基于CDIO理念的土木工程专业人才培养模式探索与实践

2022.08.20

宋军伟朱街禄张伟伟

摘? 要探讨土木工程专业人才培养中存在的主要问题，借助CDIO工程教育理念，构建土木工程专业课程体系及实践教学环节。基于CDIO理念的土木工程专业人才培养模式的实施举措主要包括加强项目教学、培养“双师”型教师团队、完善校内外实训场所、加强创新训练和自主学习、建立科学合理的考核评价指标体系等。

关键词 CDIO;土木工程;工程教育;实践教学

中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B

文章编号：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代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Imple-

ment）和运行（Operate），是美国麻省理工学院等四所高校于20世纪90年代末发起并倡导的工程教育理念。CDIO工程教育理念致力于培养适应行业需求和社会发展的工程师，强调在工程实践中培养学生的实践能力、创新精神和团队协作能力。CDIO于2005年传入我国，短短十几年来，对我国工程教育产生深远影响[1-2]。土木工程为工程性、实践性较强的工科专业，将CDIO工程教育理念应用于构建该专业人才培养模式，有利于培养学生的实践技能、创新精神及团队合作意识[3]。

2 现阶段土木工程人才培养存在的主要问题

理论教学存在的问题? 理论教学是土木工程专业人才培养模式的重要组成部分。由于专业概念和术语较多，该专业的专业课程理论教学具有一定的难度。现阶段土木工程专业理论教学存在的问题主要包括两个方面。

1）侧重于传统理论知识讲解，缺乏学科发展前沿内容的介绍。本课题组对该专业毕业十年以上，涉及工程设计、施工、造价及监理等领域的工程技术人员进行调查，如表1所示，认为大学知识在工作中非常重要的不到20%，超過90%的受访者认为专业课应侧重于基本原理和基本概念的讲解，超过85%的受访者认为专业课程的教学应加强与现行规范、实际工程的结合。

2）传统的教学方法不利于培养学生的创新精神。传统的理论教学中多以教师讲授为主，师生之间缺乏交流，过分强调教师在教学过程中的主导性，不利于学生求知欲和学生主动学习能力的培养，更不利于学生团队协作精神的培养。

实践教学存在的问题

1）实践教学系统性不足，忽略了专业知识的系统性。为检验学生对课程知识的掌握程度，部分专业课安排了课程设计，如混凝土结构设计、钢结构、工程测量、建筑施工、房屋建筑学等。课程设计要求学生灵活运用所学知识分析并解决工程问题，具有一定的查阅规范能力，能根据不同工况选择合适的计算参数。目前，每门课程的设计内容仅考虑本课程所学知识，未考虑课程之间的彼此联系，而实际工程中从地基基础到上部结构的计算是相互联系的，这样安排导致学生不能将专业知识进行有机联系，建立彼此的逻辑关系，导致学生在今后实际工作中遇到具体工程项目时顾此失彼，缺乏独立解决复杂工程问题的能力。

2）部分教师工程经验缺乏，不利于培养学生的实践能力。随着高校招生规模的扩大，很多教师都是硕士或博士毕业直接走上工作岗位，具有较高的理论水平，但缺乏工程实践经验。由于平时承担了大量的教学与科研任务，参与工程项目的机会相对较少，导致部分教师工程经验缺乏。不少学校对教师的考核侧重于理论教学与科研工作，忽视了教师实践能力的培养，导致教师实践经验缺乏，不利于学生工程素养和创新精神的培养。

3）很多高校仍采用教师讲授为主，学生主动学习能力不足。受到传统教学模式影响，很多高校仍采用教师讲授为主的教学模式，忽略了学生主动学习能力的培养。另外，由于土木工程实验教学的特殊性，开设了一定比例的演示实验，演示实验往往是教师设计好实验方案，甚至连应变片、实验夹具等试件都由教师张贴安装到位。这样学生即使不了解实验原理，也可以按部就班地完成实验，在分析实验结果时泛泛而谈，未能涉及问题本质。部分学生为了考试而学习，实践教学对考试成绩的影响较小，影响了学生学习积极性，导致学生所学知识与用人单位要求存在差距。

3 基于CDIO理念的土木工程专业课程体系的构建

为了解决传统的土木工程专业人才培养存在的上述问题，江西科技学院开展了基于CDIO理念的土木工程专业人才培养模式的探索，对土木工程专业人才培养现状以及相关工程企业对人才所需的专业知识情况进行调研。为了收集工程企业、校内外专家对土木工程专业人才培养模式的意见和建议，召开专家座谈会，专家组成员主要包括工程企业技术管理人员、以江西科技学院教师为代表的院校教师等。考虑到学生的就业方向，工程企业专家主要来自施工企业、工程测绘企业、监理企业、检测企业等。

企业专家认为高校毕业生与企业需求存在部分偏离，较突出的问题主要包括两个：一是毕业生好高骛远，工作不踏实，人员流失率较高;二是毕业生专业技能不扎实，不能直接胜任工作岗位的需求。通过企业管理人员及专家反馈可知，企业较看重毕业生上手工作能力。在座谈会上，企业资深专家针对土木工程现状及今后发展趋势，提出意见：加强高校与行业的接轨，亟待开设关于BIM技术、绿色建筑及绿色施工的课程，密切结合现行规范开展教学;国家在大力发展建筑产业化、装配式建筑等，高校可开设相关专业课程。

在学校对土木工程专业毕业生调查的基础上，并结合专家座谈会的相关精神，通过借鉴国内外高校土木工程专业人才培养模式的先进经验及CDIO能力大纲和实施检验标准，学校基于CDIO理念构建了土木工程专业课程体系。该课程体系包括土木工程概论、专业毕业论文（毕业设计）两个一级团队设计项目，地下工程、绿色建筑等四个二级团队设计项目。其中，每个二级团队设计项目由若干门课程组成，每门课程由一个或若干个三级团队设计项目组成（如图1所示）。

4 基于CDIO理念的土木工程专业实践性教学环节的构建

土木工程是具有较强工程实践性的专业，实践教学环节在该专业中占据重要地位。加强实践教学环节，在实践教学中坚持产学研相结合的教学手段，可以对学生的理论学习效果进行检验，训练学生运用理论知识解决工程实际问题的能力[4-5]。基于CDIO工程教育理念构建的土木工程专业实践教学体系如表2所示，该实践教学体系试图将学生工程素养的提升、团队协作精神和职业能力的培养贯穿在整个实践教学过程中。

5 基于CDIO理念的土木工程专业人才培养模式的实施举措

基于工程项目开展教学，加强工学结合? CDIO工程教学模式突出强调基于工程项目全过程生命周期的学习，学生参与工程项目的构思、设计、实现和运行等环节，通过参与具体工程项目获取知识[6]。部分课程可加强与企业的合作，通过真实的项目构建学习环境，采用“做中教、做中学”的教学方式，激发学生学习的积极性，并将学生参与项目全过程的表现作为评价学生学习效果的依据。

培养“双师”型教师，提高教师的实践能力? 《CDIO大纲与标准》[7]中对于提高教师的工程实践能力提出明确的要求。土木工程专业是一个对实践教学具有较高要求的专业，既要求教师具有扎实的理论知识，还要求教师具有较强的工程实践能力，能较好地将工程实践知识融合到教学中，通过工程案例引导学生主动学习。这需要教师不断学习，积极参与工程实践，将科研项目与工程教学相结合，培养学生运用工程知识分析问题、解决问题的能力。学校应鼓励教师积极主动地参与工程实践，制定相应的考核管理办法，并有计划地安排教师到工程企业参与工程实践，从而建立一支理论知识扎实、具有较强实践经验的“双师”型教师队伍。

完善实训场所建设，建设一批校内外实践教学基地? 《CDIO大纲与标准》中指出：工程实践场所是学生学习的基本资源，并应逐步完善更新实践教学的软硬件环境。校内实验室既可满足各类课程实验教学的需求，还可作为大学生探究性实验、自主创新类活动、各类竞赛的基地。在校企合作基础上，建设一批校外实习基地，着重培养学生的实践技能，校外导师可参与培养方案修订、实习实训教材编写、毕业论文指导等工作。不断完善实训场所建设，拓宽人才培养途径，为社会培养输出应用型、技能型人才。

加强创新训练和自主学习? CDIO工程教育模式特别重视创新训练和自主学习，《CDIO大纲与标准》列出了创新训练和自主学习的相关标准。创新训练和自主学习是学生通过大学生科技竞赛、社会实践及科研项目等活动，主动开展的研究性学习。通过创新训练和自主学习，可培养学生创新能力和团队精神。在具体实施方面，可为学有余力的学生开放各类实验室，提供创新创业训练经费。如江西科技学院结合CDIO工程教育模式实施大學生创新创业训练项目，取得较好的效果，学生在“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、大学生结构设计竞赛等学科竞赛中获得佳绩，在土木工程学院形成大学生科技创新竞赛的特色。

建立科学合理的考核评价指标体系? 《CDIO大纲与标准》中指出：考核学生在个人、人际交往、系统建造能力以及学科知识等方面的能力。传统对学生的考核一般采用考试方式，不注重学习过程，仅通过成绩的高低来评价学生学习效果，导致学生学习存在一定的功利主义，学生学习以取得好成绩为目的。CDIO教育理念强调学习过程，让学生在产品的构思、设计、实施和运行中掌握专业知识和技能，提高知识的运用能力。开展CDIO工程教育要求考核评价指标体系注重过程考核，侧重于学生学习专业知识的学习过程，注重实践学习环节并能灵活运用所学知识和原理解决工程问题，做到知识和能力的协调与统一。

6 结语

CDIO工程教育模式是近十多年来国际工程教育改革取得的最新研究成果，已在很多高校被广泛采用并取得较好的效果。同以往的教育模式相比，CDIO侧重于工程实践，让学生在真实的工程实践环境中学习，参与工程构思、设计、实施到运营的全过程，可加深对整个工程项目生命周期的认识和理解。因此，CDIO工程教育模式可为土木工程专业人才培养提供有益的借鉴。■

参考文献

[1]顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012（3）：24-40.

[2]顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（下）[J].高等工程教育研究，2012（5）：34-45.

[3]张茂雨，李博，朱云辉，等.应用技术型本科高校土木工程专业SCCIM-CDIO人才培养模式探索[J].中国大学教学

2016（12）：52-55.

[4]钟晨，王颖.基于CDIO模式下应用型本科土木工程人才培养方案探索[J].教育教学论坛，2018（5）：159-160.

[5]乔克，孙海燕，袁军，等.CDIO模式下创新型土木工程人才培养研究[J].高等建筑教育，2014（1）：26-29.

[6]顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO：汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

[7]顾佩华，陆小华，沈民奋.CDIO大纲与标准[M].广东：汕头大学出版社，2008.