基于CDIO的應用型土木工程專業(yè)巖土工程課程群教改研究

丁點點

（宿州學院，安徽　宿州　234000）

基于CDIO的應用型土木工程專業(yè)巖土工程課程群教改研究

丁點點

（宿州學院，安徽宿州234000）

應用型本科院校以培養(yǎng)專業(yè)知識過硬、工程實踐能力強、綜合素養(yǎng)高的人才為目標.CDIO模式引入到高等教育中，可以有效促使教學活動成為一個良性、有序的循環(huán)過程.本文以巖土工程課程群為教改對象，從教學構思、教學設計、教學實施、教學反思及改進四個部分解讀CDIO思想在課程群教學改革中的作用，對類似的課程改革具有一定的指導意義.

巖土工程課程群；教學構思；教學設計；教學實施；教學反思及改進

1　引言

在積極推廣“工程教育認證”和“執(zhí)業(yè)資格認證”的背景下，極具特色的“CDIO”教育理念應運而生.CDIO理念源自工業(yè)產品從設計到用戶反饋的流程，它主要包含了四個環(huán)節(jié)：構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）與運作（Operate）［1］.傳統(tǒng)的教學模式重點僅放在教師的“教”和學生的“學”，而忽略了教學應該是一個完整的體系，它的全生命周期應該包含：教學構思→教學設計→教學實施→反思及改進，與CDIO的理念是吻合的.CDIO模式旨在培養(yǎng)學科知識扎實、團隊協(xié)作能力強、有良好職業(yè)道德的工程技術人員.汕頭大學最早將CDIO理念引入到高等教育教改中，并逐漸在全國高等教育進行推廣.許多學者對CDIO模式在高等教育中的應用進行了研究.陳春林等［2］以南京大學工程管理學院為例，從課程內容、課程體系等方面介紹了CDIO理念在工程學科教改中的作用，通過“機器人學”課程驗證了教改效果.顧佩華等［3］在汕頭大學推進CDIO理念的基礎之上，結合本校的工程教育教改和人才培養(yǎng)經(jīng)驗，提出了E IPCDIO—更加注重職業(yè)道德和誠信，并從培養(yǎng)模式、教學質量評估等方面對E IP-CDIO模式進行了詳細地闡述.周艷［4］、逯燕玲［5］、姜大志［6］、賈彩虹［7］、林雪［8］、張龍［9］等人分別對單個課程基于CDIO的教改進行了研究.巖土工程課程群是土木工程專業(yè)課程體系中的一個重要組成部分，土木工程下設的建筑工程、巖土工程、道路工程方向均需要學習該課程群，本文立足于我?！暗胤叫浴薄ⅰ皯眯汀北究聘咝５霓k學定位，基于CDIO教育模式，全面探討巖土工程課程群的教學改革問題，對培養(yǎng)高素質、強能力的應用型人才具有十分重要的意義，同時也為土木工程其他課程群提供一定的借鑒價值.

2　巖土工程課程群教改的必要性

土木工程專業(yè)中巖土工程課程群主要包含《工程地質學》、《土力學》、《基礎工程》、《巖土工程勘查技術》四門課程，傳統(tǒng)的教學將這四門課分成獨立的課程，每位任課教師按照教學大綱完成教學任務，這四門課理論性較強，學生聽課感覺枯燥無味，學生和老師之間缺少必要的交流與反饋.雖然課內有實驗、有設計，但僅僅是完成書本上提供的千篇一律的實驗和設計，已然跟不上行業(yè)的最新發(fā)展，與我校提倡的培養(yǎng)富有創(chuàng)新意識的高素質應用型人才是違背的，因此從教師與學生的角度來看，都需要對該課程體系重新進行設計，引入新的元素，使得該課程群的知識變得豐富立體，讓學生能夠更主動的學習.CDIO模式從構思到設計到實施到反饋這一整套的流程，可以彌補教學環(huán)節(jié)中缺失的“失聯(lián)”，避免了教學過程的單一化、片面化.

3　巖土工程課程群教改內容

3.1教學構思

傳統(tǒng)的教學構思僅限于教師思考某個章節(jié)如何教學，而忽略了教學設計前的一個重要步驟——教學構思.生產產品需要考慮功能、市場需求、企業(yè)生產能力等因素，教學亦是如此.在教學之前需要首先思考學生的需求，當今就業(yè)市場的需求，行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)以及現(xiàn)有的教學硬件條件等.巖土工程課程群四門課彼此之間有交叉，開設先后順序應為《工程地質學》→《土力學》→《基礎工程》→《巖土工程勘察技術》，由于四門課教材內容有重復，所以制定教學大綱時，需要構思重復內容的教學安排.比如在工程地質學中已經(jīng)講述了土的分類，在土力學與巖土工程勘察技術課程教學大綱中就可以予以刪除《.土力學》內容較多，在限定的教學學時內，需要對教學內容和教學大綱進行構思，考慮到學生畢業(yè)后可能從事的設計及施工工作，教師在授課前應構思《土力學》中的重點內容，把與工程實踐緊密結合的土中應力計算、土的抗剪強度、地基承載力、土坡穩(wěn)定性分析作為培養(yǎng)學生實踐能力的重要知識點《.基礎工程》知識點多且散，可以構思將重要知識點與地基與基礎的規(guī)范聯(lián)系起來，比如對于樁的抗拔承載力知識點，可以思考與《建筑地基基礎設計規(guī)范》中提到的單樁的豎向抗拔載荷實驗要點結合起來，既豐富了教學內容，又可以讓學生了解施工過程中的技術要點及規(guī)定.

3.2教學設計

教學設計是關系到教學效果的重要因素，傳統(tǒng)的教學設計局限于課堂教學時間分配、板書安排、多媒體制作等內容，并不能體現(xiàn)出教學活動的創(chuàng)新性，CDIO模式要求利用前沿的、創(chuàng)新的思路去設計實施方案.我校土木工程巖土工程課程群在教學改革中對每一門改革課程在教學設計時采用“四級能力提升”體系.第一級針對專業(yè)基本知識，對應教學設計為采用常規(guī)的板書和PP T講解模式進行；第二級針對基本科學素質和基本實踐技能，對于這部分內容，教師需要引入新的教學設計，比如土力學中關于土的三項指標實驗數(shù)據(jù)的處理要求采用Matlab軟件，巖土工程勘查技術中講解勘探方法時，分組讓學生學會使用探地雷達設備，培養(yǎng)了學生良好的科學素養(yǎng)和實踐能力；第三級針對學生解決工程實際問題的能力，比如工程地質學中地質圖比較難懂晦澀，可以通過暑假小學期的巢湖地質填圖實習完成，鍛煉學生的動手能力，基礎課程中講解地基處理時，可以引入真實案例，通過教學設計讓學生利用所學知識解決實際問題，我校為省級示范性應用型本科院校，提倡產學研合作，因此在課程教學設計時，估計教師將地方企業(yè)難題引入到教學中，利用案例吸引學生學習的積極性，同時引導學生用所學知識解決問題；第四級針對執(zhí)業(yè)能力和職業(yè)道德，應用型本科院校主要培養(yǎng)綜合素質過硬的服務于生產的一線技術人員，這就要求學生要有執(zhí)業(yè)資格，因此在教學設計時要將執(zhí)業(yè)資格考試碰到的問題引入到教學環(huán)節(jié)中去，同時在突出執(zhí)業(yè)資格重要性的同時要引導學生恪守職業(yè)道德.

3.3教學實施

CDIO模式要求教學活動應該以學生為中心，通過教師的引導讓學生更加自主、更富有創(chuàng)造性地去學習.首先教師角色要轉型，教學應該從“灌輸式”逐漸過渡至“啟發(fā)式”，在教學改革中，要求教師去開發(fā)課程而不是簡單的照本宣科，教師針對教學內容自主開發(fā)一個“項目”，然后讓學生以小組為單位，扮演不同角色去做項目.比如在講解基礎工程中特殊土地基時，可以提供多個“項目”：①合肥在建地鐵項目如何處理膨脹土？②我國西北地區(qū)典型的濕陷性黃土隧道地表沉降等.讓學生帶著問題去學習，然后用所學知識去解決工程實際問題.在巖土工程課程群教改中，對于實驗教學也進行了改革，和傳統(tǒng)的“演示性”、“驗證性”實驗不同，鼓勵教師和學生共同開發(fā)“開放性”、“創(chuàng)新性”實驗，比如土力學中可以將測定土的抗剪強度指標的實驗與工程實踐邊坡穩(wěn)定性問題聯(lián)系，讓學生通過室內實驗測定基礎參數(shù)，然后使用數(shù)值模擬軟件進行數(shù)值運算去解決實際問題，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力.另外每年我校都會面向在校生開放大學生科研立項，學生可以選擇自己感興趣的土工試驗申請課題然后進行研究.其次學生在教學活動中的角色也要轉換，此次教改活動中，針對教師開發(fā)的項目，給學生分組，然后組員自行分配任務，然后每組學生協(xié)作最后完成項目報告書.不僅鍛煉了學生的協(xié)作能力，也從根本上避免了有學生渾水摸魚的現(xiàn)象.另外可以通過“第二課堂”等形式鼓勵同學自主學習.最后教學活動的實施也離不開必要的硬件設施.巖土工程課程群的相關課程與實踐聯(lián)系緊密，為了能讓學生直觀感受施工過程，我校建立了施工仿真模擬實驗室，實現(xiàn)了學生在校內也可以感受施工現(xiàn)場的氛圍，同時加深了對所學內容的理解.

3.4教學反思及改進

CDIO教育理念應該是一個循環(huán)的過程，構思→設計→實施→運行/改進→構思→設計……只有不停的反思并改進，才能使得整個體系良性運作.對于教師而言，不僅要及時對授課效果進行反思，同時要實時接收學生反饋信息.對于學生的考核從某種意義上來說是對教師教學效果的檢驗.傳統(tǒng)的期末考試并不能完全反應學生的實際能力，培養(yǎng)的學生應該是能夠解決工程實際問題而非死記硬背知識點，因此對于考核要進行改革.以土力學考試改革為例，考試成績=平時成績（20%）+實驗操作（20%）+末考（60%），其中實驗操作是隨機抽簽決定實驗操作內容，末考又分為了機考和筆試，機考題型為選擇判斷，考查學生對基本知識點的掌握，而筆試題目多為案例分析題，學生可以查閱公式，利用所學內容去解決實際問題，題目更靈活更自主，讓學生思維更活躍，考試改革效果良好.針對學生在考查中遇到的問題，教師應深刻分析，深刻反思教學環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的不足，并及時予以改正，讓教學質量可以得到提升.除此之外，教改課題組成員也到畢業(yè)生所在單位進行調研，收集他們認為在學校學習中所欠缺的知識，然后教師及時對教學內容進行修正.

4　結語

在質量工程項目“基于CDIO理念的巖土工程課程群教學改革研究”項目的支持下，立足于我?！暗胤叫浴?、“應用型”的辦學目標，對土木工程專業(yè)中的巖土工程課程群進行了教學改革.首先要從學生素養(yǎng)及能力需求、行業(yè)發(fā)展需要等角度對教學進行深度構思，其次采用多樣、創(chuàng)新的教學手段進行教學設計，然后及時轉變教師、學生在教學活動中的角色，通力合作確保教學活動的正常實施，最后為了讓教學質量越來越高，教學活動中的各方需要及時進行反思并改進.

〔1〕曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業(yè)教師角色轉型［J］.高等工程教育研究，2012（02）：88-91.

〔2〕陳春林，朱張青.基于CDIO教育理念的工程學科教育改革與實踐［J］.教育與現(xiàn)代化，2010（1）：30-33.

〔3〕顧佩華，沈民奮，李升平，等.從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學工程教育與人才培養(yǎng)模式探索［J］.高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

〔4〕周艷，周敏，蔣國璋.基于CDIO的工業(yè)工程專業(yè)實驗教學改革［J］.實驗室科學，2013，16（2）：72-75.

〔5〕逯燕玲，戴紅，候爽.基于CDIO教育理念的數(shù)據(jù)庫課程實驗設計［J］.實驗技術與管理，2013，30（1）：22-24.

〔6〕姜大志，孫浩軍.基于CDIO的主動式項目驅動學習方法研究—以Java類課程教學改革為例［J］.高等工程教育研究，2012（4）：159-164.

〔7〕賈彩虹，曹云.基于CDIO理念的土力學教學改革與實踐［J］.山東工業(yè)技術，2013（12）：13-14.

〔8〕林雪，陸媛，王磊，石玉環(huán).基于CDIO理念的應用型工程造價專業(yè)工程結構課程改革［J］.四川水泥，2014（10）：67.

〔9〕張龍.基于CDIO的土力學課程教學改革［J］.科技信息，2012（32）：154-155.

G642

A

1673-260X（2016）08-0046-02

2016-04-18

宿州學院校級教研項目（szxyjyxm201421）；宿州學院校級一般項目（2014yyb07）