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基于CDIO理念的土木工程专业工民建课程体系教改思考

来源:用户上传      作者:武科

  [摘 要] 随着国家基础建设和“一带一路”的开展与实施,应用型创新人才已成为国家建设和发展的根本保障。土木工程专业工民建方向作为本专业的中流砥柱,其人才培养直接关系和影响到整个土木工程专业的建设和发展。通过引入CDIO理念,科学定位工民建方向人才培养目标,构建“设计—实现”为特色的一体化课程体系,革新和完善教学方式,突出工程实践能力培养,提升教师队伍综合素质,探索适合土木工程专业工民建应用型创新人才培养的课程体系。
  [关键词] 工民建课程群;教学改革;教学模式;考核方式
  [基金项目] 山东大学教育教学改革研究项目(2019Y137);山东大学土建与水利学院教育体系“创新驱动发展”规划项目
  [作者简介] 武 科(1978—),男,河北枣强人,博士,副教授,主要从事土木工程研究。
  [中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324(2020)43-0209-02    [收稿日期] 2020-03-24
   一、引言
  随着国家基础建设和“一带一路”的开展与实施,应用型创新人才已成为国家建设和发展的根本保障。与此同时,在积极推广“工程教育认证”和“执业资格认证”的背景下,极具特色的“CDIO”教育理念应运而生[1]。土木工程专业作为国家基础建设的重要应用型创新人才输出专业,其新时代的培养目标是具有创新能力的优秀工程人才的培养,以及增强我国建筑工程的建设质量[2]。
  二、工民建课程特征
  1.知识涉及面广
  土木工程专业工民建课程主要包括理论知识与工程经验两个大方面。理论知识方面,主要包括了高等数学、理论力学、结构力学、材料力学、建筑材料等课程,课堂知识跨度范围广并且各门课程知识相互联系综合运用要求高。工程经验方面,主要包括土力学、地基处理、抗震设计、土木工程施工技术等由工程实践经验归纳和总结的课程,其实践性很强,需要学生在掌握理论知识基础上,通过与工程实践相结合才能更有效地掌握该方面的课程知识[3]。
  2.专业应用性较强
  土木工程专业工民建方向所学知识都可以在土木工程设计与施工过程中得到应用与验证。例如,某办公楼地基设计与施工过程中,土石方开挖量、地基基础型式、上部荷载作用效果、地下水渗漏控制等设计与施工所关心的科学问题,在课程知识中都有所包含与涉及。
  3.知识更新快
  土木工程专业工民建课程虽然是将理论知识与工程经验相结合归纳和总结出的知识体系,但是每一门课程的知识与体系都随着社会科学技术的高速发展而日新月异[4]。例如,针对不同的工程水文地质条件,建筑物地基基础型式的选择与计算就层出不穷;即使相同的结构型式,其结构承受荷载的作用变形与作用力的计算就有多种方法而且还在不断完善与提高。
  4.考核方式相对单一
  期末考试是大学课程考核的传统评价方式,对于基础理论知识考核来说可能是非常有效的[5],但是对于应用性强的土木工程专业课程来说,单一的考核方式无法全面评价学生是否掌握和运用专业知识,需要对传统的考核方式进行改良。
  三、基于CDIO理念的课程体系教改方式探讨
  CDIO工程教育模式强调在系统和产品构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运行(operate)的真实工程教育实践环境中培养工程师的基本能力,培养具有宽广知识基础、多学科背景、综合素质能力和社会意识的工程师。
  1.科学定位培养目标
  土木工程专业工民建方向所需创新性应用人才应该具备专业拓展能力和就业适应能力。专业拓展能力需要培养学生在掌握本专业基础理论知识基础上不断提升自己的专业自学和运用能力,已达到拓展学生的专业视野和知识广度。就业适应能力需要培养学生具备企事业单位高素质人才的必要条件和能力,提高学生就业率。
  2.构建“设计—实现”为特色的一体化课程体系
  与传统的工程理念相比,CDIO工程教育培养理念是基于大工程观上提出的,需要有广阔的工程视野,要求工程教育具有系统性、实践性、创造性,以培养学生具有多学科背景、工程能力、创新能力、社会意识和综合素质能力。
  3.工程实践能力的培养
  土木工程专业工民建方向工程实践教学可以从三方面开展:一方面,采用“请进来”的方式,将设计院或者研究所的专业技术人员请进大学课堂,让他们通过讲解自己对工民建知识理论的学习和应用过程,教授学生相关的基本方法和应用过程;一方面,采用“走出去”的方式,带来学生到设计院或者研究所参观学习,从实践中进一步掌握和应用专业知识和方法;另一方面,采用“自己干”的方式,充分利用工程实训基地和省部级重点实验室资源,引导和激励学生参与到各种创新实践和技能竞赛和大学生创新项目中。通过以上三种方式的有机结合,有效地提高学生学习本专业知识的积极性和发挥学生的主動性及创造性,培养学生的工程实践能力。
  4.教学方式改革
  树立以学生为中心的观念,让所有教学活动均以学生为主体,打破“教师在讲台,学生坐教室”的传统教学模式,通过学生提前预习,以小组方式开展课堂研讨,让教师走下讲台与学生交流学习,让学生走上讲台发表自己对知识的认知和新颖的观点。教师可以带领学生参与到有研究价值的科研项目中,让学生不断加深对所学知识的理解与运用;聘请校外有实际工程经验的工程师作为校外导师,作为学生的第二导师,提高学生工程实践能力;实行多样化考核方法,将“一卷定成绩”的考核方式改变为“三阶段评价”的考核方式,即“课题表现”“作业完成情况”“工程应用评价”三种考核方式的结合,更能全面地考察学生的综合素质。
  5.增强校企合作
  通过与企业签订校企培养人才合作协议,学校作为应用型创新人才计划实施的主体,以企业未来发展需求为培养目标,联合制定合作培养方案;与此同时,企业作为辅助学校工作的一方,主动为学生创新活动提供实验基地,指导学生开展实践操作,使学生的理论能力转化为企业的工程能力,把高校的学习成果转化成企业效益[7]。
  6.提升教师队伍综合水平
  作为传授专业知识的主体,教师必须时刻关注本专业发展前沿、最新研究成果以及新技术、新材料等方面的发展趋势,充实教学内容,提升学生认知和运用专业知识能力,通过室内教学、试验研究、课外实践等多种手段帮助学生形成创新意识和创新能力,从而实现从传统型教育到创新型教育的重大突破。
  四、结论与建议
  针对土木工程专业工民建应用型创新人才建设的需求,引入CDIO理念,改进和完善工民建方向课程结构需要,科学定位工民建方向人才培养目标,在课程体系、教学方式、实践培养和师资队伍等方面进行改革,构建“设计—实现”为特色的一体化课程体系,革新和完善教学方式,突出工程实践能力培养,提升教师队伍综合素质,探索适合土木工程专业工民建应用型创新人才培养的课程体系。
  参考文献
  [1]丁点点.基于CDIO的应用型土木工程专业岩土工程课程群教改研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016(8):46-47.
  [2]张挣鑫,刘黔会.基于能力培养下的土木工程专业教改新模式研究[J].当代教育实践与教学研究,2018(9):57-58.
  [3]陈钦元.基于能力培养下的土木工程专业教改新模式探讨[J].高教学刊,2018(21):127-129.
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