基于“CDIO+OBE”理念的应用型本科院校毕业设计优化与实践研究——以水利水电工程专业为例

苏永军，李鹏程，贾 悦，王 慧，王 钰

(河北水利电力学院，河北 沧州 061001)

1 引言

毕业设计作为水利水电工程毕业生本科培养阶段最后且极为重要的实践环节，是连接学校理论学习与工作岗位实践的通道，对于提升学生科技创新、学习的主观能动性、综合素养及实践水平意义重大。河北水利电力学院水利水电工程专业旨在以实际工程为依托，在选定施工、设计项目的基础上，融合本科阶段理论知识体系，解决水利工程实际问题。本科毕业设计的实施效果也是对河北水利电力学院校训“勤奋、求是、创新、笃行”的践行及检验。

河北水利电力学院水利工程系在传统偏重理论毕业设计的基础上，尝试开展多方面改进及优化，水利工程系水利学科共有水利水电工程、农业水利工程及水文学与水资源工程三个相关专业，作为应用型本科院校，水利工程系旨在培养具有施工、设计、勘察、监理等具体以实践为导向的高素质应用型人才。根据2020届水利水电工程毕业设计过程及结果，学校主要存在以下问题：校内教师“一带多”指导模式，学校指导教师多以理论水平见长，同时来源于一线的资料缺失导致设计题目及设计成果类似，部分学生主要存在互相借鉴、抄袭的情况，毕业设计答辩过程中对实际工程的理解片面、不系统。因此水利系针对目前存在的问题对毕业设计模式进行改革，基于OBE理念及CDIO工程教育模式的先进理念[1～3]，利用校企合作企业积极开展校内外合作模式，充分利用企业资源，为毕业设计提供基础资料，探索双导师制。

基于OBE理念的毕业设计是以预期产出为目标，设计题目的拟定，设计过程的实施，设计结果的评价、修正及再评价均以结果为导向，毕业设计的整个过程、辅导方式、毕业设计答辩评价均依据以结果不断修正[4，5]。CDIO工程教育模式强调学生自主学习，将实践课程的建立与实施有机结合，通过系统的训练培养学生成为基础知识体系丰富、专业水平突出、合作意识较强及工程设计与实践水平能落地的应用型人才。将CDIO工程教育模式与OBE理念进行融合，以2017级水利水电工程毕业生作为实践对象，开展毕业设计的有机探索，是水利工程系改革创新的重要举措。

2 基于“CDIO+OBE”理念的毕业设计改革

基于CDIO工程教育模式和基于OBE理念的课程模式是当前国际和国内最前沿、推广及应用最广泛的教育改革方向[6～8]，其产生的效果较显著，目前已经在多国多所高校得到实践。河北水利电力学院水利水电工程教研室通过对CDIO工程教育模式和OBE理念的研究，对二者进行有机融合，将综合理念引入到2021届水利水电工程毕业设计中。

2.1 毕业选题分析

项目和实践课程是“CDIO+OBE”理念的重要部分，对于学生尤其是工科生，来源于一线的工程项目更有利于学生的立体化思维的建立和理论知识体系的落地[9～12]。目前毕业选题多为在校教师针对以往设计题目和设计内容的改进，内容更新不及时，与最新的水利设计理念存在偏差，不利于学生在进入实践阶段的衔接。改革的主要方向为校外指导老师提供全套的设计及施工资料，校内指导老师提炼关键章节，学生针对具体章节开展毕业设计任务并反馈到工程一线，打通理论到实践的障碍。

2.2 毕业设计完成体系分析

(1)毕业设计章节布置阶段。章节布置前自主学习是使学生更好学习本部分内容的重要手段，基于雨课堂及自建群等先进教学工具，由校外教师对所设计内容进行提前发布，学生对校外教师发布内容进行自主学习，并提出疑惑难点在系统上进行提交，由校外教师汇总分析。

(2)毕业设计布置答疑及讲解阶段。由校外教师针对汇总的疑惑难点进行解答，并针对本章节设计内容的重点知识进行强调并对难点知识进行剖析，保证学生对于本章节的理解深度及思路清晰度，初步形成本部分内容的知识框架。

(3)分组讨论与相互质疑阶段。课下设计小组内进行充分讨论，集体决策确定最佳方案，课上各小组进行成果分享，校内指导老师结合理论知识进行批判质疑，将成果再次完善。

(4)教师点评阶段。由校内外指导老师进行点评，对小组提交成果进行进一步完善。本章节结束前邀请兼职教授对每一个小组的成果进行点评并打分。

(5)最终考核阶段。改变传统的考核方式，引入学生互评和兼职教授评分，将最终考核分为学生互评、主讲校内外教师评价、兼职教授评价3个部分，对学生预习反馈、课堂互动、成果分享、最终成果4个方面进行打分，以信息熵权法及层次分析法(AHP)的综合方法为基础，全面量化考核分析每位学生的表现，最终得出考核评级，做到先进科研理论与教学的融合[13～16]。

3 毕业设计改革存在问题与总结

河北水利电力学院与山东新汇建设集团有限公司签订协议，水利水电工程专业2021届毕业生共15名学生进行校内、校外综合毕业设计实践项目，实践地点为山东新汇建设集团有限公司项目驻地，具体毕业设计统计情况见表1，具体设计题目及成绩综合评定见表2。

表1 毕业设计改革实践情况统计 人

表2 毕业设计综合成绩评定

15名学生毕业设计题目及内容均为水利工程方向，其中参与泵站设计、高标准农田建设、监理规划、水闸设计的人数分别为4、2、3、6人，整体毕业设计项目分类及人数分布较均衡，所有毕业设计来源项目均处于设计期或建设期，充分保证了理论计算与现场实践协调统一，理论指导实践，在实践中完善理论计算。

校外指导老师均具备高级职称，校内指导老师均为初级职称。在整个毕业设计过程中，校外指导教师结合自身丰富的现场经验，带领学生在进行理论计算的同时，创造便捷的条件使学生深入到一线进行学习。但存在校外指导教师重实践轻理论的现象，同时由于疫情的影响，校内外指导教师沟通不及时，学生及校外指导教师与校内指导教师沟通大部分通过网络完成，致使部分同学毕业设计理论计算未能达到要求。

毕业设计成绩中5名学生为中等，9名学生为及格，1名学生为不及格。本次学生成绩较不理想，主要是学生实践与理论结合方面未能找到平衡点，理论计算深度不够。未来的改革方向应该是加强校内外、理论及实践的均衡性。如水闸地基渗流计算方面，学生均采取了即为简化的计算方法，与教学中的要求相差较大，水泵计算水力损失计算方面，未严格按照规范要求采用参数，导致整个计算偏保守，增加了工程造价。

4 结语

本研究将CDIO理念与OBE理念进行融合，以河北水利电力学院水利水电工程专业2021届15名毕业生为实践对象，提出了毕业设计优化与实践研究思路，与山东新汇建设集团有限公司签订协议，采取了校内外老师联合指导、毕业生自主学习、小组互助、专家评价与批判的形式，并对改革措施及存在的问题进行了分析，为水利水电工程等工科专业毕业设计及其他实践课程改革提供参考。