基于CDIO工程教育模式的优化改革

 

高校的学科建设对教学和科研都有很高的要求。既要做好科技研究成果的应用，又要优化完善基础理论教学和专业课教学实践。特别是在具有行业特色的土木工程专业本科教学中，要考虑多元化的培养目标，不仅为学生选择进一步深入教育打下深厚的基础，而且注重提高学生在教学过程中的实践能力，即有利于学生未来科研工作的发展和职业生涯的顺利起航。

 

基于CDIO工程教育模式和现代专业创新人才培养目标，我校土木工程本科教学可在以下几个方面进行优化改革。

 

1.课程建设。课程体系的优化应以项目实践为主线，参照工程实践的理论和技术需要，将要求推向教学大纲、教学计划和课程设置，通过每门课程、每个模块、每个教学环节，落实工程技术对专业人才实践能力的要求。在土木工程专业人才培养计划中，课程主要分为四个模块：通识教育课程、学科基础课程、专业方向课程和主要实践教学环节。

 

通识教育课程作为大学生的基础教育课程，没有任何专业方向。但基于CDIO工程教育模式，大学生入学时应该学到什么？Ｒ了解土木工程专业的学科设置、研究前沿、就业方向等基本概念，甚至可以激发学生对专业的热情。

 

在学科基础课程中，高等数学、线性代数、《大学物理》、材料力学等课程是土木工程专业的必修课，旨在为专业课程的学习打下良好的专业基础。因此，在课程建设中，必须考虑各课程之间的渐进关系。例如，理论力学、《材料力学》、结构力学应分别在三个学期内进行，使学生的力学概念从质量点逐步加深。与此同时，《大学物理》、《材料力学》、土木工程材料等课程开设了相应的试验课程，试验内容的开设应与教学内容相协调，通过试验内容加强学生对理论知识的认识。

 

我校专业方向课程细化为建筑工程、道路桥梁工程、地下结构和岩土工程三个方向。同一专业方向的教师在制定培训计划时，应相互交流各自负责的专业课程内容，梳理选择整个教学环节所涉及的知识点，并合理分配。

 

在教学过程中，专业方向课程应采用理论推导与计算分析相结合的形式进行教学。课程结束后，学生可以配合课程设计，将理论知识与工程实例相结合。特别是大学第四学年的毕业设计教学环节是对学科发展前沿的深入了解，将学科基础课程与专业方向课程所学知识相结合的环节。毕业设计的主题通常由导师根据学生主题选择的合理性和适用性来确定。如果能结合实际工程对房屋建筑或桥梁结构进行初步设计和结构分析验算，是CDIO教育理念的最佳应用。

 

2.教师建设。具有工程实践经验的教师在CDIO教学模式的实施中发挥着重要作用。他们的实践能力、创新能力和专业水平直接影响着实践教学的效果。在实践教学的要求下，课堂教学中的案例教学、实践环节中的模拟培训、校外工程现场实习都对教师的实践经验提出了更高的要求。因此，土木工程专业的大学教师需要尽可能成长为双师型教师，具有丰富的工程实践经验和扎实的理论教学技能，甚至可以获得工程师和教学两种职称。

 

3.保证实习基地的条件。在CDIO教育模式中，通过构思和设计的准备，需要通过工程实践来实现和操作所学的知识。在高校，学生通常采用实习的形式，使学生能够接触到生产一线的具体工程作业，特别是实习、学年实习、社会调查、毕业实习等实践环节，需要校外生产实习基地提供相应的保障。为了达到理论与实践交叉渗透的效果，土木工程专业在建立实习基地的过程中必须考虑工程生产的实际需要，并尽可能结合在建工程，培养学生的自力更生、自学、实践、沟通和实施能力。特别是中铁、中建、中交等大型建设单位在“一带一路”战略部署中发挥着非常重要的作用。许多高铁、隧道、道路、桥梁和房屋建筑都是由这些单位建造的。如果能在这些建设单位建立实习基地，让学生接触到工程结构的建设一线，将是学生感性了解工程实际情况的重要途径。

 

从以上比较可以看出，与传统的教学模式相比，CDIO教育模式对学生的能力培养具有更积极的意义。在这种模式下，学生需要转变一定的角色，积极参与主动学习和实践能力的培养。同时，在CDIO教育模式的要求下，提高责任感、合作协调能力、发现问题、解决问题的综合素质。同时，实践该模式的高校教师将继续向双师型或更全面的能力方向靠拢，提高教师的社会责任感和工程实践能力。从现阶段的发展来看，教师采用的教学方法、教材和教学评价体系需要更加完善，高校需要在实践型人才培养的道路上继续努力。