基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革路径研究①

夏侯峥

（江西工程学院，江西 新余 338000）

CDIO理念是工程教育模式创新发展的重要成果，体现了“做中学、项目教学”等教育理念，通过实践性教学方式不仅可以加强学生理论联系实际的能力，提高学生的创新精神和综合素养，而且有利于学生进一步深化理论基础知识和提高实践技能。土木工程专业具有较强的实践性，其本科毕业设计包括设计、施工、养护及管理等多个内容，为了进一步提高土木工程专业毕业设计的质量，促进学生掌握扎实的专业知识和技能，可以将CDIO理念融入土木工程专业毕业设计改革工作中，提高毕业设计选题的工程性、实践性，促进学科的交叉融合发展。由此可见，对基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革路径进行研究具有重要的意义。

一、CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式由麻省理工学院、瑞典皇家工学院等研究创建，是工程教育改革的新产物。CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育模式表示构思、设计、实现和运作等方面，将产品研发、设计与运行的全生命周期作为载体，使得学生通过实践性、主动的方式完成工程项目设计。CDIO理念下的教育模式把工程类毕业生具备的能力划分为工程基础知识、个人能力、工程系统及人际交往能力等，通过综合性的培养模式完成教育目标。

CDIO工程教育模式的特点包括：（1）大工程理念。CDIO理念以宽泛的角度来解读工程，不仅包括技术方面，还囊括了社会发展、历史文化、心理特点、市场发展等诸多方面。（2）综合素养的提高。CDIO理念在培养学生的专业技能和创新实践能力的同时，还注重提高学生解决问题的能力、批判性思维、规划性、职业素养、学习态度、团队合作、终身学习能力等，促进学生的全面性、综合性发展。（3）密切联系产业。CDIO理念以产业需求为指导，注重教学与产业发展的联系，加强理论与实际的结合，从而培养满足产业发展需求的人才。（4）系统性的工程教育改革。CDIO教育模式的评价标准包括诸多方面，包括工程教育理念、课程体系、考核方式、教学方法、综合实践等因素的工作教育改革，需要社会、个人、高校、教师、市场等方面积极的配合与合作[1]。

本文在CDIO理念下，将该教育模式融入土木工程专业毕业设计改革中，通过改变毕业设计指导方式和制度进一步培养学生解决问题的能力及工程实践能力，从而提高学生的创新精神和实践水平。

二、土木工程专业毕业设计改革存在的主要问题

（一）毕业设计选题脱离实际工程

毕业设计的选题会直接影响整个实践环节的质量。目前，大多数高校的土木工程专业没有建立校外实践教学场地，且缺少工程项目背景，导致毕业设计选题方向陈旧，且脱离实际工程，研究和设计的意义不大。另外，一些指导教师自拟题目或设计方法，选题缺少创新性，仅从理论方面解决工程性问题，研究内容较为浅显，难以让学生感受到工程项目的价值。此外，题目类型一般为设计类，选题范围及结构形式需要加强完善。

（二）教师指导与管理不足

由于学生人数的不断增加，导致师生比例不均衡，毕业设计指导教师资源较为紧张，一些教师忙于科研或教学工作，没有过多的时间和精力投入毕业设计中，缺少和学生的交流与指导，影响到毕业设计的质量。此外，大部分教师都是毕业后直接参加教育工作，缺少实际工程设计及施工经验，往往忽视了工程项目的重要性，因此在毕业设计指导中存在一定的局限性。

（三）学生自身的因素

由于毕业设计一般在大四上学期或者下学期进行，毕业生忙于找工作、实习、准备研究生及公务员考试等，不能全身心地投入毕业设计实践中，或者准备毕业设计的时间较短，不能有效提升土木工程专业计算、绘图等方面的能力。此外，在毕业设计过程中，学生往往处于被动地位，没有明确毕业设计的方向和着手点，出现抄袭、拖延等问题，不利于提高学生的解决问题能力和知识应用能力[2]。

三、基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革

（一）基于CDIO的毕业设计理念

CDIO教育理念是在工程教育过程中产生的一种全新的思想，对工程教育的发展起到重要的促进作用。将全寿命周期作为主体部分，将实践教学与课程内容进行有效结合，促进学生积极、主动地学习，培养学生的工程实践能力，进而提高学生的创新精神和实践水平。

CDIO教育理念注重利用真实环境中存在的问题引导学生进行思考，并且鼓励学生开展问题式学习、项目学习及拓展性学习等。另外，CDIO教学理念突出强调学生的观念及体验感，促使学生在项目实践中增加经验，培养学生的创造性和发散性思维。CDIO理念下的教育模式把工程类毕业生具备的能力划分为工程基础知识、个人能力、工程系统及人际交往能力等，通过综合性的培养模式完成教育目标。其中，毕业设计是提高学生个人能力、工程实践水平及团队协作能力的重要内容，基于CDIO理念实现毕业设计改革，通过真实、合理的工程案例完成设计方案，创建真实的项目实操环境，从而提高学生的动手操作能力和独立思考能力[3]。毕业设计改革以项目工程作为背景依据，依托项目建设，通过“设计院方式”研究并设计项目的具体实施方案及可实现性，从而突出高校土木工程专业的毕业设计理念。

（二）土木工程专业毕业设计改革CDIO模式的实施过程

在CDIO理念下，将土木工程专业毕业设计分为构思、设计、实施、运作等方面来完成毕业设计改革模式设计。

首先，构思阶段。指导教师对毕业设计选题进行审查和分析，确定好最终的参考选题，然后让学生自选，并且下发毕业设计任务书，让学生明确设计任务和目标，查阅相关的文献资料，做好准备工作。

其次，设计阶段。根据任务书要求，严格控制设计内容、进度、质量，实施校内导师、校外导师的双师负责制。通过查阅相关的参考文献及工程项目完成设计目标，定期组织小组交流和汇报工作。

再次，实施阶段。校内、校外指导教师根据毕业设计内容安排学生到施工现场或者设计院进行参观，听取典型工程案例的讲座等，或者指导学生严格按照要求进行现场操作，以加强理论联系实际的能力。

最后，运作阶段。完成毕业设计的考核与评价，学生撰写毕业论文、计算书等内容，并且准备毕业答辩，通过个人自评、小组互评、答辩委员会打分等评价方式确定毕业设计成绩，做好评价反馈工作。

（三）构建毕业设计团队模式

在CDIO教育理念背景下，将大工程、大系统的培养理念及全寿命周期的培养模式作为毕业设计的主体，建立毕业设计团队模式，使得学生在毕业设计过程中提高自身的团队合作能力及工程实践水平。

依托具体的工程项目，确定好毕业设计工程，根据专业方向的不同将土木工程专业的毕业生分为6个小组，每个小组3~5人，主要包括路线设计组、项目组、路基、隧道等方面。各个小组之间分工明确、相互协作，确保项目设计的顺利完成。在基于团队合作模式下，毕业生不仅可以完成毕业设计，而且提高了学生的工程实践能力以及人际交往水平，促进了土木工程专业毕业生的全面发展。

（四）基于校企合作模式的毕业设计指导方法

CDIO教育理念注重工程项目的实践性，根据土木工程专业毕业设计的目标及要求，围绕工程性、实践性、团队性的设计理念，进行毕业设计指导方法的改革。引入校企合作模式，促进企业工程师的指导和合作。首先，实施内联外引的“双师型”指导方案，形成以土木工程专业骨干教师为核心、工程设计单位及科研机构的技术人员为指导的教师团队，共同参与到毕业设计的指导工作中，进一步提高毕业设计作品的质量[4]。

另外，鼓励学生积极参与导师项目、实践创新活动、学科竞赛等，提高学生的动手能力。高校还要建设开放性的指导平台，和知名企业进行联通，减少理论性教学和企业人才需求之间的差距。通过企业导师的指导有利于毕业设计指导改革的顺利进行，不仅能够拓宽毕业生的视野，而且强化了毕业设计的工程理念，让学生充分感受到工程技术的创新，进而提高学生的责任感。

四、提高土木工程专业毕业设计质量的有效路径

（一）提高毕业设计选题质量

科学、合理的毕业设计选题有利于提高学生的理论联系实际及解决问题的能力。首先，教师要及时更新与专业前沿发展相关的毕业设计选题，以工程项目为依据，给学生提供能够反映本学科时代及行业发展的创新型设计方向。其次，教师要改变传统的毕业设计指导模式，充分发挥CDIO教育理念，全方位提高学生的创新能力和项目实践水平。土木工程专业的交叉性及综合性较强，教师可以采用包含建筑、施工、结构、预算等多个研究领域的设计指导方式，通过学习交流平台促进学生系统、全面地了解土木工程专业先进的技术和实践方法，提高毕业设计选题质量。

（二）构建指导教师遴选制度

毕业设计指导教师不仅要具备扎实的理论知识，还要具有丰富的工程实践经验，所以高校要引入科研机构或设计院等具有丰富经验的专家学者，加强对学生毕业设计的指导工作。另外，高校也可以邀请现场经验较为丰富的工程技术人员开展讲座交流活动，同时组织缺少工程经验的教师到企业或现场进行学习，提高教师理论与实践相结合的能力，给毕业设计提供更加专业化的指导，为培养复合型人才奠定良好的基础。

（三）毕业设计与双导师制相结合

将双导师制融入毕业设计指导中，不仅可以解决现有的毕业设计问题，而且提高了毕业设计的理论水平及实际应用性。双导师制是培养实践型人才的重要途径，使传统毕业设计得到全新的发展。其中，校内指导教师可以系统地指导毕业设计的选题、理论基础、毕业设计流程等，而企业指导老师可以在施工、设计作品的应用性、工程教育等方面进行指导，使学生能够学习到专业工程师的经验，进一步提高自身的工程素质和实践能力。通过双导师制及口头报告、书面报告结合的考核方式，有利于大学生的个性化发展。

五、土木工程专业毕业设计改革的重要意义

基于CDIO理念，完成土木工程专业毕业设计改革工作，提高毕业设计选题、时间安排的合理性，根据项目工程的实施效果，毕业设计改革具有重要的意义。

（一）提高毕业设计的效率和质量

合理调整毕业设计的时间规划，使毕业设计和学生找工作、考学、考证等不冲突，保证学生能够全身心地投入毕业设计任务中。另外，延长毕业设计的时间能够让学生完成高质量的工程实践及论文撰写工作。

（二）有利于构建学术型、专业型的人才培养模式

研究生分类培养模式成为国家和社会关注的重点，主要分为学术型和专业型两种，对于即将升学的毕业生来说，通过改革毕业设计运行模式，提高学生解决实际问题的能力，为人才的分类培养创造了条件。

（三）激发土木工程专业学生的兴趣，加深对知识的理解内化

将毕业设计全过程分为构思、设计、实现和运作等环节，同时融入项目教学等理念，使毕业设计全过程和学生专业知识的学习紧密联系，进一步加深了理论知识的内化，促进了学科的交叉融合发展。

（四）提高本科毕业生的职业竞争力

毕业设计是一个重要的教学实践环节，是对学生本科阶段的综合检验，考查学生的知识应用能力。通过毕业设计改革，培养学生的工程项目实践能力，为学生的就业奠定坚实的基础，提高了学生的职业竞争力，实现了毕业设计质量提高与落实工作的双赢。

六、总结

本文通过对基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革路径的研究，使我们了解到CDIO工程教育理念将实践教学与课程内容进行有效结合，从而培养学生的工程实践能力，提高学生的创新精神和实践水平。针对现阶段土木工程专业毕业设计改革存在的主要问题，高校及指导教师要将CDIO工程教育模式充分融入毕业设计中，加快毕业设计改革，同时提高毕业设计选题质量，加强毕业设计过程的监督及管理，实现毕业设计与双导师制的结合，严格控制毕业设计答辩环节，进一步提高土木工程专业毕业设计质量，培养创新型、实践型的土木工程专业人才。