土木工程专业基于CDIO工程教育模式的优化改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）23-0124-02
一、引言
自2010年教育部提出“卓越工程师教育培养计划”之后，我国高校建设越来越重视对具有较强创新能力、适应社会经济发展需求的各类型工程技术人才的培养。
CDIO工程教育模式是2014年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究组针对工程教育质量问题探索研究的成果。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个环节的结合，也是“实践中学习”和“基于项目教育和学习”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表达。
该教育模式让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验，将系统课程的理论基础与工程实践相结合，采用课程体系与现代工程实际相互支撑的方式实现学生实践能力的培养，使学生在理论与实践交互辅助的学习环境中培养工程技术人员所需要的专业素质。
二、CDIO工程教育模式与传统教学模式对比
西安石油大学土木工程专业主要培养房屋建筑、桥梁工程、城市道路方向从事设计、施工、养护、管理等工作的工程建设类人才，具有鲜明的工科特色。CDIO工程教育模式与土木工程专业的培养目标相结合，在实践型人才的培养方面更具特点，着重培养学生的设计、施工、组织、管理等工程专业素养以及相互协作解决工程问题的实践能力。力求以工程实例为主线，让学生在现代化教学手段和实践环境中取得丰富的工程设计分析能力和主动学习的经验，促进学生知识、能力和素质的一体化成长。
而传统教育模式着重强调将大学生培养为有理想、有道德、有文化、有纪律、德智体美劳全面发展的社会主义接班人。在该理念基础上建立起的教学体系以课程和专业为中心，更注重对理论知识的传授；教学模式通常是通过精心设计的课程，以教师讲授科学知识的形式为基本模式，对结合工程实际的能力培养投入相对较少。学生也相应缺乏工程素养以及解决实际工程的能力，与社会需求的土木工程专业人才类型有一定的脱节。
三、基于CDIO工程教育模式的优化改革
高等学校的学科建设，无论在教学还是科研方面都有较高的要求，既要做好科学技术研究成果的应用，也要做好基础理论教学与专业课程教学实践工作的优化和完善。尤其在具有行业特色型的土木工程专业本科教学中，应该考虑多元化的培养目标，不但为学生选择进一步深入教育打下深厚的基础，同时在教学过程中着重提高学生的实践能力，即有利于学生今后科研工作的展开，又有利于职业生涯的顺利起航。
基于CDIO工程教育模式，结合现代化专业创新人才的培养目标，可以对我校土木工程专业本科教学工作在以下几个方面进行优化改革。
1.课程建设。课程体系的优化应该以项目实践为主线，参照工程实际的理论及技术需求，将要求反推到教学大纲、教学计划以及课程设置中，通过每一门课、每一个模块、每一个教学环节来落实工程技术对专业化人才实践能力的要求。在土木工程专业人才培养方案中，课程主要分为通识教育课程、学科基础课程、专业方向课程及主要实践性教学环节四大模块。
通识教育课程作为大学生基础教育课程，没有任何专业方向性。但基于CDIO工程教育模式，应该使大学生在入学时便对所学?Ｒ涤谢?本的了解，尤其对土木工程专业的学科设置、研究前沿、就业方向等建立基本的概念，甚至能够激发学生对所学专业的热情。
学科基础课程中，《高等数学》、《线性代数》、《大学物理》、《材料力学》等课程均是土木工程专业的必修课程，旨在为专业方向课程的学习打好专业基础。因此，在课程建设上，必须考虑各门课程的递进关系。例如《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》应分别在三个学期依次开展，以便学生对力学的概念由质点到杆件循序渐进地加深难度。同时，《大学物理》、《材料力学》、《土木工程材料》等课程均开设了相应的试验课程，试验内容的开设应与授课内容相互配合，通过试验内容强化学生对理论知识的认知。
专业方向课程在我校被细化到建筑工程、道路桥梁工程、地下结构与岩土工程三个方向，同一专业方向的授课教师应在培养计划制定之时，将各自负责的专业课程内容相互交流，对整个教学环节所需要涉及到的知识点进行梳理、选择，并合理分配。
专业方向课程在授课过程中应采用理论推导及计算分析相结合的形式进行授课，在课程结束后可以配合课程设计，使学生将所学理论知识结合工程实例加以运用。尤其是大学第四学年的毕业设计教学环节，是一个对学科的发展前沿深入了解、将专学科基础课程及专业方向课程所学知识联合应用的环节。毕业设计的题目通常由指导教师视学生的选题合理性及适用性确定，若能结合实际工程对房屋建筑或桥梁结构进行初步设计及结构分析验算，便是对CDIO教育理念最好的应用。
2.师资建设。具有工程实践经验的教师在实施CDIO教学模式的工作中有着举足轻重的作用，他们的实践能力、创新能力和业务水平直接影响着实践教学的效果。在实践性教学的要求下，课堂教学中的案例教学、实践环节中的模拟实训、校外工程场地的现场实习，均对教师在实践经验上提出了更高的要求。因此，土木工程专业的高校教师需要尽可能成长为双师型教师，既有丰富的工程实际经验，又有扎实的理论教学功底，甚至能够获得工程师及教学方面的两类职称。
3.实习基地条件保障。在CDIO教育模式中，通过构思及设计两个环节的准备，便需要通过由工程实际来对所学的知识加以实现和运作。在高等学校，通常会采取实习的形式，使学生接触到生产第一线的具体工程作业，尤其是认识实习、学年实习、社会调查和毕业实习等实践环节，均需要校外的生产实习基地提供相应的保障。为了能够获得理论与实践交叉渗透的效果，土木工程专业在实习基地的建立过程中必须要考虑到工程生产实际的需要，尽量结合在建工程以便锻炼学生的自立、自学、动手、沟通和执行等能力。尤其中铁、中建、中交等大型建筑施工单位，在“一带一路”的战略部署中均占有极为重要的角色，很多高铁、隧道、道路桥梁以及房屋建筑均由此类单位进行建设，若能在此类建设单位中建立实习基地，让学生接触工程结构的建设一线，将会是学生感性理解工程实际的一个重要途径。 四、?Y语
从以上对比可见，CDIO教育模式与传统教学模式相比而言，在对学生的能力培养方面具有更加积极的意义。在该模式下教育出的学生需要一定的角色转换，积极地参与到主动学习、实践的能力培养中，同时也会在CDIO教育模式的要求下提高自身的责任意识、合作协调能力以及发现问题、解决问题的综合素质。同时，对该模式进行实践的高校教师会不断向双师型或是更加综合的能力方向靠拢，提升教师的社会责任感以及工程实践能力。从现阶段的发展来看，教师所采用的教学方式方法、教材以及教学评价体系等还需要更多的完善，高等院校在实践型人才培养的道路上还需要继续努力。
