基于CDIO的应用型土木工程专业岩土工程课程群教改研究

丁点点

（宿州学院，安徽　宿州　234000）

基于CDIO的应用型土木工程专业岩土工程课程群教改研究

丁点点

（宿州学院，安徽宿州234000）

应用型本科院校以培养专业知识过硬、工程实践能力强、综合素养高的人才为目标.CDIO模式引入到高等教育中，可以有效促使教学活动成为一个良性、有序的循环过程.本文以岩土工程课程群为教改对象，从教学构思、教学设计、教学实施、教学反思及改进四个部分解读CDIO思想在课程群教学改革中的作用，对类似的课程改革具有一定的指导意义.

岩土工程课程群；教学构思；教学设计；教学实施；教学反思及改进

1　引言

在积极推广“工程教育认证”和“执业资格认证”的背景下，极具特色的“CDIO”教育理念应运而生.CDIO理念源自工业产品从设计到用户反馈的流程，它主要包含了四个环节：构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）与运作（Operate）［1］.传统的教学模式重点仅放在教师的“教”和学生的“学”，而忽略了教学应该是一个完整的体系，它的全生命周期应该包含：教学构思→教学设计→教学实施→反思及改进，与CDIO的理念是吻合的.CDIO模式旨在培养学科知识扎实、团队协作能力强、有良好职业道德的工程技术人员.汕头大学最早将CDIO理念引入到高等教育教改中，并逐渐在全国高等教育进行推广.许多学者对CDIO模式在高等教育中的应用进行了研究.陈春林等［2］以南京大学工程管理学院为例，从课程内容、课程体系等方面介绍了CDIO理念在工程学科教改中的作用，通过“机器人学”课程验证了教改效果.顾佩华等［3］在汕头大学推进CDIO理念的基础之上，结合本校的工程教育教改和人才培养经验，提出了E IPCDIO—更加注重职业道德和诚信，并从培养模式、教学质量评估等方面对E IP-CDIO模式进行了详细地阐述.周艳［4］、逯燕玲［5］、姜大志［6］、贾彩虹［7］、林雪［8］、张龙［9］等人分别对单个课程基于CDIO的教改进行了研究.岩土工程课程群是土木工程专业课程体系中的一个重要组成部分，土木工程下设的建筑工程、岩土工程、道路工程方向均需要学习该课程群，本文立足于我校“地方性”、“应用型”本科高校的办学定位，基于CDIO教育模式，全面探讨岩土工程课程群的教学改革问题，对培养高素质、强能力的应用型人才具有十分重要的意义，同时也为土木工程其他课程群提供一定的借鉴价值.

2　岩土工程课程群教改的必要性

土木工程专业中岩土工程课程群主要包含《工程地质学》、《土力学》、《基础工程》、《岩土工程勘查技术》四门课程，传统的教学将这四门课分成独立的课程，每位任课教师按照教学大纲完成教学任务，这四门课理论性较强，学生听课感觉枯燥无味，学生和老师之间缺少必要的交流与反馈.虽然课内有实验、有设计，但仅仅是完成书本上提供的千篇一律的实验和设计，已然跟不上行业的最新发展，与我校提倡的培养富有创新意识的高素质应用型人才是违背的，因此从教师与学生的角度来看，都需要对该课程体系重新进行设计，引入新的元素，使得该课程群的知识变得丰富立体，让学生能够更主动的学习.CDIO模式从构思到设计到实施到反馈这一整套的流程，可以弥补教学环节中缺失的“失联”，避免了教学过程的单一化、片面化.

3　岩土工程课程群教改内容

3.1教学构思

传统的教学构思仅限于教师思考某个章节如何教学，而忽略了教学设计前的一个重要步骤——教学构思.生产产品需要考虑功能、市场需求、企业生产能力等因素，教学亦是如此.在教学之前需要首先思考学生的需求，当今就业市场的需求，行业最新发展动态以及现有的教学硬件条件等.岩土工程课程群四门课彼此之间有交叉，开设先后顺序应为《工程地质学》→《土力学》→《基础工程》→《岩土工程勘察技术》，由于四门课教材内容有重复，所以制定教学大纲时，需要构思重复内容的教学安排.比如在工程地质学中已经讲述了土的分类，在土力学与岩土工程勘察技术课程教学大纲中就可以予以删除《.土力学》内容较多，在限定的教学学时内，需要对教学内容和教学大纲进行构思，考虑到学生毕业后可能从事的设计及施工工作，教师在授课前应构思《土力学》中的重点内容，把与工程实践紧密结合的土中应力计算、土的抗剪强度、地基承载力、土坡稳定性分析作为培养学生实践能力的重要知识点《.基础工程》知识点多且散，可以构思将重要知识点与地基与基础的规范联系起来，比如对于桩的抗拔承载力知识点，可以思考与《建筑地基基础设计规范》中提到的单桩的竖向抗拔载荷实验要点结合起来，既丰富了教学内容，又可以让学生了解施工过程中的技术要点及规定.

3.2教学设计

教学设计是关系到教学效果的重要因素，传统的教学设计局限于课堂教学时间分配、板书安排、多媒体制作等内容，并不能体现出教学活动的创新性，CDIO模式要求利用前沿的、创新的思路去设计实施方案.我校土木工程岩土工程课程群在教学改革中对每一门改革课程在教学设计时采用“四级能力提升”体系.第一级针对专业基本知识，对应教学设计为采用常规的板书和PP T讲解模式进行；第二级针对基本科学素质和基本实践技能，对于这部分内容，教师需要引入新的教学设计，比如土力学中关于土的三项指标实验数据的处理要求采用Matlab软件，岩土工程勘查技术中讲解勘探方法时，分组让学生学会使用探地雷达设备，培养了学生良好的科学素养和实践能力；第三级针对学生解决工程实际问题的能力，比如工程地质学中地质图比较难懂晦涩，可以通过暑假小学期的巢湖地质填图实习完成，锻炼学生的动手能力，基础课程中讲解地基处理时，可以引入真实案例，通过教学设计让学生利用所学知识解决实际问题，我校为省级示范性应用型本科院校，提倡产学研合作，因此在课程教学设计时，估计教师将地方企业难题引入到教学中，利用案例吸引学生学习的积极性，同时引导学生用所学知识解决问题；第四级针对执业能力和职业道德，应用型本科院校主要培养综合素质过硬的服务于生产的一线技术人员，这就要求学生要有执业资格，因此在教学设计时要将执业资格考试碰到的问题引入到教学环节中去，同时在突出执业资格重要性的同时要引导学生恪守职业道德.

3.3教学实施

CDIO模式要求教学活动应该以学生为中心，通过教师的引导让学生更加自主、更富有创造性地去学习.首先教师角色要转型，教学应该从“灌输式”逐渐过渡至“启发式”，在教学改革中，要求教师去开发课程而不是简单的照本宣科，教师针对教学内容自主开发一个“项目”，然后让学生以小组为单位，扮演不同角色去做项目.比如在讲解基础工程中特殊土地基时，可以提供多个“项目”：①合肥在建地铁项目如何处理膨胀土？②我国西北地区典型的湿陷性黄土隧道地表沉降等.让学生带着问题去学习，然后用所学知识去解决工程实际问题.在岩土工程课程群教改中，对于实验教学也进行了改革，和传统的“演示性”、“验证性”实验不同，鼓励教师和学生共同开发“开放性”、“创新性”实验，比如土力学中可以将测定土的抗剪强度指标的实验与工程实践边坡稳定性问题联系，让学生通过室内实验测定基础参数，然后使用数值模拟软件进行数值运算去解决实际问题，培养学生解决实际问题的能力.另外每年我校都会面向在校生开放大学生科研立项，学生可以选择自己感兴趣的土工试验申请课题然后进行研究.其次学生在教学活动中的角色也要转换，此次教改活动中，针对教师开发的项目，给学生分组，然后组员自行分配任务，然后每组学生协作最后完成项目报告书.不仅锻炼了学生的协作能力，也从根本上避免了有学生浑水摸鱼的现象.另外可以通过“第二课堂”等形式鼓励同学自主学习.最后教学活动的实施也离不开必要的硬件设施.岩土工程课程群的相关课程与实践联系紧密，为了能让学生直观感受施工过程，我校建立了施工仿真模拟实验室，实现了学生在校内也可以感受施工现场的氛围，同时加深了对所学内容的理解.

3.4教学反思及改进

CDIO教育理念应该是一个循环的过程，构思→设计→实施→运行/改进→构思→设计……只有不停的反思并改进，才能使得整个体系良性运作.对于教师而言，不仅要及时对授课效果进行反思，同时要实时接收学生反馈信息.对于学生的考核从某种意义上来说是对教师教学效果的检验.传统的期末考试并不能完全反应学生的实际能力，培养的学生应该是能够解决工程实际问题而非死记硬背知识点，因此对于考核要进行改革.以土力学考试改革为例，考试成绩=平时成绩（20%）+实验操作（20%）+末考（60%），其中实验操作是随机抽签决定实验操作内容，末考又分为了机考和笔试，机考题型为选择判断，考查学生对基本知识点的掌握，而笔试题目多为案例分析题，学生可以查阅公式，利用所学内容去解决实际问题，题目更灵活更自主，让学生思维更活跃，考试改革效果良好.针对学生在考查中遇到的问题，教师应深刻分析，深刻反思教学环节中出现的不足，并及时予以改正，让教学质量可以得到提升.除此之外，教改课题组成员也到毕业生所在单位进行调研，收集他们认为在学校学习中所欠缺的知识，然后教师及时对教学内容进行修正.

4　结语

在质量工程项目“基于CDIO理念的岩土工程课程群教学改革研究”项目的支持下，立足于我校“地方性”、“应用型”的办学目标，对土木工程专业中的岩土工程课程群进行了教学改革.首先要从学生素养及能力需求、行业发展需要等角度对教学进行深度构思，其次采用多样、创新的教学手段进行教学设计，然后及时转变教师、学生在教学活动中的角色，通力合作确保教学活动的正常实施，最后为了让教学质量越来越高，教学活动中的各方需要及时进行反思并改进.

〔1〕曹淼孙，梁志星.基于CDIO理念的工程专业教师角色转型［J］.高等工程教育研究，2012（02）：88-91.

〔2〕陈春林，朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践［J］.教育与现代化，2010（1）：30-33.

〔3〕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.

〔4〕周艳，周敏，蒋国璋.基于CDIO的工业工程专业实验教学改革［J］.实验室科学，2013，16（2）：72-75.

〔5〕逯燕玲，戴红，候爽.基于CDIO教育理念的数据库课程实验设计［J］.实验技术与管理，2013，30（1）：22-24.

〔6〕姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究—以Java类课程教学改革为例［J］.高等工程教育研究，2012（4）：159-164.

〔7〕贾彩虹，曹云.基于CDIO理念的土力学教学改革与实践［J］.山东工业技术，2013（12）：13-14.

〔8〕林雪，陆媛，王磊，石玉环.基于CDIO理念的应用型工程造价专业工程结构课程改革［J］.四川水泥，2014（10）：67.

〔9〕张龙.基于CDIO的土力学课程教学改革［J］.科技信息，2012（32）：154-155.

G642

A

1673-260X（2016）08-0046-02

2016-04-18

宿州学院校级教研项目（szxyjyxm201421）；宿州学院校级一般项目（2014yyb07）