基于CDIO的运输场站规划与设计教学改革探索

韩霜+王小霞+卢建锋

[摘 要]针对高等院校工程教育脱离工程实际、大学生缺乏对生产实际的直观认识的问题，基于CDIO工程教育理念，结合运输场站规划与设计课程的特点，从教学目标、教学内容与要求、教学组织形式等方面对课程教学进行改革，在項目贯穿式、研讨式教学过程中夯实学生的理论基础，同时也提高学生的综合应用能力、团队合作能力以及创新能力，增强教学效果。

[关键词]运输场站规划与设计；CDIO教育理念；工程教育；项目贯穿式教学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）01-0017-03

一、引言

CDIO教育模式是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学经过4年的探索形成的一种全新的工程教育理念和实施体系。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品从研发到运行的生命周期为载体，为学生提供实践、理论课程知识有机关联的教学情境，鼓励学生以主动的方式学习工程学[1]。CDIO教育模式注重引导学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识，并在此基础上将教育过程放到工程领域的具体情境中，通过贯穿整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练，培养专业基础扎实、职业道德高尚的新一代高水平工程师。CDIO教育模式使工程教育改革具有更加明确的方向性、系统性，并且实施过程具有可操作性和可测量性，对学生和教师都具有重要指导意义。

CDIO 教育模式提出并实施以来，在工程教育领域取得了显著成效。本文将CDIO工程教育模式引入运输场站规划与设计课程教学中，通过对CDIO教育模式的深入研究，探索适合该课程的科学教学体系，加强交通运输专业学生的实践和就业能力，推动应用型、创新型本科交通人才的培养。

二、基于CDIO理念的国内本科教学研究现状

我国针对CDIO理念的研究主要分为CDIO教育模式内涵分析和CDIO教育理念应用研究两个部分，其中基于CDIO教育理念的应用研究又可细分为3个方面，即人才培养模式、专业教学改革和课程教学改革。

在CDIO教育模式内涵分析方面，王刚提出CDIO 模式既是一种工程教育实施方案，也是一种工程教育理念，在实践中可以参照CDIO模式，但又要切合我国社会的特点和每个学校、每个专业的不同特点，在理论和实践两个方面加强探索，构建富有成效的工程教育新模式[2]。熊和平等认为在目前应用CDIO教学理念的改革过程中，CDIO模式常被误解为问题教学、项目教学、典型产品组织教学、做中学等，从而使高等工程教育面临着降格为职业技能培训的风险[3]。

在CDIO教育理念应用研究方面，刘荣佩等探讨了CDIO带来的思考与启示，以及开展以CDIO人才培养模式为特色的试点专业实施情况[4]。陈冬松等将CDIO-CMM能力成熟度模型引入工科院校人才培养之中，与我国高等工程教育特点相结合，提出了加强校企合作、更新教师理念、健全评估与反馈机制与改革课程体系和教学方式的人才培养途径[5]。李发宗等探讨了基于CDIO教育理念的汽车服务工程专业的教育改革模式与实践，提出了该专业教学改革的具体措施[6]。潘柏松等构思了基于协同理论的CDIO工程教育模式，结合浙江工业大学机械工程及自动化专业实际，设计了S-CDIO模式的框架，具体阐述了教学大纲、课程体系和评价体系[7]。庞然等将CDIO工程教育模式引入交通运输系统规划课程的建设，旨在加强实践环节，在教学过程中培养学生的创新能力、合作交流能力及综合应用能力[8]。杨海娟通过研究CDIO教育模式在国内外电子商务实践教学中的应用现状，分析了在传统教学模式下电子商务实践教学存在的不足，构建了基于CDIO教育模式的电子商务实践创新教学体系[9]。钟宇光等针对机械系统设计课程的特点和存在的问题，基于 CDIO 工程教育思想及理念，建立了机械系统设计课程改革体系，提出了课程内容模块化、教学过程层次化、综合型的成绩考核等课程环节的具体实施策略[10]。

通过总结CDIO研究成果发现，当前研究主要集中在应用研究方面，尤其是聚焦于结合我国高校教学的实际情况，运用CDIO的原理重新审视人才培养方式以及重新组织专业教学、课程教学并进行课程体系建设。

三、运输场站规划与设计课程教学内容边界框定

运输场站规划与设计课程是交通运输专业的一门主要专业课，具有理论和实践紧密结合的特点。运输场站规划与设计以机场、港口、公路、铁路运输枢纽等交通运输场站的形成机理、规划及设计为主线，以运输场站的规划方法和工艺设计为重点，使学生掌握运输场站规划及设计的基本理论、基本知识和基本方法，着重培养学生分析运输场站建设中的实际问题和解决问题的能力。

由于各种交通运输方式均有各自独特的运营特性，运输场站及所采用的运输工具等均有巨大的差别，因此各学校开设的交通运输专业一般会依托于特定的交通运输方式，与此相对应，其运输场站规划与设计课程的教学内容也会基于特定的交通运输方式而确定。根据社会人才需求现状，我校交通运输专业主要向学生系统传授公路运输方式的基本理论，故运输场站规划与设计课程也侧重于向学生传授公路运输场站规划与设计的相关知识。

四、CDIO理念下运输场站规划与设计课程的教学目标

运输场站规划与设计课程要求学生应用现代规划及设计方法对交通运输领域内的工程类项目进行规划并设计，是一门理论性与应用性兼具的学科。该课程的基础理论是从具体的运输生产实践中提炼构建而来，而在校大学生往往都缺乏生产实践经验，因此课程中的理论知识容易让学生感到空洞、抽象且无趣。而场站的规划设计内容虽然具体，但由于学生缺乏必要的认知与体验，同样会让学生觉得有距离感。

基于该课程传统教学中存在的问题，我们引入CDIO培养模式进行教学改革探索，并以高素质的应用型本科交通运输专业人才培养要求为导向，在教学中重点培养学生的工程意识和创新意识，从根本上激发其学习兴趣，以提高其工程素养、实践能力以及综合素质作为教学改革目标。希望在系统地阐述现代公路运输场站规划基本理论的同时，将运输场站设计与工程实践紧密结合起来，为交通运输行业培养应用型人才，使学生既懂理论又懂规划设计，提高交通运输从业人员的基本技能和综合素质，为他们毕业后从事交通运输场站规划设计、交通运输管理等工作创造条件。endprint

五、运输场站规划与设计课程教学改革实施方案

（一）重新审视并核定教学内容及要求

有针对性地向学生系统讲授紧跟时代且应用性强的知识是提高学生专业素质的重要保证，也是实现高素质应用型本科交通运输专业人才培养目标的根本途径。教学改革团队基于CDIO教学理念，重新审视并核定教学内容及要求，力求使本课程的教学内容既有坚实的基础理论，又有助于提升学生的综合能力。经过讨论，最终确定本课程的主要教学内容如下：公路运输枢纽的基本功能及形成机理、公路运输枢纽的需求预测及规划方法、汽车客运站设计、公路货运站设计、停车场设计、配送中心规划设计等，如下表所示。

（二）创新教学组织形式

传统课堂采用的是一种灌输式教学方式，通常按照“给出命题—解释—应用举例”的顺序展开，学生被动地接受知识，而且一堂课往往有大量的知识点灌输，这些知识点于部分学生而言就像过眼云烟，转瞬即忘，而且学生也无法意识到这些知识在实际应用当中的重要作用，在这种状态下，很难引起学生对课程学习的持续兴趣，他们也就难以产生主动学习的内生动力。针对课堂教学中存在的问题，需要积极地对教学组织形式进行创新，从而提高学生在课程教学过程中的参与意识和参与度，做到“教”与“学”的有机融合。

为了让学生更主动地参与学习，我们可以在教学组织上进行如下设计。

一是明确课程性质及其应用领域。教学伊始，通过公路运输场站建设的实例，综合性地介绍本门课程的知识体系。通过这个过程不仅让学生了解本课程的主要内容和知识体系，更重要的是让学生认识到本课程知识的实际作用以及应用前景，以此来激发学生认真学习的内生动力。

二是加大直观性教学环节的比重。为了使学生在系统学习理论知识之前形成对运输场站的直观认识，教师可以在教学过程中增加现场实践环节，或者在实习环节突出运输场站规划设计的内容，使学生对所学知识有一个感性认识，帮助学生在此基础上巩固课堂知识，积极思考，深入理解。交通运输场站规划与设计是一门实践性很强的学科，通过现场教学、实习等实践环节让学生熟悉运输场站的总体结构，了解不同类型、不同等级的运输场站中各个作业区域的功能和要求等，理解各个功能区之间的内在联系，为理论教学做好铺垫。如果学生上课前有一定的感性认识，那么书本上抽象的知识就会变得形象、生动起来，教学效果也会得到提高。

三是采用项目贯穿式教学方法。在具体的章节教学中，教师可以根据运输场站的工程实例，设计若干微型项目来开展项目贯穿式教学。在教学中，教师可以微型项目作为任务，先把项目背景以及项目要求达到的目标抛出来，激发学生解决该问题的兴趣。在此阶段，学生由于还没有学习到相关知识，会在心中产生一个个待解的疑惑，此时教师可以按照知识点之间的逻辑关系逐一讲解，并要求学生同步动手设计项目方案。在讲解的过程中学生心中的疑惑被逐步解开，学生被解决疑问的满足感所驱動，被设计任务所牵引，注意力更容易集中，从而可以让被动的知识灌输变为主动的知识获取，提高学习效果。以“公路汽车客运站设计”项目为例，该项目要求学生根据基础资料设计客运站的工艺流线，进行工艺计算并布置客运站的总平面。这种项目贯穿式教学要求理论与实践相互结合，学生需要以小组为单位边学边做，其高标准的要求促使学生必须集中注意力并且需要理解知识点之间的联系。整个项目实施过程强调教师和学生的互动，充分做到开放式教学；教学内容与项目规划设计过程密切配合，实现理论与实践的辩证统一。

项目贯穿式教学中，微型项目设计的阶段性成果以及最终成果将作为课程总评成绩的组成部分，教师根据教学进度设置若干考核节点，由各个节点的考核成绩确定项目设计得分，并且按照比例折算到总评成绩中。这种教学方式能极大地激发和保持学生的求知热情，也可以培养学生的团队合作精神。

四是加入研讨教学环节。教师在每一次微型项目设计结束之后，以小组为单位，采用讨论式教学方法来培养学生的系统思维、综合分析能力和创新能力。讨论过程中，各小组首先对工艺计算及总平面布置过程进行解释，然后由其他组对该组的设计方案进行分析、评价并探讨设计方案优化办法。

五是强化课程设计。课程理论教学完成以后，配以运输场站的课程设计。教师在课程设计中，给学生提供运输场站规划设计的工程项目基础资料，要求学生以小组为单位综合运用所学知识，按照要求完成该工程项目的规划设计。教师要在现场调研、工程实践等过程中帮助学生对该门课程零散的知识点进行系统重构，进一步提高学生对理论知识的综合掌握程度。同时，通过难易适当的课程设计让学生提前感受较为真实的工作内容，促使学生发现各自知识面的不足之处，从而进一步激发学生认真学习的内生动力，逐步培养学生自主学习、终身学习与创新的意识，使其能够适应技术、经济与社会的可持续发展需要。

六、结语

运输场站规划与设计是交通运输专业的主干专业课程，其内容丰富，实践性强，教学难度较大，要取得良好的教学效果要求教师深刻理解这门课的教学规律并采用适当的教学方法。CDIO工程教育理念是我国高校教育改革的探索方向之一，通过项目贯穿式教学，同时配合研讨式教学和课程设计等手段，将CDIO教育理念融入运输场站规划与设计课程教学实践中。该教学组织形式既能够让学生掌握和巩固基本理论，又能够提供机会让学生应用理论知识解决实际问题，同时还能锻炼学生的综合分析能力、创新能力以及团队合作精神，促进学生综合素质的提高。

[ 参 考 文 献 ]

[1] Crawley E. F.，Malmqvist J.， Ostlund S.，etal.. Rethinking Engineering Education-The CDIO Approach[M].New York：Springer，2007.

[2] 王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究，2009（5）：86-87.

[3] 熊和平，岳爱臣.CDIO工程教育模式：误解的澄明与风险的规避[J].高等工程教育研究，2009（5）：48-51.

[4] 刘荣佩，史庆南，陈扬建，等.CDIO工程教育模式[J].中国冶金教育，2011（5）：9-10+13.

[5] 陈冬松，孙阳春.CDIO工程教育模式下的工科院校人才培养途径[J].现代教育管理，2011（11）：34-37.

[6] 李发宗，崔仲华，黄永青，等.汽车服务工程专业CDIO教育模式的探索与实践[J].宁波工程学院学报，2010（1）：128-132.

[7] 潘柏松，胡珏，秦宝荣.基于协同理论的CDIO工程教育模式探索——以机械工程及自动化专业为例[J].中国大学教学，2012（5）：35-38.

[8] 庞然，吴彪.基于CDIO培养模式的交通运输系统规划课程改革与探索[J].林区教学，2013（10）：88-89.

[9] 杨海娟.CDIO教育模式在电子商务实践教学中的应用[J].无线互联科技，2015（13）：109-110.

[10] 钟宇光，史东岩，展勇.基于CDIO模式的机械系统设计课程教学改革研究[J].大学教育，2016（1）：144-145.

[责任编辑：庞丹丹]endprint