基于CDIO模式的“基础工程”教学大纲改革
摘 要 “基础工程”课程是土木工程、桥梁与隧道工程、道路工程、渡河工程、城市地下空间工程等专业的专业基础课。基于CDIO培养模式和CDIO教学大纲的改革，深入分析国内外相关高校“基础工程”教学大纲存在的问题，结合沈阳建筑大学自身特点，对“基础工程”教学大纲从教学内容、教学学时安排进行了改革，并在教学实践中予以实施，教学效果良好。
关键词 CDIO模式 基础工程 教学大纲
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.08.064
Abstract The "Basic Engineering" course is a professional basic course for civil engineering， bridge and tunnel engineering， road engineering， river crossing engineering， and urban underground space engineering. Based on the reform of CDIO training mode and CDIO syllabus， in-depth analysis of the problems existing in the "Basic Engineering" syllabus of related universities at home and abroad， combined with the characteristics of Shenyang Jianzhu University， the syllabus of "Basic Engineering" was arranged from the teaching content and teaching time schedule. Reform and implementation in teaching practice， the teaching effect is good.
Keywords CDIO mode； basic engineering； syllabus
0 引言
CDIO人才培养模式的核心是以学生为主体，引导学生通过主动的学习、实现实践与理论有机联系的方式学习。2011年6月，麻省理工学院航空航天学部的Edward F.Crawley等人发布了第二版的CDIO教学大纲。新大纲对工程类毕业生能力要求在原有基础上增加了提高思维能力和构建多学科知识体系两个内容。
“基础工程”是土木工程专业、道路工程、港口工程、以及城市地下空间工程等专业必修的专业基础课。该课程重点介绍与地基、基础等有关的基础理论、计算和设计方法、施工组织和施工方法。“基础工程”课程的特点集中体现在与工程实践联系紧密、内容广泛、与多学科交叉。因此在学习“基础工程”课程之前，需要学生掌握材料力学、结构力学、工程地质、土力学、结构设计原理和房屋建筑学等课程，同时要求学生熟悉规范规程，参加广泛的工程实践，具有丰富的工程实践知识。
沈阳建筑大学自2014年在省级精品课的基础上，开展了“基于CDIO模式的“基础工程”教学改革探讨”项目研究，经过三轮教学实践，取得了显著效果。该项目在CDIO培养大纲的基础上，对沈阳建筑大学“基础工程”课程教学大纲进行了改革。
1 基于CDIO新版教学大纲下“基础工程”教学目标和教学大纲的改革
1.1 基于CDIO的“基础工程”课程目标
教学目标是课程刚开始时要求学生表达他们对于课程学习效果的个性化的期望，作为对教师制定的标准学习目标的补充。CDIO 模式的课程目标，扩展传统的学习效果直至明确地包括个人及人际能力的动机完全来自业界与学术界对于工程职业的共同要求。
根据项目组调查，国内土木工程专业“基础工程”课程教学学时介于32～48之间，教学内容仍然是侧重基本理论的讲解，缺乏与实践的有机联系。针对该种状况，相关教师进行了部分改革尝试，在教学中引入更多的工程实例，但由于教学目标和课时安排的限制，效果不理想。
教学大纲和教学目标是确定教学模式、组织教学过程的依据，是课程或者学科专业的教学指南性文件。因此项目组首先制定了基于CDIO考核标准的教学大纲，明确教学目标。
“基础工程”课程目标：
本課程的目标不是仅仅包括技术内容，而是对学生的个人能力、人际能力以及学科知识进行综合的培养。学生在完成课程之后，应该具备或提升如下能力：（1）在教学过程和工程环境中有效开展工作，理解项目进展的机制以及项目进展中可能遇到的困难；（2）通过书面、口头、图形等方式进行沟通，明确表达个人想法和意愿，建立团队的沟通机制；（3）针对具体问题，能够从系统整体的角度综合分析问题；（4）熟悉相关规范，了解现代工程方法与工具；基本能运用相关的计算软件，如理正软件岩土工程模块、Midas软件岩土工程模块。（5）了解学科前沿知识和发展趋势，并且能够运用相关理论提出个人见解；（6）能够作为核心，通过团队合作，实现自己的想法。
1.2 相关院校教学大纲的调查与分析
国内相关高校“基础工程”学时分配：总学时48学时，学分3分，包括同济大学、浙江大学、北京交通大学、西南交通大学；沈阳建筑大学总学时32学时，2学分。美国德州大学（奥斯汀）总学时52学时，3学分。
各个学校土木工程专业都有各学校的历史沿革和专业侧重，包括工民建、隧道、岩土、防灾减灾等方向，因此根据各自的特点和侧重，“基础工程”教学内容和课时安排有所不同。针对目前大土木学科建设和人才培养的要求，对土木工程专业学生的专业素养、知识结构的宽度、广度有了新的目标。随着我国基础设施建设的快速发展，众多大型和超大型工程陆续启动，这些超级工程对建设者的理论基础和实践创新能力提出了新的挑战。与其相对的是，各个高校对专业基础课及专业课的授课学时的压缩，如很多院校将“基础工程”教学学时从48学时减少到32学时，在培养目标与教学内容和教学学时发生矛盾的时候吗，要求教育教学人员及时的做出反应，对教学内容和教学大纲进行改革，以适应新目标和新形势的要求。
项目组在项目进行过程中，对国内外“基础工程”教学大纲和教学状况进行了广泛、深入的调研分析，目前“基础工程”教学中主要存在如下问题：
（1）目前应用的教材都是以以往经典教材为基础，侧重基本理论，现行规范、新理论、新技术在教材中鲜有体现。尤其是对三峡工程、国家大剧院等一些综合性強的大型、超大型工程实例涉及的新理论、新方法，缺少必要的介绍。
（2）部分教材同时作为注册考试的参考书籍，内容丰富，所有的规范、工程实例都罗列进去，篇幅较厚，但冲淡了基本理论和中心思想，不适合作为教材，更适合做拓展思路的参考书籍；还有一部分教材，多数为新编教材，因出版篇幅所限，一些经典公式只有结论，缺乏必要的说明和应用实例，导致学生缺乏对理论的深入理解和灵活应用。
（3）学时过少。与国内外高校相比，沈阳建筑大学土木工程专业“基础工程”32 学时偏少，出现了教学内容增多与课时减少之间的矛盾。 笔者认为在大土木专业建设和培养综合型人才的目标下，对专业基础课应该增加学时，至少保持原有学时，更新内容，加强课程间的联系，从而实现教学目标。各高校“基础工程”课程的学时分配如下：绪论、设计原则（1～3学时），浅基础设计和连续基础（7～20学时），桩基础（6～12学时），沉井基础（0～3学时），基坑工程（0～10学时），特殊土地基（0～2学时），地基处理（0～6学时），地基基础抗震（0～2学时），挡土墙（0～4学时），总计（32～56学时），以上均为讲授学时。可见，目前各高校“基础工程”教学重点仍然在浅基础设计和桩基础两部分，课时分配占总课时的60%左右。
基础工程既是一门古老的学科，又是一门不断有工程实践新成果产生的专业基础学科。基于“基础工程”的这一特点，在教学中充分体现新技术、新成果和实用性，筏板基础、箱型基础和基坑工程在工程中应用的越来越广泛。随着计算机技术和相关理论的发展，需要学生熟悉相关计算软件，对现有教学大纲进行修订。提高“连续基础”和“基坑工程”部分的学时比例，同时对每部分教学内容，除课内学时安排，均增加部分课外自学学时，同时教师针对课外学习部分，有针对性地制定自学提纲，指导学生完成自学，达到丰富学科知识、拓展专业能力、熟悉规范规程、提高动手能力的目标。
1.3 基于CDIO目标的教学大纲调整
广泛调查了国内相关院校的“基础工程”教学大纲情况，通过分析，确定了我校基于CDIO模式的“基础工程”教学大纲，在大纲中充分体现学生主动性和积极性，将研究内容及学时分配根据目前土木工程建设新进展和发展趋势进行了调整。提高了基坑工程和连续基础教学要求，增加了相应学时数。同时为了体现学生自主学习和激发学生的创新性、积极性，在课内学时的基础上，基本每节课都安排课外自学内容，并为学生之间的交流提供素材。促进学生自学能力的提高，加强学生对学科最新成果的了解。经过修订后的教学大纲学时分配为绪论（课内：2学时，课外：基础工程的发展历史，2学时）；浅基础（课内：6学时，课外：建筑地基基础设计规范浅基础事故调查及分析，4学时）连续基础（课内：4学时，课外：理正设计软件的应用，6学时）；桩基础（课内：6学时，课外：建筑桩基设计规范，2学时）；地基处理（课内：4学时，课外：地基处理新技术、新方法，4学时）；挡土墙（课内：4学时，课外：挡土墙设计电算方法，4学时）；基坑工程（课内：6学时，课外：围护、支撑结构设计计算内容；基坑工程事故调查及分析，6学时）；总计课内32学时，课外28学时。
2 结语
基于CDIO培养模式和培养目标的要求，在充分分析了自2001年到2011年CDIO教学大纲的变化基础上，立足“基础工程”课程特点，深入分析了目前教学大纲与工程建设和社会发展需要有所脱节的问题，完成了“基础工程”教学大纲的改革，经过两轮的教学实践，教学效果明显，提高了学生的工程认知能力和实践能力，为学生毕业后尽快熟悉工程建设项目奠定了基础。
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