CDIO理念下的建筑设计和工程技术人才培养

顾贤光　张一兵

摘要：在“以 CDIO 工程教育理论为指导，以培养卓越工程师为目标”的先进工程教育理念指导下，文章从课程改革研究的意义进行出发，从教学理念、教学内容、教学组织及教学策略等方面对课程改革和创新的内容进行了探索，并提出了合理利用网络教学平台，优化课内外教学一体化的教学结构，探索开放型学生深度参与的CDIO建筑构造教学模式，以期培养更多优秀的建筑设计和工程技术人才。

关键词：建筑特种构造；卓越工程师；教学改革；CDIO理论

当前国家正在推行的“卓越工程师教育培养计划”是为未来工程领域培养多种类型的优秀工程师后备军。这就要求高校要转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式，培养面向更多工程领域的优秀技术人才，全方位提升我国工程教育的国际竞争力。该计划以“工程能力”为核心，对人才培养模式进行全新改革。

《建筑特种构造》是高校建筑学专业的专业基础必修课程。课程主要讲述建筑中有关特殊构造的基本原理、设计方法和实践应用等方面的内容，旨在让学生了解新材料、新产品、新技术、新工艺在现代建筑工程设计中的广泛应用。

一、CDIO理念下的《建筑特种构造》课程改革与创新的重要意义

当前，随着经济发展的不断加速，各种新材料、新工艺、新技术、新构造的不断出现，作为职业建筑师，需要把最新的建筑技术应用到建筑设计创作于实践中去。建筑特种构造课程正好符合当前的发展要求，着眼于培养优秀建筑技术人才。

此外，建筑特种构造技术是一门理论和工程实践密切且涉及多种专业的一门综合性学科。它不仅是一门专业基础课，更是一门重要的素质教育课程。建筑特种构造课程教学对人才的文化修炼、素质和能力的培养以及知识构成举足轻重。建筑特种构造课程教学过程不仅是传统意义上的传授知识过程，更是培养学生动手能力、科学的思维方式和处理问题、解决问题能力的過程。

二、CDIO理念下的《建筑特种构造》课程改革与创新的主要内容

《建筑特种构造》课程改革主要从教学内容、教学理念、教学组织及教学策略等方面进行了改革探索。

（一）教学理念

在教学理念方面，结合 CDIO模式中的过程培养理论，发挥建筑特种构造课程教学中的学生动手做节点模型的优势，从学生掌握知识、人际、协作、专业等四个层面对学生进行重点培养，积极倡导“学生应主动学习，主动质疑，致力于对问题的思考和解决”。其中，在“做中学”和“以工程项目设计实践为中心的学习”是CDIO过程培养理论的精华，在建筑构造教学中结合其工程设计实践优势，努力培养学生对所学专业和知识的学习兴趣。方法是先从心理上激发学生“想学”的动机，让学生知道自己要学什么，以及学到什么程度，积极调动学生的主观能动性；采用有利于学生理解的方式去进行教学，一切以学生为中心把学生的进步和发展作为衡量和评价教学效果的重要标准。

（二）教学内容

在教学内容方面，需要结合学科发展，重点环绕建筑设计和建筑的“新材料、新构造、新技术”。结合学生的课程设计和毕业设计使学生在进行规划设计和建筑方案设计时就能直接运用最新的建筑技术。尤其针对目前世界能源紧缺和雾霾笼罩的情况下，如何进行“生态建筑和建筑节能”方案设计将起着一定的指导作用，从而使得建筑设计创作更趋理性和可实施性。在课程教学中需要充实新型建筑材料与特种构造做法方面的内容，通过专题研究的方式将太阳能建筑一体化构造技术、玻璃幕墙构造技术、大跨结构构造技术、建筑工业化、建筑节能构造技术等内容融入到教学中来。

（三）教学组织

在教学组织方面，采用自主学习与策略扮演模式。在该课程开课前任课教师先通过课代表向大家下达预习任务。第一次课上课时任课教师主要介绍课程主要内容、教学方式、考核评价方式，并布置要求学生参与课堂教学的具体任务。在后续的上课中，老师选择一个学生，在班上对准备好的问题进行讲解。参与的学生要努力证明他们确实做了充分准备，并引导全班同学来参与讨论并能得出答案。

在整个课堂教学的组织过程中，学生在老师的引导下在课外进行学习准备，在课堂上扮演好主讲教师的角色，实现内容再现和知识重构。教学实践证明，这是一个极其有效的学习方式。这样既可保证学生充足的学习时间，也使得学生养成了良好的学习习惯，有效激发学生注重学习反馈，提升学习质量。教师角色扮演的是根据课堂教学的具体目标，对教学问题进行合理的设计，提前布置好设计任务，引导学生做好课外准备，把控学生的学习导向，增强其理解能力，帮助主讲学生给出合理的答案。

在课外，教师还要布置构造节点设计作业由学生自由组队来完成。上课学生来讲、课前学生进行准备都是以学习小组出现的，学习小组可由 2 ～ 4人组成，通过探索合作、相互学习等方式进行教与学的活动。

（四）教学策略

在教学策略选择方面，本课程改革中非常注重团队建设和协同沟通策略，包括组织协调能力、心理承受能力、交往合作能力、口头与书面表达能力等。这是每个学生在未来的职业生涯发展中必须具备的基本素质。为了让学生具备这些基本素质，在建筑特种构造课程教学中引入小组学习这种方式。在课程教学中，按照学习要求，选择合理的内容和主题，如建筑节点模型的设计和制作或动态构造节点的概念设计、方案组织、过程实施、成果评估。各个学习小组通过科学的分工合作，来共同完成特定的学习任务，实现每个学生在团队和群体中的价值。

三、《建筑特种构造》课程改革和创新教学模式创新探索

（一）利用QQ和网络平台，优化课内外一体化教学体系

国际主流的工程教育理论的指导下，将CDIO过程培养理论移植到建筑构造课程教学中，运用好网络资源和检索工具开展建筑构造实践教学。

在建筑特种构造教学中采用“学教并重”的模式，既能发挥老师的教学指导作用，又能充分体现学生的主动能动性。学生可以利用许多经过老师精心筛选和设计的适合学生的学习资源，有利于发挥学生积极性和能动性，有助于培养学生的创新思维和实践能力。

（二）探索开放型学生深度参与的CDIO建筑构造教学模式

“开放型CDIO建筑特种构造教学模式主要运用了当前国际上主流的工程教育理念 CDIO理论即 Conceive、 Design、Implement和 Operate四环节以及教育部“卓越工程师教育培养计划”的教育理念，从建筑学的特点出发，结合《建筑特种构造》课程的教学改革需求，一切以学生的发展为出发点，注重建筑设计实践和工程设计能力的培养，强调师生互相合作、同学之间的相互团队合作，让学生在融洽、和谐、愉快的环境中学习。

课外作业需要教师给学生布置，利用QQ和网络资源远程给学生答疑。让学生以学习小组的完成作业。课内作业是学生针对建筑构造节点设计这一任务要求进行的。教师根据实际情况，鼓励学生进行各种尝试，恰如其分的点拨和指导，并实时给出非常中肯的评价。

整个过程都由学生来完成，由学生来创造性地解决问题。教师只起指导、咨询作用。在具体的实践过程中，将自身的专业知识融入到建筑学科中来，课内外、校内外、学生个体与团队集体有机结合，以制作完成建筑特种构造节点模型作为作业要求，努力促进学生健康发展，培养具有实现工程设计实践能力与学生创新能力的建筑设计师。

四、结语

实施卓越工程师教育培养计划涉及学生、教师、学校、企业各个方面、环环相扣的系统工程，在具体教学实践中，建筑构造技术教育和学习贯穿着整个建筑学专业的培养计划。教学效果由学生、学校、教师、企业等多方面的因素决定，这就要求各方通力合作来培养社会发展需要的适用人才。

参考文献：

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[2]顾佩华，沈民奋，陆小华.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]朱永海，张新明.也论“教学结构”和“教学模式”[J].电化教育研究，2007（10）.

*本文系中国矿业大学校级青年教改立项项目“基于卓越工程师培养的《特种构造》课程建设”（项目批准号：201111）阶段性成果之一。

（作者单位：中国矿业大学力建学院）