基于CDIO工程教育模式的课程改革与实践

石楠 刘强 邱立平

摘 要 阐述“水资源利用与保护”课程性质和定位，从授课内容、教学方法和考核形式三方面剖析课程现状。以CDIO教学理念为准绳进行课程改革与实践，使课程间实现有机联系，教学效果得到提升，学生的综合能力得以锻炼，教师的教学水平得以提高。

关键词 CDIO 水资源利用与保护 课程改革

中图分类号：G424                                      文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.12.058

Curriculum Reform and Practice Based on CDIO Engineering Education Mode

——Taking the course of Water Resources Utilization and Protection as an example

SHI Nan， LIU Qiang， QIU Liping

（School of Civil Engineering and Architecture， Jinan University， Jinan， Shandong 250022）

Abstract This paper expounds the nature and orientation of the course of water resources utilization and protection， and analyzes the current situation of the course from three aspects of teaching content， teaching method and assessment form. With CDIO teaching concept as the criterion， curriculum reform and practice are carried out to realize organic connection between courses， improve teaching effect， train students' comprehensive ability and improve teachers' teaching level.

Keywords CDIO; water resources utilization and protection; curriculum reform

CDIO是指构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的全过程为载体，让学生以主动的实践，课程之间有机联系的方式进行系统学习的工程。CDIO工程教育模式是以培养学生的实践能力为目标，激励学生在整个学习过程中以积极、主动的方式掌握知识体系，关注知识技能、职业技能以及沟通交流技能的培养，使其与社会发展相适应。该模式有效解决了教学与习得之间的偏差，知识与能力之间的失衡，它的能力大纲和标准为教育教学提供了参考依据，该教育模式和实施过程切实可行，得到了国际高等教育工程的认可。

1 水资源利用与保护课程性质和定位

在当今条件下，水资源已经成为国民经济生产中的重要的因素之一。水资源的适宜开发利用、有力保護与管理是维持水资源可持续利用的根本保证，也是推动社会进步、国民经济可高效发展的关键所在。随着社会经济的不断发展，水资源的开发利用与保护已不仅仅是一个工程技术的问题。本课程在建立水资源宏观概念及其可持续利用原则的基础上，以获取足够量的优质水源为中心，重点介绍区域水资源估算及评价方法、污染物在水环境中的迁移与转化等与水资源合理利用与保护、城市供水水源工程的设计理论与方法、城市节水等有关的基本概念、基础理论及工程技术方法。它是以先修课程“水力学”、“水分析化学”、“水文与水文地质”和“水泵与泵站”为基础的给排水科学与工程专业必修课程。

2 水资源利用与保护课程现状分析

我校自2001年开设本门课程，近年来，结合给排水科学与工程专业学生培养的实际情况、应用型人才培养目标，同时为及时地与社会职业需求相接轨，“水资源利用与保护”教学大纲进行了2次修改，理论授课学时由前些年的40学时更改为目前的32学时，删减了地下水水资源量评价模型以及水文、供水水文地质的内容，避免了重复教学内容，增加了节水新技术的内容，更加能够体现与本课程相关的实用性的知识内容。授课教师团队还是发现了目前存在的问题如下。

（1）教材及授课内容相对滞后，很难提起学生的学习兴趣。目前授课所使用的教材均为专业指导委员会推荐教材，但是教材内容相对于专业技术的发展略显滞后，而且理论、概述内容较多，这部分知识学生可以多渠道获得。这种情况下，很难让学生提起学习兴趣，学生想知道的工程实例和案例在教材中和网络上又很少。授课内容与学生需求脱节，学生被动填鸭式学到的知识很难灵活应用到实际。

（2）课堂教学方法单一，学生获取相应知识与能力受限。课程的教学方法通常是以理论讲授为主，授课教师根据教材内容进行知识点的讲解，教师主导课堂，学生被动听课，成为一种常态化、模式化的课堂状态。在这样的教学模式下，学生即使认真听课，教师尽力讲课，教室氛围过于沉闷，学生的能力的发展很难得到锻炼。长此以往，即使老师增加了课堂互动环节的设计，学生参与度也不高，不利于学生沟通交流能力、实践能力和创新能力的提高。

（3）课程考核形式单一，学习效果与能力水平不一致。本门课程考核成绩是70%期末闭卷笔试与30%平时成绩之和。期末考核试题以记忆性知识点为主，以理解性、综合性试题为辅，学习效果仅以考试成绩为依据，对于学生对于课程的综合知识体系的掌握，通过本门课程获得了哪些能力，无从考核。平时成绩主要是课堂出勤和平时作业表现。这与培养学生成为具有创新能力与的高级应用型人才的培养目标不匹配。

3 课程改革与实践

基于CDIO教育理念，工科学生应具备技术知识和推理能力，个人能力、职业能力和职业道德，团队协作和沟通能力，以及在企业社会的背景下，拥有系统的构思、设计、实现及运作能力。因此CDIO教育模式是以能力为导向的教学模式。课程教学目标应该与人才培养毕业要求相对应，课程教学应以实现课程教学目标为导向。

本门课程的需要达到的毕业要求是：（1）掌握专业知识并能用于解决复杂工程问题。（2）能够结合专业知识对复杂工程问题的解决方案进行分析，以获得有效结论。（3）能够在设计环节中体现创新意识并能综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。（4）能够理解和评价专业工程实践对社会可持续发展的影响。

3.1 教学内容的重新架构

在以往的授课内容上注重知识体系完整性，按照专业指导委员会推荐的教材的内容从头到尾讲一遍，包括：水资源涵义、水资源开发利用工程、水资源供需平衡分析理论与工程、节水指标体系与技术，污水资源化理论与技术、以及水资源保护与管理概念与现代理论和方法。教学内容需要重新架构，以水资源开发利用工程为核心解决水质、水量两方面的矛盾，通过水质评价和水量评价的手段解决供需平衡的问题实现水资源的良性社会循环，达到节水和保护水资源的目标。这样学生对所学内容有了宏观认识，学习目的和方向明确，更有助于学生对知识的理解和有意识的学习。授课前，把课程教学内容介绍给学生。经过问卷调查：学生的学习兴趣增强了，自学效率显著提高了，可以有方向性的阅读课外文献资料。

3.2 教学方法的探索

由于课程内容中包含很多科普方面的知识以及程式化的规定、标准，很多学生反映这部分知识很像文科的授课内容，如何让工科生接收、理解和应用这部分内容，我们在教学方法上做了大胆的尝试。基本概念双语化教学，学生鉴于英语四、六级的压力，会更愿意去听。标准、规范和规定以案例化教学为主，在此过程中，学生更关注失误案例和事故案例，要求授课教师人为虚拟重要规范和标准对工程实践产生的影响。拿出某些章节作翻转课堂的尝试，水质评价和节水理论章节。学生的翻转课堂很有新意，水质评价改编成了小话剧，学生综合能力得到了提高。节水理论成了脑洞大开的设计大比拼，学生的基础理论知识的运用能力以及沟通交流能力得到了锻炼。

3.3 教学效果的合理化评价

学生的考试成绩不单是对学生学习效果的考核，对老师而言也是教学效果的评价。考试试卷出题时，就根据教学目标定出课程知识点，由知识点落实考试题目。每个考试题目的得分率直接反映该知识点学生的学习效果和教师的教学效果，这样对于教师而言可以在以后的授課过程中进行总结和改进，对于学生而言，课程群内其他教师在其他课程授课中加强与该知识点的衔接。这也契合了大数据在教学过程控制的发挥。

4 结束语

CDIO教育理念要求课程体系的系统性，通过课程间的有机联系，实现授课内容的优化整合;CDIO教育理念强调学生的主动实践性，通过导向性教学设计，实现学生综合能力的锻炼;CDIO教育理念倡导能力为导向，通过解决知识与能力的失衡问题，实现教师、学生教学相长的目标。

基金项目：济南大学教学研究项目（J1829）;2018年山东省本科高校教学改革研究项目：面上项目《面向新工科的地方综合性大学土建类专业人才培养模式改革与实践》

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