基于CDIO理念的土木工程专业教学改革探索

闫 密 张明月 马丽珠

土木工程专业课程除基础课外还包含大量专业基础课和专业课，这些课程需要学生掌握各种建筑材料的物理力学性能，理解结构设计基本程序及设计方法，掌握建筑结构各种构件的基本原理及计算方法，熟悉结构设计软件与程序，学会结构施工图绘制与识读，学会利用现行规范、标准图集和有关手册处理问题。此外，还应当使学生具备初步工程素养，为将来毕业从事相关工作及考取职业资格证书奠定基础。因此，教师要根据所授课程教学存在的问题进行分析研究，总结出可行的教学改革办法，提高学生学习兴趣，使学生熟练掌握基本知识。

一、立足教学查找问题

土木工程专业课程教学采用以讲授为主的传统的教学方法[1]，学生在学习专业课之前大多没有接触过实际工程，不了解实际工程，对所学内容没有概念，头脑中没有模型，只能对概念死记硬背，致使学习的积极性和热情有限。另外，学生对课程相关知识的掌握，需要高数、力学等基础性课程的支持，如果教师单纯讲授，会使学生缺乏学习动力，难以取得良好的学习效果。

二、土木工程专业课程教学改革方向

如何把教学和实践紧密结合起来，成为课改的关键点[2]。本文结合沈阳城市建设学院教学现状，研究制定课程教学改革实施方案。

（一）科学制定培养目标

土木工程专业对于培养创新型人才的要求较高，因此培养目标的制定应当切实迎合国家现代化发展及经济建设的客观诉求，培育出理论基础扎实，可以承担有关方面设计及科研工作，有着社会责任意识、国际视野，具有可持续发展潜能的应用型土木工程高级专业人才。

针对专业需求，科学制定培养目标，培养具有健全的人格、健康的体魄、热爱祖国、有职业操守的人才[3]。同时，学生要有综合应用土木工程知识的基础素养，具备较好的团队合作意识和组织实力，可切实应用前沿科技，能够开展设计、施工以及管理等各方面工作。

（二）构建 “设计—实现” 一体化课程体系

和以往的工程理念对比，此次研究的教育理念主要围绕大工程观，具备更广阔的项目视野，兼具系统性、实践性、创造性。现代土木工程师所从事的工作就是服务于现代工程建筑，从方案设计到竣工验收乃至售后使用年限的全过程。这不仅要求毕业生掌握学科知识，还要求毕业生兼具终身学习意识，提升综合素养，以及在企业、社会背景下的“构思—设计—实施—运行”的工程素养。

（三）培养学生的工程实践能力

土木工程专业应注重培养学生的工程实践能力，可以采用“引进—合作—创新”的方式进行培养。

首先，聘请有丰富工程设计经验的高级工程师，增加“双师”比例，把理论知识用实践案例的形式展现在课堂上。当前教学中，教师的“教”和学生的“学”都面临新的挑战和机遇。在这一背景下，不管是教学目标的达成，还是有关任务的开发，均应当结合学的层面予以考量，以取得良好的教学成效。

其次，积极组织校企合作，充分利用假期进行实践及生产实习，让学生把理论与实践结合起来。实习是学生真正接触工程设计、认识工程设计的一个重要环节，安排学生以分散或集中形式参加设计、施工等一线工作，校内指导教师与校外指导人员相配合，理论与实践相结合，双管齐下，从实际出发培养学生。

最后，充分利用沈阳城市建设学院实训基地和实训中心资源，鼓励创新，鼓励学生积极参与学校、市、省乃至国家举办的各种创新创业项目，把书本知识、课程实践内容转化为创新大赛成果。沈阳城市建设学院土木工程学院的机房实训课，通过建模、计算成图，帮助学生快速理解课本上构件的定义，并且通过建模计算，将考试内容和未来的工作内容进行有效衔接，使学生了解数据的来源、计算的依据以及取值原理，理解设计的可靠性。

（四）构建以学生为中心的教学模式

第一，要把学生看成会在未来逐步发展、具有一定潜能的人，相信他们可以通过在学校的学习、教育成长起来。

第二，教师要针对学生的个体性差异，采取不同的教育方法，因材施教，切勿一把抓。运用一些教学手段，提高学生的学习兴趣，使学生看到自己在学习中取得的进步与成就，使学生爱上课堂。

第三，在对待学生时，只有严格采取公平、公正的态度，才能使学生信服，愿意按照教师的安排开展学习活动，保证教学工作的顺利进行。

第四，要重视学生的全面发展，避免学生只关注分数。需要切实激发、培养学生的动手能力、团队协作意识、科研技能和身体素养等，避免培养“高分低能”的伪优等生。

（五）大力发展校企合作

当前社会竞争激烈，高校要有目的地为企业提供人才支持，与企业协同配合确立相关培养方案，尤其要关注人才培养的时效性，完善订单班制度，与企业合作，为其培养专项人才，并按照企业人才需求开设课程。企业需要加强与学校的资源交互，从而建立产学研高度融合的发展路径，给予学生更多的学习素材、平台等支持。企业和院校教育高度融合，共同确立教学计划，委派相关技术员加入教学活动。结合针对性的培养目标，给考核合格的学生以毕业后进入企业工作的机会。

（六）重视建设教师队伍

沈阳城市建设学院十分重视教师队伍建设，在教学管理者的带领下，教师在“善建”文化的浸润下，实现“精进”的团队建设目标，即“精进善建”。旨在构建一支和时代同步、勇于开拓的教学队伍，实现立德树人的根本任务。

三、土木工程专业课程教学改革的具体方法

组成教学改革课题研究小组，小组成员授课科目主要包含混凝土结构设计、三大力学等土木工程专业的专业核心课、学科基础课等，课程涵盖面广。课程要求学生掌握较为全面的专业知识，各课程之间又多有衔接和联系。而如何把理论内容和工程实际融合显得十分关键。

（一）引入实际工程

为切实保持与当下行业技术发展同步，培养学生解决工程客观问题的综合素养，学校教师应时刻关注重大问题、热点问题，掌握现代新型工程施工技术和案例，合理安排学生生产实习环节。

教师以递进式教学强化学生施工应用能力，教研室组织编写配套教材，在课堂中引入大量实际工程视频、动画和图片，使学生能够理解理论、了解行业动态，并随时更新知识内容。

（二）将实体模型引入教学实践

沈阳城市建设学院以培养应用型专业人才为目标，近年来建立了较大规模的实训中心，并投入使用，将“工程搬进课堂”。首先可在课堂教学中通过书本、PPT、照片、视频对基础知识进行教授，使学生形成初步印象。随后，学生带课堂笔记，进入实训中心进行对比学习，将平面图片立体化，提升空间想象力，使扁平知识体系立体化。

（三）组织施工现场观摩，加强学生感性认识

以课堂教学为引导，配合现场观摩与实践，切实结合安全管控及品质管控等要求，从现场的平面设计、工序穿插、质量安全管控、文明施工等方面进行交流学习，与理论课堂点对点结合。通过平面、立体的学习转变为亲身接触的实际工程，提升整体知识体系，切实达到以观摩促感官、以实践保经验的目的，提升学生发现、分析和处理问题的能力。

（四）强化学生的实验意识

为培养学生严谨的学习态度及科研精神，教师应切实加强实验教学，加强学生对土木工程理论的认识，提升观察、分析、解决问题的能力。强化学生的实验意识，引导学生对专业课结构构件进行实验研究，对其强度、变形等进行测试，分析实验结果。在专业基础课后开设的专业课程如土木工程结构实验与检测，有大量实验需要学生动手参与，这有助于学生形成“理论—实验—分析—结论—验证”的思维。鼓励学生通过参加各种创新大赛进行自主实验，鼓励学生研发新材料，通过动手实验与亲自记录，能够切实增强学生学习的主动性。另外还应当关注课程设计、结构大赛等实践项目，进一步激发学生的团队合作意识。

（五）充分利用网络教学平台

总而言之，这既是一种挑战，又是一个契机。利用这段时间，通过网络教学平台既可以提高教师线上教学技能水平，为今后线上线下混合式教学的开展奠定基础，又可以实现教、学角色的翻转。以沈阳城市建设学院土木工程专业2020 级学生的混凝土结构设计原理课程为基础，借助线上平台，采用“线上慕课、腾讯会议直播+互动+作业+答疑”的方式开展线上教学。按章节梳理知识点，以课前提问、课后跟进的方式，让学生温故知新，确保出勤率及线上教学质量。实施过程如下。

首先是课前准备阶段。第一，按照课程名称在超星平台建课。第二，导入名单，更改授课班级、教师姓名，导入学生、院督导及校督信息。第三，上传课程信息，其中涵盖电子版信息、教学课件、视频和作业题库等。第四，课前通知，提前一天进入学习通进行体验，建立腾讯会议，并在学习通中发布课程通知。明确授课时间、形式、规定和有关内容，以及腾讯会议号，确保每一名学生都能利用线上资源完成预习并且按时进入课堂。

其次是网络授课阶段。第一，签到及课前准备。提前10 分钟进入腾讯会议室，共享屏幕，等待学生进入会场。为防止网络卡顿，提前准备手机流量备用。上课前两分钟让学生在学习通签到，人数不足时，让班级学习委员和班长提醒同学及时进入会议室。第二，直播讲授。腾讯会议直播上课，利用PPT、手写板，以讲授、提问等方式授课，与学生互动，让学生有参与感。第三，作业+答疑。经教学团队共同研究，针对各个课程预留一定的课后作业，以此来提高学习的深度，便于开展答疑。第四，课程思政跟踪学生动态。利用学习通签到，利用腾讯会议导出参会名单，核实学生进入课堂的时间、听课的时间。核对后在学习通反馈给学生进行确认，督促学生准时进入会议室参加线上授课。

最后是课后总结改进阶段。课后邀请学生自制各个章节的思维导图，继而对各个知识内容予以明确，巩固复习，完成作业内容。教师还应跟进学生易错的题目，及时进行纠正。

线上教学对教师的“教”和学生的“学”是一个新的挑战和机遇，在“线上教学”这份特殊使命下，不管是教学目标的确立还是任务单等的设置，均需要切实结合“学”的层面展开，用成绩来反馈学生的努力和付出。推动线上教学和线下教学的融合，有效缩短课程教学周期，切实激发学生的学习自主性，并有效利用课下时间与线上资源[4]。

综上所述，针对土木工程专业应用型人才的培养目标，实现以学生为中心、以成果为导向的持续改进，解决重理论、轻实践，重课内、轻课外，重个体、轻合作的问题，从而培养德才兼备、实践能力强、创新能力强的复合应用型人才[5]。