CDIO理念下的建筑設計和工程技術人才培養

顧賢光　張一兵

摘要：在“以 CDIO 工程教育理論為指導，以培養卓越工程師為目標”的先進工程教育理念指導下，文章從課程改革研究的意義進行出發，從教學理念、教學內容、教學組織及教學策略等方面對課程改革和創新的內容進行了探索，并提出了合理利用網絡教學平臺，優化課內外教學一體化的教學結構，探索開放型學生深度參與的CDIO建筑構造教學模式，以期培養更多優秀的建筑設計和工程技術人才。

關鍵詞：建筑特種構造；卓越工程師；教學改革；CDIO理論

當前國家正在推行的“卓越工程師教育培養計劃”是為未來工程領域培養多種類型的優秀工程師后備軍。這就要求高校要轉變辦學理念、調整人才培養目標定位以及改革人才培養模式，培養面向更多工程領域的優秀技術人才，全方位提升我國工程教育的國際競爭力。該計劃以“工程能力”為核心，對人才培養模式進行全新改革。

《建筑特種構造》是高校建筑學專業的專業基礎必修課程。課程主要講述建筑中有關特殊構造的基本原理、設計方法和實踐應用等方面的內容，旨在讓學生了解新材料、新產品、新技術、新工藝在現代建筑工程設計中的廣泛應用。

一、CDIO理念下的《建筑特種構造》課程改革與創新的重要意義

當前，隨著經濟發展的不斷加速，各種新材料、新工藝、新技術、新構造的不斷出現，作為職業建筑師，需要把最新的建筑技術應用到建筑設計創作于實踐中去。建筑特種構造課程正好符合當前的發展要求，著眼于培養優秀建筑技術人才。

此外，建筑特種構造技術是一門理論和工程實踐密切且涉及多種專業的一門綜合性學科。它不僅是一門專業基礎課，更是一門重要的素質教育課程。建筑特種構造課程教學對人才的文化修煉、素質和能力的培養以及知識構成舉足輕重。建筑特種構造課程教學過程不僅是傳統意義上的傳授知識過程，更是培養學生動手能力、科學的思維方式和處理問題、解決問題能力的過程。

二、CDIO理念下的《建筑特種構造》課程改革與創新的主要內容

《建筑特種構造》課程改革主要從教學內容、教學理念、教學組織及教學策略等方面進行了改革探索。

（一）教學理念

在教學理念方面，結合 CDIO模式中的過程培養理論，發揮建筑特種構造課程教學中的學生動手做節點模型的優勢，從學生掌握知識、人際、協作、專業等四個層面對學生進行重點培養，積極倡導“學生應主動學習，主動質疑，致力于對問題的思考和解決”。其中，在“做中學”和“以工程項目設計實踐為中心的學習”是CDIO過程培養理論的精華，在建筑構造教學中結合其工程設計實踐優勢，努力培養學生對所學專業和知識的學習興趣。方法是先從心理上激發學生“想學”的動機，讓學生知道自己要學什么，以及學到什么程度，積極調動學生的主觀能動性；采用有利于學生理解的方式去進行教學，一切以學生為中心把學生的進步和發展作為衡量和評價教學效果的重要標準。

（二）教學內容

在教學內容方面，需要結合學科發展，重點環繞建筑設計和建筑的“新材料、新構造、新技術”。結合學生的課程設計和畢業設計使學生在進行規劃設計和建筑方案設計時就能直接運用最新的建筑技術。尤其針對目前世界能源緊缺和霧霾籠罩的情況下，如何進行“生態建筑和建筑節能”方案設計將起著一定的指導作用，從而使得建筑設計創作更趨理性和可實施性。在課程教學中需要充實新型建筑材料與特種構造做法方面的內容，通過專題研究的方式將太陽能建筑一體化構造技術、玻璃幕墻構造技術、大跨結構構造技術、建筑工業化、建筑節能構造技術等內容融入到教學中來。

（三）教學組織

在教學組織方面，采用自主學習與策略扮演模式。在該課程開課前任課教師先通過課代表向大家下達預習任務。第一次課上課時任課教師主要介紹課程主要內容、教學方式、考核評價方式，并布置要求學生參與課堂教學的具體任務。在后續的上課中，老師選擇一個學生，在班上對準備好的問題進行講解。參與的學生要努力證明他們確實做了充分準備，并引導全班同學來參與討論并能得出答案。

在整個課堂教學的組織過程中，學生在老師的引導下在課外進行學習準備，在課堂上扮演好主講教師的角色，實現內容再現和知識重構。教學實踐證明，這是一個極其有效的學習方式。這樣既可保證學生充足的學習時間，也使得學生養成了良好的學習習慣，有效激發學生注重學習反饋，提升學習質量。教師角色扮演的是根據課堂教學的具體目標，對教學問題進行合理的設計，提前布置好設計任務，引導學生做好課外準備，把控學生的學習導向，增強其理解能力，幫助主講學生給出合理的答案。

在課外，教師還要布置構造節點設計作業由學生自由組隊來完成。上課學生來講、課前學生進行準備都是以學習小組出現的，學習小組可由 2 ～ 4人組成，通過探索合作、相互學習等方式進行教與學的活動。

（四）教學策略

在教學策略選擇方面，本課程改革中非常注重團隊建設和協同溝通策略，包括組織協調能力、心理承受能力、交往合作能力、口頭與書面表達能力等。這是每個學生在未來的職業生涯發展中必須具備的基本素質。為了讓學生具備這些基本素質，在建筑特種構造課程教學中引入小組學習這種方式。在課程教學中，按照學習要求，選擇合理的內容和主題，如建筑節點模型的設計和制作或動態構造節點的概念設計、方案組織、過程實施、成果評估。各個學習小組通過科學的分工合作，來共同完成特定的學習任務，實現每個學生在團隊和群體中的價值。

三、《建筑特種構造》課程改革和創新教學模式創新探索

（一）利用QQ和網絡平臺，優化課內外一體化教學體系

國際主流的工程教育理論的指導下，將CDIO過程培養理論移植到建筑構造課程教學中，運用好網絡資源和檢索工具開展建筑構造實踐教學。

在建筑特種構造教學中采用“學教并重”的模式，既能發揮老師的教學指導作用，又能充分體現學生的主動能動性。學生可以利用許多經過老師精心篩選和設計的適合學生的學習資源，有利于發揮學生積極性和能動性，有助于培養學生的創新思維和實踐能力。

（二）探索開放型學生深度參與的CDIO建筑構造教學模式

“開放型CDIO建筑特種構造教學模式主要運用了當前國際上主流的工程教育理念 CDIO理論即 Conceive、 Design、Implement和 Operate四環節以及教育部“卓越工程師教育培養計劃”的教育理念，從建筑學的特點出發，結合《建筑特種構造》課程的教學改革需求，一切以學生的發展為出發點，注重建筑設計實踐和工程設計能力的培養，強調師生互相合作、同學之間的相互團隊合作，讓學生在融洽、和諧、愉快的環境中學習。

課外作業需要教師給學生布置，利用QQ和網絡資源遠程給學生答疑。讓學生以學習小組的完成作業。課內作業是學生針對建筑構造節點設計這一任務要求進行的。教師根據實際情況，鼓勵學生進行各種嘗試，恰如其分的點撥和指導，并實時給出非常中肯的評價。

整個過程都由學生來完成，由學生來創造性地解決問題。教師只起指導、咨詢作用。在具體的實踐過程中，將自身的專業知識融入到建筑學科中來，課內外、校內外、學生個體與團隊集體有機結合，以制作完成建筑特種構造節點模型作為作業要求，努力促進學生健康發展，培養具有實現工程設計實踐能力與學生創新能力的建筑設計師。

四、結語

實施卓越工程師教育培養計劃涉及學生、教師、學校、企業各個方面、環環相扣的系統工程，在具體教學實踐中，建筑構造技術教育和學習貫穿著整個建筑學專業的培養計劃。教學效果由學生、學校、教師、企業等多方面的因素決定，這就要求各方通力合作來培養社會發展需要的適用人才。

參考文獻：

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[3]朱永海，張新明.也論“教學結構”和“教學模式”[J].電化教育研究，2007（10）.

*本文系中國礦業大學校級青年教改立項項目“基于卓越工程師培養的《特種構造》課程建設”（項目批準號：201111）階段性成果之一。

（作者單位：中國礦業大學力建學院）