專業(yè)軟件課程教學中的重要作用，提高建筑設計專業(yè)軟件課程教學水平。

關鍵詞：CDIO模式；建筑設計；軟件課程

中圖分類號：G718.5? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2024）17-0054-04

隨著我國整體經濟以及科學技術水平的不斷提高，各行業(yè)以及各領域在其實際發(fā)展中不斷結合實際情況進行相應的現(xiàn)代化轉型，建筑行業(yè)也不例外，因此其對現(xiàn)代化人才和技術型人才的要求也就越來越高，建筑設計專業(yè)的軟件課程作為建筑行業(yè)培養(yǎng)技術人才的重要課程，需要基于當前時代發(fā)展需求開展教學改革。從當前我國高校建筑設計專業(yè)的軟件課程的整體教育情況來看，多數教師在實際教學過程中仍然采用傳統(tǒng)教育模式，不利于提升學生的創(chuàng)新能力、設計能力等綜合素質培養(yǎng)。CDIO模式較于傳統(tǒng)的教學模式來說更注重學生的綜合能力培養(yǎng)，其從構思、設計、實現(xiàn)以及運作四個角度出發(fā)給出了應用型人才的培養(yǎng)路徑，更適合建筑設計專業(yè)的軟件課程教學。基于此，本研究從CDIO教學模式角度出發(fā)，對當前建筑設計專業(yè)軟件課程教學的現(xiàn)狀進行分析，并結合實際情況以及時代發(fā)展需求給出針對性建議。

一、相關概念介紹

（一）CDIO模式

近年來，國際工程教育改革成果顯著，2000年，瑞典皇家工學院和麻省理工學院不斷結合實際情況對CDIO這一教育理念進行研究與探索，Knut and Alice Wallenberg撥款近兩千萬美金支持其對CDIO模式進行探索，四年后經過四所國際優(yōu)秀高校的共同研發(fā)，成立了相對來說較為完善的以CDIO為基礎理念的國際合作組織，確定了CDIO的教育理念是以構思、設計、實現(xiàn)和運作為線索的教育改革。

相比傳統(tǒng)的教育模式來說，這一教育理念的教學效果更好，教學內容更豐富，更適合應用型人才的培養(yǎng)工作，能夠有效促進高校學生提升綜合素質，幫助學生完善知識框架，讓學生從構思到最終的實踐能夠全程參與。

CDIO中的“C”代表構思（Conceive），“D”代表設計（Design），“I”代表實現(xiàn)（Implement），“O”代表運作（Operate），它以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、 實踐的、 課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預定目標。

（二）建筑設計專業(yè)軟件課程

建筑設計專業(yè)是目前我國高等院校以及相關職業(yè)院校的重要專業(yè)之一，其主要教學目的是讓學生了解建筑制圖、建筑設計、初步素描、色彩、建筑設計構成以及中外建筑史和建筑與裝飾材料等相關內容。還需要學生熟練掌握CAD電腦繪圖技術以及基礎設計和構造技術與施工等相關知識。隨著近年來我國整體經濟以及科學技術水平的不斷提高，建筑設計專業(yè)的教學內容也不斷豐富與改革。目前，建筑設計專業(yè)的現(xiàn)代化不斷提升，軟件課程也在此背景下被加入建筑設計專業(yè)中，其能夠進一步提升學生應用現(xiàn)代化技術和信息化技術的能力，為建筑行業(yè)提供更多的高素質技術人才和現(xiàn)代化人才。

宏觀意義上的軟件課程主要是對軟件的制作以及軟件的優(yōu)化等相關內容進行教學，主要包括計算機網絡技術、圖形圖像處理技術、網頁設計與制作技術、數據庫技術、數據結構以及網站開發(fā)技術、軟件建模與設計等相關內容，但是本研究中的軟件課程是針對建筑設計專業(yè)進行的，而建筑設計專業(yè)中的軟件課程所學內容與建筑設計相關內容緊密相關，其與傳統(tǒng)意義上的軟件課程不盡相同，主要包括與建筑相關的圖形圖像處理、與建筑相關的軟件測試以及軟件設計等相關內容。

二、基于CDIO模式對建筑設計專業(yè)軟件課程改革的必要性

（一）培養(yǎng)建筑設計專業(yè)學生的設計能力及創(chuàng)新精神

對比其他專業(yè)，建筑設計專業(yè)對于學生的設計能力、動手能力、實踐能力、應用能力、想象力以及思維能力等綜合素質的要求相對更高。因此，在對建筑設計專業(yè)學生進行軟件課程教育時，教學人員需要從綜合素質培養(yǎng)的角度出發(fā)，如果僅應用傳統(tǒng)的教學模式和教學方法，那么學生通常只能學到建筑設計專業(yè)相關軟件課程的理論知識，而其思維能力難以得到有效提升，思想范圍也不能得到拓展，使其缺乏獨立自主的設計能力、思考能力以及創(chuàng)新精神。CDIO教學理念注重學生的個人發(fā)展需求和學生的實踐能力、動手能力，因此基于構思、設計、實現(xiàn)以及運作的理念為核心進行教學能夠有效提升學生的產品設計能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。

（二）培養(yǎng)建筑設計專業(yè)學生的自主學習能力

高校學生已經具備一定的自主行為能力以及思考能力，因此學生的興趣對于最終教學的效果造成直接影響，教學人員需要加強對于這一問題的重視程度。從當前我國高校建筑設計專業(yè)學生的整體情況來看，可以發(fā)現(xiàn)多數學生對于軟件課程缺乏興趣，基本不會自主學習相關知識，而CDIO理念能夠有效解決這一問題。［1］將CDIO理念運用于實際教學中，學生能夠擁有更多的自主選擇空間，也能夠自由地選擇學習方法和學習進度，學生對學習的興趣就會自然而然地提高，學生的自主學習能力就能夠得到提升。建筑設計專業(yè)的軟件課程存在一定難度，而且較枯燥，尤其對于部分思維能力和邏輯性較差的學生而言，其更難全面地理解相關知識，CDIO理念基于學生特點以及學生的思維模式進行教學，能夠有效提高學生的自主學習能力。

（三）培養(yǎng)建筑設計專業(yè)學生的職業(yè)價值觀

對于建筑設計專業(yè)的學生來說，其職業(yè)素養(yǎng)至關重要，因為建筑設計專業(yè)本身是為我國建筑行業(yè)提供相應人才，而建筑行業(yè)作為我國社會發(fā)展的重要組成部分，為社會帶來的影響是巨大的，教學人員在對建筑設計專業(yè)學生進行教學時，需要重點關注學生的職業(yè)價值觀以及其職業(yè)道德。CDIO理念更注重學生的動手能力和實踐能力，傳統(tǒng)教學理念重視學生對理論知識的掌握，因此，基于CDIO理念進行建筑設計專業(yè)的軟件課程教學更能培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)。隨著近年來我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展及現(xiàn)代化轉型速度越來越快，建筑設計以及建筑施工的各個流程開始不斷向著智能化和現(xiàn)代化轉型，建筑設計專業(yè)的軟件課程作為為我國建筑行業(yè)輸送智能人才的重要渠道，必須基于CDIO理念對學生的職業(yè)價值觀進行培養(yǎng)。

三、CDIO模式下建筑設計專業(yè)軟件課程現(xiàn)狀

（一）已有教育資源與CDIO理念不匹配

缺乏標準化CDIO理念教育資源。教育工作在實際進行過程中所涉及的內容相對較多，因此想要保證最終的教育質量，就需要具備一定的教育資源。傳統(tǒng)的教育資源以及教材明顯與CDIO理念不符。建筑設計專業(yè)中的軟件課程需要學生掌握的理論知識相對較多，而目前的教材通常只是對這些理論知識進行簡單分析，卻并沒有基于理論知識拓展出相應的設計構思以及應用等相關內容，導致建筑設計專業(yè)軟件課程的教材以及教學資源與CDIO理念嚴重不匹配。可以說，缺乏標準化CDIO理念教育資源是當前CDIO模式下建筑設計專業(yè)軟件課程教學存在的主要問題之一。

（二）教學模式無法凸顯CDIO理念

CDIO理念是從構思、設計、實現(xiàn)以及運作幾個方面進行教學的，如果想要在教學中凸顯出CDIO理念，就需要結合CDIO的模式對教學模式進行調整。但是從當前的建筑設計專業(yè)軟件課程的整體教學情況來看，多數教師在實際教學過程當中仍然采用“滿堂灌式”的理論灌輸，在實踐部分教學也僅基于其已經傳授的相應理論知識，布置課后練習作業(yè)，而此種教學模式無法發(fā)揮出CDIO的重要作用。［2］相對其他學科來說，建筑設計專業(yè)的軟件課程更注重學生的實踐能力，而目前的高校教育多數都是理論知識教育，此種方式與CDIO理念不符。

（三）教育主體不夠重視CDIO理念

CDIO理念是近年來被引入教育領域，而我國的教育歷史相對來說較為漫長，多數教師都秉持較為傳統(tǒng)的教學理念，并沒有將CDIO理念落實在真正的教學活動當中，甚至部分教師在實際教學過程中，缺乏CDIO意識。從當前我國建筑設計專業(yè)軟件課程教師的整體情況來看，可以發(fā)現(xiàn)多數教師的CDIO意識相對較弱，通常只是按照規(guī)定流程進行教學，而不會投入太大精力將CDIO理念融入日常教學中。CDIO教育理念更注重學生的實踐能力，當前的教學模式是基于應試教育背景產生的，這種傳統(tǒng)的教學模式不符合CDIO教育理念。［3］

（四）基于CDIO的教學內容不夠豐富

較于傳統(tǒng)的教學內容，基于CDIO的教學所涉及的內容更多，也更加豐富，要想充分發(fā)揮出CDIO在建筑設計專業(yè)軟件課程教學中的重要作用，就需要保證其教學內容的豐富性。從當前我國建筑設計專業(yè)軟件課程的整體教學情況來看，多數教師只會將教材以及課程大綱中的內容傳輸給學生，而不會基于教材中的知識點進行教學內容的拓展，也不會將教學內容對標CDIO的教學需求，找出二者之間的平衡點。當前的教育內容基本是傳統(tǒng)的理論知識教育，缺乏實踐教育，CDIO理念的核心就是實踐，因此需要結合實際情況基于CDIO教育理念對教學內容進行豐富。

四、基于CDIO教學模式改革建筑設計專業(yè)軟件課程的路徑

（一）加快基于CDIO理念的建筑設計教材開發(fā)

綜上所述，缺乏與CDIO理念相對應的教學資源和教材是當前建筑設計專業(yè)軟件課程教學存在的最主要問題之一，因此相關人員需要加強對這一問題的重視程度，將教學內容和CDIO理念相結合進行相應的教材研發(fā)。［4］首先，在構思階段需要基于教學目標以及建筑設計專業(yè)軟件課程學科特點保證教材的嚴謹性，確保教材中的相關內容是正確的、完善的。其次，在任務設計階段需要側重于學生創(chuàng)新能力等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在教材中加入構思引導板塊、實際設計板塊、實現(xiàn)考核板塊以及運作考核和運作糾錯模塊。再次，在實施環(huán)節(jié)階段，需要鼓勵引導學生進行自主設計，同時教師給予相應指導，注意在這一階段教師主要起引導作用和輔助作用，避免全程由教師指導以及手把手教學。最后，在運用階段需要及時整合教材內容激勵學生主動參與相應的實踐活動，將教材中的內容應用到實踐當中。

（二）基于CDIO理念搭建課外建筑設計學習實踐平臺

單純的課堂教學和校內教學無法滿足建筑設計專業(yè)軟件課程的教學需求，因為學生的思想觀念仍然停留在學生階段，并不利于其社會經驗的積累以及職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，建議相關教育工作者在對建筑設計專業(yè)的學生進行軟件課程教學時重視校外實踐，可以結合實際情況以及實際的教學需求搭建相應的學習實踐平臺，從而提升學生的動手能力以及應用能力。［5］根據CDIO理念的核心引入相應的建筑設計相關軟件技術情景從而實現(xiàn)對教學時間和教學空間的延伸，將重點放在“體驗”和“實踐”兩方面。通過“設計+項目”的開展來實現(xiàn)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的共同提升，搭建相應的課外實踐平臺還能夠加強與相關企業(yè)的合作，通過校企合作和協(xié)同育人進一步提高CDIO的效益，促進教學目標的早日實現(xiàn)。

（三）加強建筑設計專業(yè)教師的CDIO教學意識

多數教師并沒有意識到CDIO理念對于建筑設計專業(yè)的軟件課程教學的重要意義，思想決定行為，只有轉變教師傳統(tǒng)的教學觀念，才能夠使后續(xù)的教育改革工作事半功倍。［6］因為CDIO強調知識的實用性，所以教師在實際教學過程中需要通過任務過程化的方式來發(fā)揮其重要作用從而實現(xiàn)項目化教學。高校教師需要在原有基礎之上進一步完善課堂的教學內容和教學結構，針對建筑設計專業(yè)軟件課程的學習特點來設計不同的教學任務，鼓勵學生進行小組互助，同時由教師進行相應的引導從而實現(xiàn)協(xié)作團隊化。此外，教師需要深入學習小組當中與學生共同探討相應的項目內容，通過項目任務驅動的方式來保障學生按時保質保量地完成學習任務。

（四）優(yōu)化設計與CDIO理念匹配的建筑設計教學內容

教學內容是直接影響最終教學效率的因素，因此教師需要基于CDIO理念對教學內容進行進一步的優(yōu)化。首先，需要使用系統(tǒng)生命周期過程原理來對教學實踐、教學資源、教學環(huán)節(jié)以及教學結構進行重新整合，避免學生在學習過程中只將重點放在理論知識學習中，需要通過對內容的優(yōu)化和豐富來實現(xiàn)“教學做”一體化以及理論知識實踐化。其次，需要以CDIO理念核心和目標作為教學內容設計導向，教師之間也需要定期或不定期地進行相應的教學研討來不斷對教學內容進行調整與優(yōu)化。

五、結語

綜上所述，在CDIO理念下，傳統(tǒng)的教育模式已經無法滿足當前建筑設計專業(yè)的軟件教學需求，因此教學人員需要加強對于這一問題的重視程度，明確建筑設計專業(yè)的軟件課程的特殊性。本研究主要從教育資源、教育模式、教育理念以及教育內容幾個方面指出了當前高校建筑設計專業(yè)軟件課程在踐行CDIO教育理念時存在的不足，并提出了針對性的解決建議，希望能夠為建筑設計專業(yè)軟件課程的相關教師提供一定的理論參考，充分發(fā)揮出CDIO教育理念在高校建筑設計專業(yè)軟件課程教學中的重要作用，通過這一教學理念最大限度上提高學生的綜合能力，促進學生的全面發(fā)展，為我國建筑行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)更多的高質量技術人才從而促進建筑行業(yè)的現(xiàn)代化轉型。

參考文獻：

［1］ 顧佩華，胡文龍，陸小華，等. 從CDIO在中國到中國的CDIO：發(fā)展路徑、產生的影響及其原因研究［J］. 高等工程教育研究，2017（01）：24-43.

［2］ Edward F Crawley. The CDIO syllabus--astatement of goals for undergraduate engineering education［R］. The MIT CDIO Syllabus Report，2001.

［3］ 王天寶，程衛(wèi)東. 基于CDIO的創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式研究與實踐——成都信息工程學院的工程教育改革實踐［J］. 高等工程教育研究，2010（01）：25-31.

［4］ 高勇仿，商存惠. CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示［J］. 中國高教研究，2006（11）：81-83.

［5］ 徐麗，高向玉. 基于CDIO模式的創(chuàng)新教育人才培養(yǎng)策略探析［J］. 中國成人教育，2017（11）：104-106.

［6］ 張長銳. 基于職業(yè)適應性的建筑教育研究［D］. 天津：天津大學，2016.

（責任編輯：牛雪璐）