CDIO 理念下土木工程类专业实践教学体系构建对策

王 莉

（西南交通大学希望学院土木工程学院 四川成都 610400）

土木工程类专业重视理论知识与工程实践两者之间的联系，因此土木工程类专业也体现出了显著的实践性特征。实践教学在土木工程类专业整个教学活动中占据比重较大，也是培养学生实践动手能力、形成创新思维、增强专业素养的有效手段，向社会输送出高素质的工程型及技术型人才。[1]但是从实际情况来看，目前许多高校土木工程类专业实践教学体系还有待健全，实践教学条件还有诸多值得完善之处，并且教师工程实践能力有待提升，学生自主学习能力有待加强。同时，部分教师和学生并未充分认识到土木工程类专业实践教学的重要程度，将实践教学等同于简单的课程设计或者计算机软件运用，导致实践教学的成效不理想。因此，构建起完善的土木工程类专业实践教学体系也是当前教育工作者研究的重点课题。

一、CDIO 工程教育模式简介

包括美国麻省理工学院以及瑞典皇家工学院在内的四所大学在21 世纪初共同提出了CDIO 这一工程教育理念，也是一种国际工程教育和人才培养的创新模式，涵盖构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）、运行（operate）的连贯过程。[2]CDIO 工程教育理念更加重视为学生提供接近真实的工程实践环境，注重基础理论教学、专业实践以及课程设计等内容与工程实践之间的紧密联系，促使学生采取自主、实践、课程三者之间相互关联的学习方法，让学生更加高效地理解掌握基础理论知识，在此过程中不断提升学生工程能力。[3]CDIO 工程教育理念根本目的在于调动学生主动参与到某一实践项目的设计、实施、运行、维护等全生命周期过程，帮助学生深刻理解掌握知识和将其进行实践运用，从而让学生能够有效地将所学知识应用于工程项目建设全周期中各种问题的解决之中。CDIO 工程教育理念认为，学生工程能力一方面涵盖专业理论知识，另一方面还要求学生具备良好的自主学习能力、团队协作素养以及对大局的整体把控能力。

鉴于土木工程类专业对实践性、工程性以及技术性的高要求特点，实践教学在整个教学活动中的地位不言而喻，以CDIO 工程教育理念为指导开展实践教学，构建起相应的实践教学体系至关重要。以CDIO 理念为依据，构建起涵盖构思、设计、实施、运行的多元化的土木工程类专业实践教学体系，让学生在整个大学学习生涯接受全面的实践训练，更好地掌握实践教学内容和技能，提高学生利用所学知识解决实际工程实践问题的能力，增强创新能力，培养团队合作素养，从而向社会输送更多满足社会及企业实际需要，并且具备较强工程实践能力、高素质的土木工程类应用型人才。

二、土木工程类专业实践教学存在的问题

首先，尽管目前部分学校已认识到培养学生工程实践能力的必要性，然而在实践教学开展过程中依然存在诸多不足，并未构建起完善的实践教学体系，导致理论教学和实践教学之间并未形成有机联系，实践教学也往往只是表面形式。[4]其次，现阶段大多数教师也缺乏良好的工程实践能力，许多教师毕业后直接进入学校任教，虽然理论基础处于较高水平，但是严重缺乏工程实践经验，也没有参与过具体的工程实践项目，种种因素导致教师专业工程实践能力薄弱。[5]

三、CDIO 理念下土木工程类专业实践教学体系构建对策

以CDIO 工程教育理念为参考，设计土木工程类专业实践教学体系基本框架。其中基础课程、专业基础课程、专业课程是土木工程类专业实践教学体系的基础，将此类课程所包括的实验、实习、课程设计、毕业设计、课外活动等内容融入相关课程之中并实施。在土木工程类专业实践教学体系中，将提高学生工程实践能力以及团队协作素养作为重点内容，致力于将培养学生工程素养和职业素养渗透至土木工程类专业实践教学全过程。

（一）构建实验环节

在基础课程、专业基础课程以及专业课程之中均包含实验环节。对于实验环节的构建，需要首先从基础实验开始，随后进入材料性能检验，然后过渡至结构性能实验，使学生掌握材料力学性能知识后，可以运用所学知识将相应材料制作成为不同的受力件或者结构，并进一步借助结构实验深刻理解力学性能原理。[6]在实验的过程中，有助于培养学生在解决实际问题中运用所学知识的能力。在CDIO 理念下的土木工程类专业实验教学环节中，需要最大限度地激发学生参与实验的兴趣，无论是在制作构件抑或是操作实验内容的过程中都要始终以学生为主体，让学生全面融入构思、设计、制作、运作的流程之中，从而充分激发学生的思维潜能。

（二）构建实习环节

在土木工程类专业实习环节的构建中，需要借助基础实习、专业基础实习以及专业实习逐步递进的方式开展实习，确保学生工程实践能力的逐渐提升，潜移默化中树立起工程化思维。[7]在CDIO 理念下的土木工程类专业实习教学中，要注重让学生通过主动的、实践的、课程之间相互联系的方式开展专业及社会知识的学习。在进行实际工程的实习过程中，培养学生与他人交流的能力，提高个人公关处理能力和解决实际问题的能力。实习环节一方面有助于让学生发现个人专业知识和实践能力方面的劣势，从而进行针对性的提高；另一方面对于学生团队合作思维、创新意识以及树立正确价值观念也具有积极的作用。

（三）构建课程设计环节

从大系统视角下，构建符合土木工程类专业的课程设计，确保每一门课程内容都能满足学生的实际学习需求，达到培养学生灵活运用专业知识解决实际工程问题的能力，逐步养成工程化观念，实现学以致用的目标，最大限度地激发学生的创新思维，增强自主学习能力。[8]毕业设计环节是考核学生综合学习情况以及评价CDIO 工程教育理念落实成效的重要阶段，其中包括了学生从入学到毕业所学的全部课程理论知识，需要学生掌握某一工程项目的构思、设计以及实施的全过程内容，最终能够完成系统的工程项目。

（四）构建课外活动项目

从土木工程类专业的特征来看，学生在校学习过程中应该调动学生参与教师科研项目的积极性，鼓励学生主动申报各个级别的大学生创新项目实践，踊跃参加不同级别的大学生结构设计竞赛。[9]在CDIO 理念下，更加注重让学生多参与各项课外活动项目，能够在课外实践活动中提高学生科研能力和创新能力，同时培养学生团队协作精神和协调能力。在参与教师科研项目的过程中，有助于让学生随时掌握土木工程领域最新的研究进展和行业发展动态，帮助学生树立主动发现问题的意识，养成分析问题的思维，提高解决问题的能力，以便让学生能够结合对科研内容的兴趣明确自身未来科研方向，从而逐步增强学生的科研能力，强化创新思维和能力，最终达到提升其实践能力的目的。[10]在参加大学生创新项目的训练过程中，能够为学生提供开展从项目构思、设计以及实施等全过程训练的机会，以创新项目为引导促使学生自觉积极地进行学习、研究和实践，将创新项目作为载体、以实际工程问题为导向、以培养学生实际工程问题解决能力为根本，真正意义上提升学生解决工程实际问题的能力，培养学生科技创新思维，增强在实际项目中的协调控制能力。在参与大学生结构设计竞赛活动的过程中，助推校内学生和其他知名高校土木工程类专业学生开展比赛，在拓展自身视野的同时，培养学生对科研的兴趣，形成创新意识，潜移默化中增强学生思考、分析以及解决问题的能力，与此同时促使学生人际沟通和团队协作能力的持续提升。

四、土木工程类专业实践教学体系运行保障措施

（一）落实导师制

在CDIO 理念下的土木工程类专业实践教学体系中，需要将导师制落到实处。即在学生入校后就需要选择分配专业课教师作为整个大学学习生涯中的指导教师。同时导师负责了解学生的兴趣爱好和未来发展方向，并根据专业课程设置情况为学生规划学习方案。在学业方面导师主动和学生交谈，指导学生采取正确的学习方法开展有计划性和目的性的学习，让学生能够在各个教学环节获得CDIO 工程教育理念下各要素的系统性训练，从而让学生掌握构思、学会设计、有效实施。

（二）建设一流师资队伍

CDIO 工程教育理念下的土木工程类专业实践教学，对于专业教师综合素养提出了更高要求。一方面需要具备较强的教学能力，另一方面也需要教师具有系统性完成实际项目中构思、设计、实施、运行等全过程的经验。若想培养掌握扎实工程实践能力的高素养土木工程人才，建设一支拥有较强工程实践能力的师资队伍必不可少。因此，高校需要重视对中青年教师工程实践能力的提升。由于教师实践工作经验的累积并非一朝一夕之事，而是一个逐渐增加的过程，所以高校不仅需要利用各种手段调动教师主动进行自我提升的积极性，不断积累实践经验，扩大知识涉及范围，而且还需要制订完善的计划，合理选派中青年教师深入建筑类企业实际工程实践中，利用真实工程实践工作做好对教师的培训。除此之外，高校还应该定期邀请建筑行业专家或者企业技术骨干来校举办学术讲座，向广大师生群体普及行业最新知识。通过这些手段能够逐步提升教师的专业素养，使教师具备将专业基础理论融入土木工程类专业实践的能力，从而建设起一支高水平的土木工程类专业“双师型”师资队伍。

（三）校企合作共建实践教学基地

为保证基于CDIO 工程教育理念下土木工程类专业人才培养目标的实现，促进学生工程实践能力的逐步增强，需要高校加强和相关企业的深度合作，共同建设实践教学基地，为学生开展土木工程实践活动以及培养土木工程类专业实用型人才提供充分的场所保障。高校应该主动和区域内具有较强实力的建筑类企业展开合作，大力建设土木工程类专业实践教学基地，融合实践教学、科学研究、社会服务等众多功能，将建筑类企业实际工作内容融入学生实践的各个环节。在大一阶段，学生可深入企业进行参观学习，面的面、全方位地了解真实建筑项目的整个生产流程，提高对土木工程类专业的认知，明确学习目标和未来发展方向。在大二及大三阶段，学生已掌握土木工程类专业一定的基础理论知识和实践技能，可深入建筑类企业中开展测量实习和生产实习，直接参与到项目的现场施工生产中，不断增强个人的工程实践能力。在大四阶段，学生深入企业完成毕业实习，对建筑企业文化进行深刻的感悟，提高个人团队合作素养，不断夯实个人工程实践能力。

结语

综上所述，土木工程作为具有较强实践性的一类专业，实践教学是整个教学活动的关键一环。只有不断革新现有实践教学模式，才能够培养出符合社会经济发展需求和企业实际需要的实用型土木工程类人才。因此，需要以CDIO 理念为依据，构建起涉及所有教学实践环节的实践教学体系，在课内由学生开展设计和实验，课外积极参与各项教师科研项目、创新项目训练以及结构竞赛等活动，充分尊重学生的主体地位，促使学生主动投身于教学实践的全过程，亲力亲为完成工程实践，从而真正意义实现CDIO 工程教育理念下的专业学习和工程教育，切实提升学生的工程实践能力和综合素养。