CDIO模式及OBE理念下的土木工程畢業設計改革探討

張根鳳

（西藏民族大學，陜西咸陽 712082）

實踐教學是土木工程專業重要的教學環節之一，也是教學改革取得成效的重要突破口。土木工程畢業設計是土木工程專業最后一個綜合性實踐教學環節，實施畢業設計可以使學生將所學的基礎知識和專業技術知識等進行綜合運用，提升學生分析和解決實際工程問題的能力，也為學生進入職業生涯如從事設計、施工、管理等工作奠定一定的基礎。土木工程專業畢業設計的質量是四年來教學質量的直接反映,也是其綜合能力的最終體現。如何提升畢業設計質量，提高畢業生能力，是土木工程專業一直探討和改進的方向。目前，國際上先進的工程教育理念如CDIO模式以及以OBE為核心思想的工程教育認證，都對工程實踐和畢業設計提出了要求，對提升工程教育水平及畢業設計環節具有一定的參考意義。

1 CDIO模式及OBE理念對工程教育實踐教學及畢業設計的要求

CDIO模式體現在CDIO的12條標準及以提升學生四個方面能力的CDIO教學大綱中。這四個方面的能力是技術知識和推理；個人能力、職業能力和態度；人機交往能力：團隊工作和交流；在企業和社會環境下的構思、設計、實施、運行系統。CDIO模式強調在CDIO背景下學習，強調提供一種建立在真實世界的產品和系統的構思—設計—實現—運行（CDIO）過程的背景環境基礎上的工程教育，強調一體化學習及能力的培養。在這個過程中，不僅需要有學科知識，還需要具備個人能力、人際交流能力及產品、系統和過程的建造能力。CDIO培養模式本質上也是一種能力培養教育，如果對照CDIO教學大綱要求與工程教育認證標準的畢業要求，會發現其內容高度一致，且其要求比工程認證標準的要求更多。CDIO培養模式的12條標準是對是否實現CDIO教學理念的一種判定標準，在12條標準中，標準5和標準6是對實踐教學內容的要求。其中標準5——設計—實現的經驗：在課程計劃中包括兩個或更多的設計，其中一個是初級的，一個是高級的[1]。而畢業設計無疑是高級設計中的一種，且是最適合實施高級設計的項目。

OBE是成果導向教育，強調學生的學習成果，在工程教育認證標準中就是學生的畢業要求。在工程教育認證標準中有關于工程實踐與畢業設計的具體要求，其中要求畢業設計（論文）選題要結合本專業的工程實際問題，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。對畢業設計（論文）的指導和考核有企業或行業專家參與[2]。將工程教育認證標準中的12條畢業要求用OBE對標畢業設計，學生的學習成果即畢業要求都能在畢業設計中得到有效提升。美國等國家將畢業設計作為頂點課程進行安排，以提升學生的學習成果，其一些做法很值得我們借鑒學習。

2 土木工程專業畢業設計的現狀及存在的問題

2.1 土木工程專業畢業設計的現狀

我國傳統土木工程的畢業設計一般常有以下幾個方面的特點[3]：

（1）設計選題范圍較小，一般主要有結構、施工、巖土、造價等方面，以圍繞專業學科知識為特點開展，且常以“命題式”題型居多。此類設計的特點是有詳細的設計任務書，畢業設計在預定的任務書下相當于進行了一次大作業。行業、企業專家等單位參與較少。

（2）畢業設計時間安排與學生就業沖突。一般安排在第八學期，在這個階段學生有就業壓力，要參加各類招聘和考試，對畢業設計質量有一定的影響。

（3）土木工程產品本身的特點決定了要完成一次從勘察、設計、施工到成品的過程需要較長時間，很難在一次畢業設計中實現。

（4）畢業設計與實際工程脫軌，學生也缺少積極性和創新欲望，學生對畢業設計的重視程度不高。

（5）畢業設計的管理與其他課程有所不同，它不像常規課程那樣有明確的課時保證，部分高校存在監管不到位、評價標準不統一等問題。

2.2 對標工程教育認證標準及CDIO模式，土木工程專業畢業設計存在的問題

工程教育認證標準和CDIO模式都緊緊圍繞畢業要求展開，以提升畢業生能力，并對畢業設計提出了較高要求。我國土木工程專業傳統畢業設計主要存在以下幾個方面的問題：

（1）畢業設計雖然與畢業能力有一定的對應關系，但對應關系不明確。

（2）畢業設計不能有效支撐畢業要求，特別是非技術性能力的要求，實踐教學不能滿足工程教育認證標準關于選題、解決實際問題、工程意識、協作精神等方面的要求，對解決復雜工程問題的能力培養不足。

（3）畢業設計大綱中的部分課程目標描述未能按照畢業要求進行編制。

（4）畢業設計的指導與考核常常沒有企業或行業專家參與，畢業設計實踐環節的內容不足以支持相關畢業要求的達成。在設計能力培養方面不足，常常忽視設計是否能夠有意識地對經濟、環境、法律、倫理、文化等制約因素進行考查與評價。

（5）對畢業設計要達到的目標評價缺乏合理的考核評分標準，畢業設計在畢業要求中支持幾乎所有的指標點，但設計目標與指標點的對應關系不明確，評分標準沒有針對畢業設計目標設計，考核結果無法證明對指標點達成的貢獻度。

（6）部分專業教師對工程教育認證標準的畢業要求不甚清楚，工程能力還有待提高。

3 基于CDIO模式和OBE理念的土木工程專業畢業設計構建與創新

按照工程教育認證標準和CDIO模式的要求，我們對土木工程畢業設計的設計活動進行如下創新和構建，具體內容如下：

（1）結合工程教育認證標準和CDIO模式的要求，使教師和學生明白，通過本專業的學習，自己應具備哪些方面的能力，同時如何通過課程體系達成這些能力要求。

（2）加強教師的能力培養。可采用到合作企業兼職或聘用有經驗的行業專家和企業技術管理人員到學校任職等方式來解決這些問題。

（3）對于畢業設計選題、指導、考核等，可聘請有經驗的行業專家和企業技術人員共同參加，并充分聽取其意見，為設計選題擴大范圍，使設計內容更貼近工程實際，且充分考慮經濟、法律、文化、倫理等制約因素，以提高綜合考慮問題、解決復雜問題的能力。同時，也提升了學生的積極性和創新欲望。

（4）參照國外成功經驗，以學習成果即畢業要求為出發點，將畢業設計按頂點課程的要求來實施，通過讓學生面對真實問題，可以了解用人單位、社會、國家對本專業人才的期望，有利于學生向職場過度，架起連接企業的橋梁[4]。這種整合性及綜合性也是CDI0教學大綱及工程教育認證標準所要求的。

為了達到以上目的，彌補傳統畢業設計的不足，對畢業設計按有關標準及頂點課程的要求進行設計，并結合課程思政的要求，對實踐課程進行了部分調整，設計具體內容及調整部分分別見表1及以下幾點。

表1 頂點課程畢業要求下的畢業設計實踐內容

（1）根據土木工程專業特點，將畢業設計提前至大三下學期甚至大三上學期開始，緩解目前與學生就業時間沖突的矛盾。

（2）可考慮將生產實習與畢業設計合并進行，并提高對生產實習的要求。要求學生對生產實習中的項目設計進行充分地了解和學習，增加現實狀況下構思—設計—實施—運作系統的能力。

（3）允許學生根據自己的就業意向進行選題，教師有側重地分類指導，以提高學生參與畢業設計的積極性及適應未來工作的能力。

（4）加強畢業設計的過程監督，以確保畢業設計質量。

4 結語

CDIO模式及OBE理念下的工程教育認證標準畢業要求的實現，國外頂點課程中的設計安排，都為我們進行畢業設計改革與實踐提供了新的視角。進行有效的畢業設計，可以有效地整合、提升學生的專業基本知識、基本技能在工程實踐中的實際應用能力，并通過一系列提升畢業能力的具體實踐活動，綜合提升學生個人發展、團隊合作、人際交往等方面的能力，能使學生各項能力得到整合性提升，可以增強學生對專業及社會的適應性，為學生職業生涯打下良好的基礎。