丁點(diǎn)點(diǎn)

（宿州學(xué)院，安徽　宿州　234000）

基于CDIO的應(yīng)用型土木工程專業(yè)巖土工程課程群教改研究

丁點(diǎn)點(diǎn)

（宿州學(xué)院，安徽宿州234000）

應(yīng)用型本科院校以培養(yǎng)專業(yè)知識過硬、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素養(yǎng)高的人才為目標(biāo).CDIO模式引入到高等教育中，可以有效促使教學(xué)活動成為一個(gè)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(xué)構(gòu)思、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)反思及改進(jìn)四個(gè)部分解讀CDIO思想在課程群教學(xué)改革中的作用，對類似的課程改革具有一定的指導(dǎo)意義.

巖土工程課程群；教學(xué)構(gòu)思；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)實(shí)施；教學(xué)反思及改進(jìn)

1　引言

在積極推廣“工程教育認(rèn)證”和“執(zhí)業(yè)資格認(rèn)證”的背景下，極具特色的“CDIO”教育理念應(yīng)運(yùn)而生.CDIO理念源自工業(yè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到用戶反饋的流程，它主要包含了四個(gè)環(huán)節(jié)：構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）與運(yùn)作（Operate）［1］.傳統(tǒng)的教學(xué)模式重點(diǎn)僅放在教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”，而忽略了教學(xué)應(yīng)該是一個(gè)完整的體系，它的全生命周期應(yīng)該包含：教學(xué)構(gòu)思→教學(xué)設(shè)計(jì)→教學(xué)實(shí)施→反思及改進(jìn)，與CDIO的理念是吻合的.CDIO模式旨在培養(yǎng)學(xué)科知識扎實(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力強(qiáng)、有良好職業(yè)道德的工程技術(shù)人員.汕頭大學(xué)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(jìn)行推廣.許多學(xué)者對CDIO模式在高等教育中的應(yīng)用進(jìn)行了研究.陳春林等［2］以南京大學(xué)工程管理學(xué)院為例，從課程內(nèi)容、課程體系等方面介紹了CDIO理念在工程學(xué)科教改中的作用，通過“機(jī)器人學(xué)”課程驗(yàn)證了教改效果.顧佩華等［3］在汕頭大學(xué)推進(jìn)CDIO理念的基礎(chǔ)之上，結(jié)合本校的工程教育教改和人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，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(xué)質(zhì)量評估等方面對E IP-CDIO模式進(jìn)行了詳細(xì)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(gè)課程基于CDIO的教改進(jìn)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(gè)重要組成部分，土木工程下設(shè)的建筑工程、巖土工程、道路工程方向均需要學(xué)習(xí)該課程群，本文立足于我?！暗胤叫浴?、“應(yīng)用型”本科高校的辦學(xué)定位，基于CDIO教育模式，全面探討巖土工程課程群的教學(xué)改革問題，對培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力的應(yīng)用型人才具有十分重要的意義，同時(shí)也為土木工程其他課程群提供一定的借鑒價(jià)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(zhì)學(xué)》、《土力學(xué)》、《基礎(chǔ)工程》、《巖土工程勘查技術(shù)》四門課程，傳統(tǒng)的教學(xué)將這四門課分成獨(dú)立的課程，每位任課教師按照教學(xué)大綱完成教學(xué)任務(wù)，這四門課理論性較強(qiáng)，學(xué)生聽課感覺枯燥無味，學(xué)生和老師之間缺少必要的交流與反饋.雖然課內(nèi)有實(shí)驗(yàn)、有設(shè)計(jì)，但僅僅是完成書本上提供的千篇一律的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)，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(zhì)應(yīng)用型人才是違背的，因此從教師與學(xué)生的角度來看，都需要對該課程體系重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，引入新的元素，使得該課程群的知識變得豐富立體，讓學(xué)生能夠更主動的學(xué)習(xí).CDIO模式從構(gòu)思到設(shè)計(jì)到實(shí)施到反饋這一整套的流程，可以彌補(bǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)中缺失的“失聯(lián)”，避免了教學(xué)過程的單一化、片面化.

3　巖土工程課程群教改內(nèi)容

3.1教學(xué)構(gòu)思

傳統(tǒng)的教學(xué)構(gòu)思僅限于教師思考某個(gè)章節(jié)如何教學(xué)，而忽略了教學(xué)設(shè)計(jì)前的一個(gè)重要步驟——教學(xué)構(gòu)思.生產(chǎn)產(chǎn)品需要考慮功能、市場需求、企業(yè)生產(chǎn)能力等因素，教學(xué)亦是如此.在教學(xué)之前需要首先思考學(xué)生的需求，當(dāng)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(xué)硬件條件等.巖土工程課程群四門課彼此之間有交叉，開設(shè)先后順序應(yīng)為《工程地質(zhì)學(xué)》→《土力學(xué)》→《基礎(chǔ)工程》→《巖土工程勘察技術(shù)》，由于四門課教材內(nèi)容有重復(fù)，所以制定教學(xué)大綱時(shí)，需要構(gòu)思重復(fù)內(nèi)容的教學(xué)安排.比如在工程地質(zhì)學(xué)中已經(jīng)講述了土的分類，在土力學(xué)與巖土工程勘察技術(shù)課程教學(xué)大綱中就可以予以刪除《.土力學(xué)》內(nèi)容較多，在限定的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，需要對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱進(jìn)行構(gòu)思，考慮到學(xué)生畢業(yè)后可能從事的設(shè)計(jì)及施工工作，教師在授課前應(yīng)構(gòu)思《土力學(xué)》中的重點(diǎn)內(nèi)容，把與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的土中應(yīng)力計(jì)算、土的抗剪強(qiáng)度、地基承載力、土坡穩(wěn)定性分析作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要知識點(diǎn)《.基礎(chǔ)工程》知識點(diǎn)多且散，可以構(gòu)思將重要知識點(diǎn)與地基與基礎(chǔ)的規(guī)范聯(lián)系起來，比如對于樁的抗拔承載力知識點(diǎn)，可以思考與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中提到的單樁的豎向抗拔載荷實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)結(jié)合起來，既豐富了教學(xué)內(nèi)容，又可以讓學(xué)生了解施工過程中的技術(shù)要點(diǎn)及規(guī)定.

3.2教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)是關(guān)系到教學(xué)效果的重要因素，傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)局限于課堂教學(xué)時(shí)間分配、板書安排、多媒體制作等內(nèi)容，并不能體現(xiàn)出教學(xué)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(shè)計(jì)實(shí)施方案.我校土木工程巖土工程課程群在教學(xué)改革中對每一門改革課程在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)采用“四級能力提升”體系.第一級針對專業(yè)基本知識，對應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)為采用常規(guī)的板書和PP T講解模式進(jìn)行；第二級針對基本科學(xué)素質(zhì)和基本實(shí)踐技能，對于這部分內(nèi)容，教師需要引入新的教學(xué)設(shè)計(jì)，比如土力學(xué)中關(guān)于土的三項(xiàng)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理要求采用Matlab軟件，巖土工程勘查技術(shù)中講解勘探方法時(shí)，分組讓學(xué)生學(xué)會使用探地雷達(dá)設(shè)備，培養(yǎng)了學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力；第三級針對學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力，比如工程地質(zhì)學(xué)中地質(zhì)圖比較難懂晦澀，可以通過暑假小學(xué)期的巢湖地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)完成，鍛煉學(xué)生的動手能力，基礎(chǔ)課程中講解地基處理時(shí)，可以引入真實(shí)案例，通過教學(xué)設(shè)計(jì)讓學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，我校為省級示范性應(yīng)用型本科院校，提倡產(chǎn)學(xué)研合作，因此在課程教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，估計(jì)教師將地方企業(yè)難題引入到教學(xué)中，利用案例吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識解決問題；第四級針對執(zhí)業(yè)能力和職業(yè)道德，應(yīng)用型本科院校主要培養(yǎng)綜合素質(zhì)過硬的服務(wù)于生產(chǎn)的一線技術(shù)人員，這就要求學(xué)生要有執(zhí)業(yè)資格，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要將執(zhí)業(yè)資格考試碰到的問題引入到教學(xué)環(huán)節(jié)中去，同時(shí)在突出執(zhí)業(yè)資格重要性的同時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生恪守職業(yè)道德.

3.3教學(xué)實(shí)施

CDIO模式要求教學(xué)活動應(yīng)該以學(xué)生為中心，通過教師的引導(dǎo)讓學(xué)生更加自主、更富有創(chuàng)造性地去學(xué)習(xí).首先教師角色要轉(zhuǎn)型，教學(xué)應(yīng)該從“灌輸式”逐漸過渡至“啟發(fā)式”，在教學(xué)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(xué)內(nèi)容自主開發(fā)一個(gè)“項(xiàng)目”，然后讓學(xué)生以小組為單位，扮演不同角色去做項(xiàng)目.比如在講解基礎(chǔ)工程中特殊土地基時(shí)，可以提供多個(gè)“項(xiàng)目”：①合肥在建地鐵項(xiàng)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(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，然后用所學(xué)知識去解決工程實(shí)際問題.在巖土工程課程群教改中，對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)也進(jìn)行了改革，和傳統(tǒng)的“演示性”、“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)不同，鼓勵教師和學(xué)生共同開發(fā)“開放性”、“創(chuàng)新性”實(shí)驗(yàn)，比如土力學(xué)中可以將測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐邊坡穩(wěn)定性問題聯(lián)系，讓學(xué)生通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測定基礎(chǔ)參數(shù)，然后使用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算去解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力.另外每年我校都會面向在校生開放大學(xué)生科研立項(xiàng)，學(xué)生可以選擇自己感興趣的土工試驗(yàn)申請課題然后進(jìn)行研究.其次學(xué)生在教學(xué)活動中的角色也要轉(zhuǎn)換，此次教改活動中，針對教師開發(fā)的項(xiàng)目，給學(xué)生分組，然后組員自行分配任務(wù)，然后每組學(xué)生協(xié)作最后完成項(xiàng)目報(bào)告書.不僅鍛煉了學(xué)生的協(xié)作能力，也從根本上避免了有學(xué)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(xué)自主學(xué)習(xí).最后教學(xué)活動的實(shí)施也離不開必要的硬件設(shè)施.巖土工程課程群的相關(guān)課程與實(shí)踐聯(lián)系緊密，為了能讓學(xué)生直觀感受施工過程，我校建立了施工仿真模擬實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在校內(nèi)也可以感受施工現(xiàn)場的氛圍，同時(shí)加深了對所學(xué)內(nèi)容的理解.

3.4教學(xué)反思及改進(jìn)

CDIO教育理念應(yīng)該是一個(gè)循環(huán)的過程，構(gòu)思→設(shè)計(jì)→實(shí)施→運(yùn)行/改進(jìn)→構(gòu)思→設(shè)計(jì)……只有不停的反思并改進(jìn)，才能使得整個(gè)體系良性運(yùn)作.對于教師而言，不僅要及時(shí)對授課效果進(jìn)行反思，同時(shí)要實(shí)時(shí)接收學(xué)生反饋信息.對于學(xué)生的考核從某種意義上來說是對教師教學(xué)效果的檢驗(yàn).傳統(tǒng)的期末考試并不能完全反應(yīng)學(xué)生的實(shí)際能力，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該是能夠解決工程實(shí)際問題而非死記硬背知識點(diǎn)，因此對于考核要進(jìn)行改革.以土力學(xué)考試改革為例，考試成績=平時(shí)成績（20%）+實(shí)驗(yàn)操作（20%）+末考（60%），其中實(shí)驗(yàn)操作是隨機(jī)抽簽決定實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容，末考又分為了機(jī)考和筆試，機(jī)考題型為選擇判斷，考查學(xué)生對基本知識點(diǎn)的掌握，而筆試題目多為案例分析題，學(xué)生可以查閱公式，利用所學(xué)內(nèi)容去解決實(shí)際問題，題目更靈活更自主，讓學(xué)生思維更活躍，考試改革效果良好.針對學(xué)生在考查中遇到的問題，教師應(yīng)深刻分析，深刻反思教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的不足，并及時(shí)予以改正，讓教學(xué)質(zhì)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(jìn)行調(diào)研，收集他們認(rèn)為在學(xué)校學(xué)習(xí)中所欠缺的知識，然后教師及時(shí)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行修正.

4　結(jié)語

在質(zhì)量工程項(xiàng)目“基于CDIO理念的巖土工程課程群教學(xué)改革研究”項(xiàng)目的支持下，立足于我?！暗胤叫浴?、“應(yīng)用型”的辦學(xué)目標(biāo)，對土木工程專業(yè)中的巖土工程課程群進(jìn)行了教學(xué)改革.首先要從學(xué)生素養(yǎng)及能力需求、行業(yè)發(fā)展需要等角度對教學(xué)進(jìn)行深度構(gòu)思，其次采用多樣、創(chuàng)新的教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，然后及時(shí)轉(zhuǎn)變教師、學(xué)生在教學(xué)活動中的角色，通力合作確保教學(xué)活動的正常實(shí)施，最后為了讓教學(xué)質(zhì)量越來越高，教學(xué)活動中的各方需要及時(shí)進(jìn)行反思并改進(jìn).

〔1〕曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業(yè)教師角色轉(zhuǎn)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(xué)科教育改革與實(shí)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(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（1）：22-24.

〔6〕姜大志，孫浩軍.基于CDIO的主動式項(xiàng)目驅(qū)動學(xué)習(xí)方法研究—以Java類課程教學(xué)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(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2013（12）：13-14.

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

〔9〕張龍.基于CDIO的土力學(xué)課程教學(xué)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(xué)院校級教研項(xiàng)目（szxyjyxm201421）；宿州學(xué)院校級一般項(xiàng)目（2014yyb07）