丁玉琴 蔣吉清 廖娟

摘要：隧道工程是土木工程專(zhuān)業(yè)的核心課程，結(jié)合隧道工程課程的特點(diǎn)和教學(xué)目的，分析了傳統(tǒng)隧道工程教學(xué)中存在的問(wèn)題。通過(guò)學(xué)習(xí)借鑒CDIO 工程教育理念，闡述了基于CDIO 教育理念的隧道工程教學(xué)改革思路，提出了教學(xué)改革的具體措施。通過(guò)CDIO教學(xué)改革，突顯了課程教學(xué)能力目標(biāo)，更新了教學(xué)資源和教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)合理的課程項(xiàng)目，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作及溝通協(xié)調(diào)能力，完善了課程考核方式，在教學(xué)質(zhì)量上取得了較好的成效，為土木工程人才培養(yǎng)的課程改革與教育實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：CDIO;隧道工程;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：U45;G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2019）02-0085-04

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，繼承和發(fā)展了歐美20多年來(lái)工程教育改革的理念。長(zhǎng)期以來(lái)，工程能力培養(yǎng)的缺失一直是國(guó)內(nèi)高校在課程教學(xué)過(guò)程中存在的普遍問(wèn)題[1]。在當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”和“以轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為新常態(tài)”的社會(huì)大背景下，企業(yè)對(duì)人才的知識(shí)、能力及素質(zhì)等方面的要求也在不斷發(fā)生變化。依據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略布局和對(duì)工程人才的需求，進(jìn)一步深化課程教學(xué)改革，推進(jìn)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，是高等工程教育改革成功的關(guān)鍵[2]。 隨著中國(guó)高等工科教育逐步與國(guó)際接軌，CDIO理念在工程教育教學(xué)改革中得到了廣泛的應(yīng)用[3-6]。隧道工程作為土木工程、交通工程類(lèi)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，涉及的教學(xué)內(nèi)容較多，知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握埋置于地層中結(jié)構(gòu)物的受力特點(diǎn)、荷載特征、計(jì)算原理和方法、施工方法和工藝，使學(xué)生具有隧道工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的專(zhuān)業(yè)理論與工程應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)[7]。

隧道工程是浙江大學(xué)城市學(xué)院的專(zhuān)業(yè)核心課，同時(shí)是學(xué)生“工程師訓(xùn)練”的重要課程，在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系中具有貫穿性，是土木工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用的綜合課程，也是隧道工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)訓(xùn)練課程， 對(duì)于學(xué)生專(zhuān)業(yè)性的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。課程的教學(xué)目的就是在經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上，將新的理論與技術(shù)傳授給學(xué)生，讓學(xué)生全面掌握隧道工程的相關(guān)知識(shí)和技能，適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)建設(shè)形勢(shì)下隧道工程人才培養(yǎng)要求，從而能較快地適應(yīng)市場(chǎng)，提高學(xué)生就業(yè)率。

文章針對(duì)當(dāng)前隧道工程課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，將CDIO 工程教育理念與課程結(jié)合，通過(guò)課程項(xiàng)目實(shí)踐和教學(xué)改革，積極探索和創(chuàng)新針對(duì)隧道工程課程的教學(xué)方法及思路，為土木工程專(zhuān)業(yè)課程改革與教育實(shí)踐提供參考。

一、傳統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，隧道工程課程主要為小班教學(xué)（20 人/班），課堂教學(xué)采用工程案例、講練結(jié)合、問(wèn)題探究等方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。主講教師一直在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索，在課程教改方面不懈努力，但教學(xué)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，需要改進(jìn)和完善。

（1）課程教學(xué)的能力目標(biāo)尚不明確。目前專(zhuān)業(yè)課教學(xué)普遍存在的問(wèn)題是：課程的知識(shí)目標(biāo)非常明確也比較充分，但是針對(duì)學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成的能力目標(biāo)并不突出。

（2）課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式值得進(jìn)一步探討。傳統(tǒng)課堂教學(xué)按照所選教材及增加的內(nèi)容，以教師授課為主，同時(shí)結(jié)合課外作業(yè)開(kāi)展。學(xué)生的課堂參與度相對(duì)較低，學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性受到影響。在這種“填鴨式”教學(xué)模式中，學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)調(diào)能力欠缺。

（3）學(xué)生課程考核的全面性及合理性值得進(jìn)一步研究。課程的考核評(píng)價(jià)以考核學(xué)生的知識(shí)掌握廣度和深度為主，兼顧平時(shí)作業(yè)的完成情況。單從成績(jī)構(gòu)成來(lái)看相對(duì)合理，但關(guān)于能力方面的評(píng)價(jià)并沒(méi)有突顯，無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和成長(zhǎng)過(guò)程。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代大背景下，高校大學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境也發(fā)生了翻天覆地的變化。新型教學(xué)模式的出現(xiàn)，極大地調(diào)動(dòng)了大學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高。因此，在CDIO工程教育理念下，隧道工程課程的教學(xué)改革迫在眉睫，需要突顯課程教學(xué)的能力目標(biāo)，更新教學(xué)資源，重組教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步研究更合理、更全面的綜合考核評(píng)價(jià)體系，把學(xué)生的直接參與過(guò)程納入考核，不再“一刀切”，從傳統(tǒng)的期末考試為主和一貫的以學(xué)習(xí)結(jié)果為主的考核方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)習(xí)過(guò)程為主的考核方式，課內(nèi)外有機(jī)結(jié)合，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

二、基于CDIO的課程教學(xué)改革措施

本項(xiàng)目在秉承已有教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行深化改革，在知識(shí)傳授的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)。通過(guò)突顯能力目標(biāo)的教學(xué)設(shè)計(jì)和案例引導(dǎo)的方式，將以教為主的教學(xué)模式逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生主動(dòng)探究的模式。以大作業(yè)和課程實(shí)踐項(xiàng)目的形式，加強(qiáng)課外學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的設(shè)置，增加學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間。能力評(píng)價(jià)與過(guò)程評(píng)價(jià)有效結(jié)合，在考核知識(shí)的同時(shí)突顯能力培養(yǎng)的成效。

（一）更新教學(xué)理念，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

積極借鑒國(guó)際CDIO工程教育的先進(jìn)教學(xué)思想，更新教學(xué)理念。首先，通過(guò)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀教師帶動(dòng)和幫扶年輕教師，提高整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，成立課程組，負(fù)責(zé)課程的日常教學(xué)和建設(shè);其次，積極組織團(tuán)隊(duì)成員參加國(guó)內(nèi)外相關(guān)CDIO教育教學(xué)培訓(xùn)和研討會(huì)，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化和教學(xué)水平提高;最后，鼓勵(lì)和推動(dòng)團(tuán)隊(duì)成員充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外相關(guān)高校的精品課程，結(jié)合實(shí)際工程案例進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

（二） 合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，制定突顯專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)的課程大綱

結(jié)合社會(huì)需求及學(xué)生的具體情況，注重對(duì)工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，整合教學(xué)資源，建構(gòu)突顯能力培養(yǎng)的課程教學(xué)大綱。相關(guān)內(nèi)容為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)作好鋪墊，形成與專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)對(duì)接的培養(yǎng)目標(biāo)與要求。

主要是設(shè)計(jì)并實(shí)施突顯能力培養(yǎng)的課程能力大綱。首先，把高等學(xué)校土木工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)制定的《高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱》作為課程的指導(dǎo)，同時(shí)結(jié)合《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)規(guī)范》中的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系，參考其六個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的核心知識(shí)單元，并根據(jù)《工程學(xué)子卓越培養(yǎng)計(jì)劃土木系實(shí)施方案》和《土木工程專(zhuān)業(yè)“小龍班”科目計(jì)劃》的指導(dǎo)思想，重組教學(xué)內(nèi)容，整合教學(xué)資源，在現(xiàn)行教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上合理規(guī)劃，有所側(cè)重?；谝陨显瓌t，制定新的《教學(xué)大綱》和《教學(xué)進(jìn)度表》，深入實(shí)踐CDIO教學(xué)模式，結(jié)合社會(huì)需求及土木系學(xué)生的具體情況，構(gòu)建突顯土木工程能力培養(yǎng)的《課程能力大綱》。

（三）產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，改進(jìn)教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的不斷更新

面向信息時(shí)代，采取傳統(tǒng)教學(xué)、多媒體、錄像資料等相結(jié)合的教學(xué)方法。輔以文字教材、媒體電子教材、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料等構(gòu)成立體化教材。通過(guò)這些教材、教案，教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)系統(tǒng)化的教學(xué)理念并呈現(xiàn)出數(shù)字化教學(xué)特點(diǎn)。同時(shí)，課程緊密結(jié)合工程實(shí)踐，完成課程教學(xué)內(nèi)容的更新，隨時(shí)將近年來(lái)國(guó)內(nèi)外隧道工程科研、設(shè)計(jì)和施工的新成果不斷豐富補(bǔ)充到案例教學(xué)中。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，適時(shí)介紹和更新隧道設(shè)計(jì)、施工理念、新技術(shù)、新方法等教學(xué)內(nèi)容。任課教師和學(xué)生利用科研、實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)深入隧道工程現(xiàn)場(chǎng)，課內(nèi)外結(jié)合，加強(qiáng)理論知識(shí)和實(shí)際工程的對(duì)接。此外，課程實(shí)行校企雙師制，根據(jù)課程內(nèi)容，邀請(qǐng)業(yè)界精英開(kāi)設(shè)專(zhuān)題講座，把最新的工程案例和施工方法帶進(jìn)課堂，開(kāi)拓學(xué)生的視野。

（四） “案例”教學(xué)回歸工程，設(shè)計(jì)課程CDIO三級(jí)項(xiàng)目，強(qiáng)化學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力

按照學(xué)院培養(yǎng)“應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型”人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在學(xué)習(xí)和研究《CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，采用案例專(zhuān)題教學(xué)，改變傳統(tǒng)填鴨式的教學(xué)，有機(jī)統(tǒng)一“教”與“學(xué)”，通過(guò)專(zhuān)題案例教學(xué)使工程教育“工程化”，學(xué)生參加案例分析等教學(xué)環(huán)節(jié)使工程教育“回歸工程”，不出教室就能學(xué)習(xí)別人的成功經(jīng)驗(yàn)，吸取失敗教訓(xùn)。著重培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力，鍛煉學(xué)生的綜合素質(zhì)。

同時(shí)密切聯(lián)系CDIO教學(xué)理念的四個(gè)基本內(nèi)容，設(shè)計(jì)并實(shí)施體現(xiàn)“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)行”的課程項(xiàng)目，以CDIO基本理念創(chuàng)建基礎(chǔ)能力培養(yǎng)的實(shí)踐項(xiàng)目，在實(shí)踐中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣， 突出學(xué)生的主體地位，實(shí)施對(duì)目標(biāo)能力的培養(yǎng)。工程實(shí)踐項(xiàng)目以團(tuán)隊(duì)合作的形式展開(kāi)，在分組時(shí)充分考慮組內(nèi)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)能力，按C（Conceive）、D（Design）、I（Implement）、O（Operate）各一人組成4 人小組，讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中相互學(xué)習(xí)、共同提高，實(shí)現(xiàn)工程能力培養(yǎng)、個(gè)人能力和態(tài)度培養(yǎng)、人際交流和團(tuán)隊(duì)工作能力培養(yǎng)、系統(tǒng)能力培養(yǎng)的CDIO能力培養(yǎng)要求。

（五）以學(xué)生行動(dòng)為導(dǎo)向，提高應(yīng)用能力，探索合理的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

根據(jù)CDIO標(biāo)準(zhǔn)，做好課程的頂層設(shè)計(jì)，并以課程CDIO教學(xué)大綱為基準(zhǔn)組織教學(xué)，明確能力培養(yǎng)點(diǎn)及學(xué)生課內(nèi)外CDIO訓(xùn)練的內(nèi)容和學(xué)時(shí)。把學(xué)生在課程中的自主學(xué)習(xí)過(guò)程及學(xué)習(xí)結(jié)果納入期末綜合考核，并結(jié)合CDIO實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容，明確目標(biāo)能力點(diǎn)，提高學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力，構(gòu)建合理的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，以便更加充分地反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)水平。以突顯能力培養(yǎng)為目標(biāo)，有效促進(jìn)課程實(shí)踐與自主性學(xué)習(xí)，集成考評(píng)實(shí)施辦法。結(jié)合學(xué)校Blackboard教學(xué)平臺(tái)（BB平臺(tái)），把課程資料、PPT課件、在線測(cè)試、討論版等資源根據(jù)難易程度設(shè)置為不同的在線學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)值給出在線學(xué)習(xí)成績(jī)，同時(shí)換算成百分制成績(jī)。在課堂中，根據(jù)小組討論及CDIO項(xiàng)目結(jié)果給定課堂現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)成績(jī)，通過(guò)課外學(xué)習(xí)、課堂活動(dòng)、實(shí)踐項(xiàng)目相結(jié)合的考評(píng)辦法，促使學(xué)生根據(jù)自身知識(shí)結(jié)構(gòu)和需要，積極、主動(dòng)、創(chuàng)造性地完成課程實(shí)踐，注重平時(shí)作業(yè)的訓(xùn)練，較為真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，最終形成隧道工程課程綜合考核體系。

三、課程教學(xué)改革成效

基于CDIO國(guó)際工程教育理念，隧道工程課程的教學(xué)方法改革已連續(xù)實(shí)施兩年，實(shí)施效果比較明顯，除極少數(shù)學(xué)生外，基本都能很好地配合課堂教學(xué)，積極主動(dòng)參與課堂討論，自主完成BB平臺(tái)的學(xué)習(xí)和測(cè)試等環(huán)節(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲得到了較大提高。同時(shí)，通過(guò)CDIO課程項(xiàng)目，每組學(xué)生都能基本掌握和應(yīng)用隧道工程的基本理論知識(shí)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，為進(jìn)一步的畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后工作打下基礎(chǔ)，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)調(diào)能力和演講交流等能力。在教與學(xué)的過(guò)程中，加強(qiáng)了教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果的反饋，強(qiáng)化師生之間交流，增加師生之間的感情，構(gòu)建平等友好的對(duì)話環(huán)境、快樂(lè)輕松的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生體會(huì)到教師的用心和課程的重要性。

四、結(jié)語(yǔ)

基于CDIO 理念的隧道工程教學(xué)改革能有效解決傳統(tǒng)教學(xué)中理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)、課程教學(xué)能力目標(biāo)不足、考核方式不合理的問(wèn)題。通過(guò)教學(xué)改革，改進(jìn)和完善現(xiàn)有的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)課外練習(xí)和CDIO課程項(xiàng)目的形式，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行課外學(xué)習(xí)，增加課外獲取知識(shí)的渠道和時(shí)間，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，并在課外的訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)調(diào)能力。同時(shí)，也建立了更加科學(xué)合理的成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式，從以期末考試為主的考核方式逐漸到以學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程為主的考核方式，完成工程師專(zhuān)業(yè)技術(shù)和綜合能力目標(biāo)的對(duì)接，為學(xué)生今后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

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