張哲 李帥帥 彭勃 陳紅 胡均

摘? 要：課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。本文首先分析了路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題，如課程設(shè)計(jì)選題和內(nèi)容略顯陳舊等，并提出采取建構(gòu)“課程設(shè)計(jì)群”的新培養(yǎng)模式、以“學(xué)生”為中心的OBE-CDIO模式、提升任課老師的教學(xué)與科研水平等措施，對教學(xué)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革，從而提高教學(xué)質(zhì)量，以期培養(yǎng)出符合社會需求的人才。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計(jì)? 新工科? 施工圖預(yù)算? OBE-CDIO模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）12（c）-0209-04

Abstract： Curriculum design is an important link in the practice teaching of civil engineering. The article first analyzes the existing problems in the teaching of budget design of road and bridge construction drawings， such as the selection of topics and content of course design are slightly outdated， etc.， and proposes to adopt a new training model of "curriculum design group" and "student"-centered OBE-CDIO model， the improvement of the teaching and scientific research level of teachers， reforms the design of teaching courses， thereby improving the quality of teaching， in order to cultivate talents that meet the needs of society.

Key Words： Curriculum design; New engineering; Construction drawing budget; OBE-CDIO mode

1? 路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1 課程設(shè)計(jì)選題和內(nèi)容略顯陳舊

當(dāng)前的課程設(shè)計(jì)選題和內(nèi)容已不適應(yīng)“卓越工程師”教育培養(yǎng)的要求。從橫向看，當(dāng)前的課程設(shè)計(jì)要求無論是選題還是內(nèi)容方面均較為傳統(tǒng)。當(dāng)前土木工程道路與橋梁工程方向課程設(shè)計(jì)選題和內(nèi)容大多圍繞傳統(tǒng)的城市道路、橋梁進(jìn)行，對近年來迅猛發(fā)展的新領(lǐng)域（如跨海大橋、深谷地形特大橋等）涉及不多，對新近設(shè)計(jì)與施工過程中已廣泛應(yīng)用的新工藝、新材料等涉及不多。從畢業(yè)生和用人單位反饋的信息看，學(xué)生的綜合能力例如學(xué)習(xí)知識的能力、實(shí)際工程能力、動手應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維的能力、適應(yīng)社會能力等和素質(zhì)的作用還有較大提升空間。

1.2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)的設(shè)置“各科為政、相互割裂”

課程設(shè)計(jì)任務(wù)沒能形成“課程設(shè)計(jì)群”，不能滿足新工科教育要求。從縱向看，在實(shí)施過程中沒能形成土木工程管理“課程設(shè)計(jì)群”，存在較嚴(yán)重的“各科為政、相互割裂”現(xiàn)象，課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果還有很大的提升空間。以路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)為例，它與《紙上選線設(shè)計(jì)》《路基工程設(shè)計(jì)》《道路勘測設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)》《T梁或空心板課程設(shè)計(jì)》等課程設(shè)計(jì)緊密相關(guān)。目前這幾門課設(shè)“各科為政”，使用的設(shè)計(jì)資料（如圖紙與任務(wù)要求）幾乎無關(guān)聯(lián)。因?yàn)槊靠普n設(shè)的時(shí)間均僅為1～2周，學(xué)生單熟悉圖紙、規(guī)范和文獻(xiàn)就要消耗一半以上的時(shí)間，因此很難做出深度，導(dǎo)致學(xué)生的能動性不足。

1.3 課程設(shè)計(jì)成績考核方式單調(diào)

課程設(shè)計(jì)成績考核方式不能充分激發(fā)學(xué)生的自學(xué)與創(chuàng)新能力。以路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)為例，因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)間關(guān)系，現(xiàn)階段主要的考核點(diǎn)側(cè)重于考察設(shè)計(jì)成果中預(yù)算價(jià)格的準(zhǔn)確性和手算表格的完整性，弱化了對道路與橋梁工程整體理解的正確性。課程設(shè)計(jì)涉及的知識點(diǎn)繁雜、專業(yè)，即使對于一個(gè)成熟的路橋工程師亦經(jīng)常需要借助于文獻(xiàn)?，F(xiàn)階段，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)較難要求學(xué)生有更多的精力去做文獻(xiàn)檢索，學(xué)生對有關(guān)知識點(diǎn)的文獻(xiàn)檢索和規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的分析相當(dāng)弱，不能充分激發(fā)學(xué)生的自學(xué)與創(chuàng)新能力。

1.4 指導(dǎo)教師主動適應(yīng)新工科教育的動力不足

現(xiàn)階段的課設(shè)是以教師為中心的指導(dǎo)模式。對于指導(dǎo)教師來說，課程設(shè)計(jì)教學(xué)需要全程主動引導(dǎo)。但是如前所述，課設(shè)時(shí)間短、任務(wù)重、“各科為政”。為完成教學(xué)任務(wù)，指導(dǎo)老師多傾向于引用熟悉的、傳統(tǒng)的內(nèi)容，對當(dāng)前工程實(shí)踐中大量出現(xiàn)的新工藝、新材料、新技術(shù)分析偏少。指導(dǎo)教師為完成教學(xué)任務(wù)，有意規(guī)避了一些新設(shè)備、新材料，在課程設(shè)計(jì)中的引導(dǎo)作用降低。

2? 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

OBE（Outconmes-based Education）即成果導(dǎo)向的工程教育模式，是面向目標(biāo)（objective）、能力（ability）、需求（demand）三方面的一種全新教育模 式[1]。OBE需要解決以下五個(gè)問題：①目標(biāo)——想讓學(xué)生取得什么學(xué)習(xí)成果;②需求——讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果的原因;③過程——通過何種途徑讓學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果;④評價(jià)——通過什么樣的評價(jià)指標(biāo)體系判別學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果;⑤改進(jìn)——建立一套方法確保學(xué)生能夠取得目標(biāo)中提出的相應(yīng)學(xué)習(xí)成果。

歐美國家高校是OBE的先驅(qū)，最早可追溯到20世紀(jì)80年代，很多高校已經(jīng)將OBE作為土木工程專業(yè)工程教育質(zhì)量認(rèn)證的指標(biāo)。例如美國NAAB（美國國家建筑認(rèn)證委員會）對美國高校士木工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容提出了明確要求，要求學(xué)生了解工程的實(shí)踐過程（包括典型工程和特殊工程），以此掌握傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)的安排方式，尤其是工程設(shè)計(jì)人員與甲方的關(guān)系。這里的實(shí)踐教學(xué)相當(dāng)于國內(nèi)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)。

據(jù)檢索，美國和德國建筑學(xué)專業(yè)排名靠前的一些高校如美國康奈爾大學(xué)、德國亞琛工業(yè)大學(xué)，嘗試將工程實(shí)際中的運(yùn)營管理方式引入課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，將學(xué)生分成小組，團(tuán)結(jié)互助，各專業(yè)學(xué)生在全過程中理解和掌握協(xié)作的方式和策略，著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

雖然歐美高校多采用OBE理論作為工程教育質(zhì)量認(rèn)證指標(biāo)的理論基礎(chǔ)，但由于各個(gè)高校發(fā)展的歷程存在差異性，直接選用OBE理論的教學(xué)效果亦有較大不同?；诖?，2004年麻省理工學(xué)院（MIT）、瑞典皇家工學(xué)院等4所高校聯(lián)合提出了CDIO的培養(yǎng)模式。CDIO是一種工程教育培養(yǎng)模式，代表著構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作。CDIO強(qiáng)調(diào)要訓(xùn)練學(xué)生成為專業(yè)人士，在工程方面以及工業(yè)產(chǎn)品的整個(gè)運(yùn)營周期中，要擁有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和高質(zhì)量的工程應(yīng)用能力[2]。CDIO教育的核心是教育與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，將理論知識應(yīng)用于工程實(shí)踐，并通過工程應(yīng)用來加強(qiáng)理論內(nèi)容，達(dá)到理論教育與工程實(shí)踐互動的效果[3]。

根據(jù)海外研究結(jié)果，OBE著重強(qiáng)調(diào)社會需要什么人才，而學(xué)校則根據(jù)社會的需要對人才進(jìn)行培訓(xùn)。CDIO強(qiáng)調(diào)根據(jù)產(chǎn)品生命周期對專業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)。不難看出OBE是一個(gè)理念，而CDIO則是OBE的一種實(shí)現(xiàn)和體現(xiàn)。

簡言之，國外的研究成果表明基于OBE的CDIO教學(xué)模式可以解決工程教育中“理論”和“實(shí)踐”的矛盾。在國內(nèi)，為服務(wù)于產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)急需和未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，教育部于2017年2月提出了高等工程教育的“新工科”行動計(jì)劃[4]。新工科可以理解為工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系。這就意味著學(xué)生在教學(xué)過程中以此為指導(dǎo)，積極聯(lián)系新行業(yè)和新需求，把握行業(yè)對人才的需求方向，凝練行業(yè)的特點(diǎn)。最終培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具有強(qiáng)大的專業(yè)知識和工程實(shí)踐能力，是與行業(yè)發(fā)展所需接軌的應(yīng)用型人才。

近年來，國內(nèi)高校在探索新工科范式上已取得一些成果，比如“成電方案”[5]。這些方案設(shè)計(jì)體系完整，有一定的理論高度，在課程體系改革、整合資源方面有深度，已經(jīng)取得了顯著的育人效果，但更適用于研究型大學(xué)。一些地方高校，根據(jù)各自的特點(diǎn)提出了新的融合創(chuàng)新范式，即以學(xué)生為中心，融合通識和專業(yè)培養(yǎng)構(gòu)建教學(xué)和質(zhì)量保障體系。例如，汕頭大學(xué)于2012年建立的EIP-CDIO教學(xué)模式[6]，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力與能力目標(biāo)具有高度的兼容性;專注于工程實(shí)踐，例如培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和組織協(xié)調(diào)能力，并著重于綜合創(chuàng)新能力的整合以及社會的和諧發(fā)展等

2016—2018年間，河北建筑工程學(xué)院對課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)工作進(jìn)行了改革。該教改是基于特定項(xiàng)目構(gòu)建，采用自組織的管理模式，基本上模擬了實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程，實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)科之間的充分溝通與協(xié)作，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下全體同學(xué)共同為項(xiàng)目負(fù)責(zé)。該模型實(shí)現(xiàn)了CDIO概念，并在基于結(jié)果的專業(yè)課程（OBE）之間實(shí)現(xiàn)了緊密協(xié)作，提高了設(shè)計(jì)效率，并鍛煉了專業(yè)設(shè)計(jì)技能、表達(dá)能力和溝通能力。2016—2017年間，北方民族大學(xué)將CDIO工程教育理念引入過程設(shè)備設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)中，以過程工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)帶動課程教學(xué)，課程設(shè)計(jì)分小組完成一個(gè)工段的設(shè)備設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成、相得益彰，很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，學(xué)生的工程意識、專業(yè)熱情和團(tuán)隊(duì)協(xié)作明顯增強(qiáng)。

3? 基于OBE-CDIO模式的路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)課程改革

3.1 反向設(shè)計(jì)，調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，加強(qiáng)專業(yè)課程群的建設(shè)

在現(xiàn)階段，專業(yè)課程的課程建設(shè)孤立，很少有人有建立課程群的意識，因而無法形成以工程能力為主要內(nèi)容的結(jié)構(gòu)體系。在新工科的背景下，有必要以工程技術(shù)為主線、以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，構(gòu)建一個(gè)“大土木+”的土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系?！按笸聊?”課程群建設(shè)的重點(diǎn)是課程的整體優(yōu)化和交叉整合，根據(jù)統(tǒng)籌安排、突出重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，有利于教學(xué)資源優(yōu)化配置。

課程群通常具有以下特征：課程群由三個(gè)或更多單個(gè)課程組成有機(jī)系統(tǒng)，這些課程同屬于特定學(xué)科，并且課程內(nèi)容密切相關(guān)且互補(bǔ)。課程群建設(shè)的目的是課程之間以協(xié)調(diào)的方式開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)共同的教育目標(biāo)[7]。

以《路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)》為例，其直接相關(guān)課程還包括《工程經(jīng)濟(jì)》《基礎(chǔ)工程》《橋梁工程》《土木工程材料》《施工組織設(shè)計(jì)》等多門專業(yè)課。如果把相關(guān)教學(xué)資源整合起來搭建一個(gè)課程群，每門課程的教學(xué)內(nèi)容根據(jù)其在課程群中所承擔(dān)的任務(wù)而調(diào)整，有可能14個(gè)學(xué)時(shí)以上的優(yōu)化空間，見表1。這14個(gè)學(xué)時(shí)完全可以用于重點(diǎn)知識點(diǎn)的解析，更有利于對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)、提高教學(xué)質(zhì)量。

3.2 以學(xué)生為中心，采用CDIO模式實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)，構(gòu)建課程設(shè)計(jì)群

現(xiàn)階段課程設(shè)計(jì)是以老師為中心的導(dǎo)師制，每個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)間為1～2周。在設(shè)計(jì)周期內(nèi)，導(dǎo)師根據(jù)個(gè)人的理解分配課程設(shè)計(jì)任務(wù)。這種模式如前所述，人為地將多個(gè)關(guān)聯(lián)性極大的課設(shè)任務(wù)割裂開來，增加了老師的負(fù)擔(dān)，學(xué)生也疲于應(yīng)付，剛剛對課設(shè)任務(wù)有所熟悉就要匆匆結(jié)束，然后開始新的課設(shè)任務(wù)[8]。根據(jù)調(diào)研，課設(shè)的教學(xué)過程中普遍存在老師講不透、學(xué)生鉆不深的情況。

以《路橋施工圖預(yù)算設(shè)計(jì)》為例，如果能轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，以學(xué)生為中心，采用CDIO模式實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)，構(gòu)建課程設(shè)計(jì)群，將關(guān)聯(lián)度高的課設(shè)從課程設(shè)計(jì)初期到結(jié)束采用同一套設(shè)計(jì)文件，那么類似課設(shè)群的時(shí)間跨度可以長達(dá)3～6周，學(xué)生只需要充分掌握一套或者兩套設(shè)計(jì)文件，即可完成多門課設(shè)任務(wù)。

3.3 切實(shí)采用多元化考核方式，客觀評價(jià)課設(shè)成果

新工科以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)知識的應(yīng)用和創(chuàng)新，需要根據(jù)實(shí)際需要建立知識體系，從而達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。因此現(xiàn)有的考核方式并不能適應(yīng)“新工科建設(shè)的要求。

如果導(dǎo)入課程設(shè)計(jì)群的教學(xué)模式，就有條件采用多元化的考核方式，能更加客觀地考察和評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)配套實(shí)施“副導(dǎo)師制”，所謂副導(dǎo)師就是當(dāng)課程設(shè)計(jì)群的建設(shè)成型以后，指導(dǎo)老師和學(xué)生的教學(xué)和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)并未變化，甚至還略有減輕，而指導(dǎo)老師與學(xué)生的工作節(jié)奏均得到優(yōu)化，此時(shí)同一階段和領(lǐng)域僅一名指導(dǎo)老師為核心，其余指導(dǎo)老師可以轉(zhuǎn)聘副導(dǎo)師，協(xié)助導(dǎo)師進(jìn)行日常管理與輔導(dǎo)。

課設(shè)群模式配套副導(dǎo)師制，可以確保指導(dǎo)老師有更多的精力建立全過程跟蹤和評價(jià)機(jī)制，按照項(xiàng)目進(jìn)度、設(shè)計(jì)深度、技能掌握三個(gè)方面開展考核，從方案確定階段開始直到最后的答辯匯演、成果提交等環(huán)節(jié)進(jìn)行全過程跟蹤、評價(jià)與考核。反過來，學(xué)生也能從后期的課設(shè)階段，發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計(jì)里的錯(cuò)誤之處，修改時(shí)間也相對充足，學(xué)習(xí)積極性和效果應(yīng)該會有顯著提升。

4? 結(jié)語

傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不適應(yīng)當(dāng)前社會高質(zhì)量、高速度發(fā)展的需求，通過嘗試改革現(xiàn)有的相對滯后的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式，建構(gòu)一個(gè)“課程設(shè)計(jì)群”的新培養(yǎng)模式，適應(yīng)“新工科建設(shè)”的發(fā)展要求，全面培養(yǎng)學(xué)生的工作技能，改以“教師”為中心的教學(xué)模式，調(diào)整為以“學(xué)生”為中心的OBE-CDIO模式，嘗試激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，同時(shí)對現(xiàn)有的教學(xué)考核方法進(jìn)行調(diào)整，做到更客觀、更科學(xué)，通過提升任課老師的教學(xué)與科研水平，適應(yīng)學(xué)校從教學(xué)型大學(xué)向教學(xué)研究型大學(xué)的轉(zhuǎn)型，積極參與“卓越工程師”培養(yǎng)工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 李晶晶，王占鋒.OBE理念下橋梁工程技術(shù)課程教學(xué)改革研究[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2020（4）：69-71.

[2] 丁少虎，呂碩，李茂，等.基于CDIO的企業(yè)生產(chǎn)仿真實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)研究[J].西部素質(zhì)教育，2019（3）：144-145.

[3] 顧雯雯.“新工科”背景下基于CDIO模式的《傳感器與測試技術(shù)》教學(xué)改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（18）：202-203，205.

[4] 張海萍，劉揚(yáng).“新工科”背景下橋梁工程專業(yè)研究生培養(yǎng)模式探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（32）：215-216.

[5] 曾勇，黃艷，向桂君，等.從新生項(xiàng)目課開始：新工科建設(shè)“成電方案”的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].高等工程教育研究，2020（1）：14-19.

[6] 康全禮，傅家琪.系統(tǒng)性工程教育改革的持續(xù)探索與思考——以汕頭大學(xué)、查爾摩斯理工大學(xué)為例[J].南方職業(yè)教育學(xué)刊，2018（4）：52-60.

[7] 王歡，劉曉歐.基于OBE的《會計(jì)基礎(chǔ)》在線開放課程內(nèi)容與資源建設(shè)研究[J].質(zhì)量與市場，2020（12）：109-111.

[8] 車海燕，馮鐵，馬東輝.新工科背景下軟件工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)新模式[J].計(jì)算機(jī)教育，2020（3）：52-55.