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摘要：参照CDIO基本要求进行了“基础工程”的教学改革探索，在教学过程中结合教学进度，逐步设置基础结构模型的构思、设计、制作和比赛这些环节，调动学生学习积极性、主动性，有效提高了教学效率。
关键词：CDIO；基础工程；教学改革
作者简介：李十泉（1985-），男，江苏南通人，南京理工大学泰州科技学院土木工程学院，助教；杜建文（1985-），男，山东临沂人，南京理工大学泰州科技学院土木工程学院，助教。（江苏?泰州?225300）
中图分类号：G647?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）28-0072-02
2011年3月29日，教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组正式接收南京理工大学泰州科技学院（以下简称“我校”）为“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”第二批试点高校，我校成为该批次中江苏省唯一一所被接收为试点单位的独立学院。随即，我校基础工程教学小组展开了CDIO教学模式的学习和讨论，并参照CDIO教学模式对基础工程教学展开了教学改革的探索。我校2010级土木工程专业共六个班级参加了此次教学改革。
一、我国高等工程教育近年概况
自1998年教育部提出高校扩招以来，我国高等教育开始经历了高速发展，从之前的精英教育阶段跨入了目前的大众教育阶段。在此过程中，政府制定的高等教育制度与政策始终发挥着主导作用。以政府为主导的强制性制度变迁直接推动了高等教育的科类层次结构、形式结构、科类结构和布局结构的明显变化。[1]在高等教育快速发展的同时，我国高等教育的不足也逐渐凸显。
以高等工程教育为例，其存在的主要问题有：一是工程教育定位不明确，学科专业划分过细，导致学生知识面窄，科学基础不坚实并缺乏工程实践的基础训练；二是培养层次、结构体系和人才类型与企业需求存在脱节，学生缺乏综合运用知识解决工程问题能力的培养；三是对继续教育重要性的认识不足，继续教育与产业和企业结合不够紧密，培训需求与供给矛盾比较突出。[1]一种全新工程教育理念和实施体系——CDIO，将为解决我国高等工程教育存在的以上问题提供了新思路。
二、CDIO工程教育模式
1.CDIO概述
CDIO（构思Conceive、设计Design、实现Implement和运作Operate）工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，由四所名校组成的跨国研究机构经过四年的探索研究而创立。2011年1月4日，美国国家工程院（NAE）将“戈登奖”颁给美国工程院院士、麻省理工学院教授Edward Crawley，以表彰其在创立CDIO人才培养模式过程中所作的贡献。[2]在CDIO发展全程中，其体系的完备与细化的标志是CDIO大纲和标准的提出。
CDIO大纲表明，CDIO工程教育模式以产品研发到产品的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行学习，要求学生掌握专业基础知识、具备个人专业技术、团队协调能力，最终形成工程系统能力。[3]
CDIO系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。[2]其中，准则1说明了CDIO模式的基本理念，即“以CDIO为基本环境”；准则2、3、4说明了课程设置要求，包括学习目标、集成化课程设置和工程导论；准则5、6说明了“设计—实现”经验和工作场所；准则7、8 说明了以“综合性、主动学习”为特点的新型教学方法；准则9、10说明了教师自身能力和教学能力的发展；准则11、12提出学生和专业的考核评价方法。[4]
2.CDIO的启示
CDIO模式对我国本科应用型人才培养模式带来了不少启示。CDIO注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识，并在此基础上将教育过程放到工程领域的具体情境中，通过贯穿整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练，培养专业基础扎实、职业道德高尚的新一代高水平工程师。[5]
在国内，CDIO模式已得到教育部和相关高校的重视。2008年4月21日，CDIO工程教育模式研究与实践课题组成立。国内的试点高校、研究机构和单位均对CDIO工程教育模式展开了学习、讨论和研究。目前，我国CDIO的理论研究、项目开展、国际交流均取得了一些成果。但是，相关方面的研究与应用也存在明显不足。教育工作者要在实践中研究、探索，结合学生的实际情况，有效地开展CDIO改革。
三、教学改革的探索
此次参照CDIO教学模式对“基础工程”教学展开的教学改革有两部分内容。一是修订教学大纲，统一教材和教学PPT；二是组织学生开展了基础模型构思、结构设计、出施工图和模型制作。前一部分是为后一部分做准备。
1.修订教学大纲，统一教材和教学PPT
局部修订了“基础工程”教学大纲。此次修订的主要依据有：《高等学校土木工程本科指导性专业规范》；[6]CDIO理念是将其流程整合于平时的教学过程中，并不要求占用课时；我校的实际情况，如开设有“地基处理”专业任选课。
此次局部修订主要为部分教学内容和学时分布调整。修订后的教学大纲总学时为40课时。其中各类浅基础及桩基础共34个课时，基坑、挡土墙、特殊土地基共6个课时。同时，结合教学大纲要求和学生的实际情况，统一教材和教学PPT。
2.任务书分配、模型构思、设计和制作（实现）
任务书由任课教师结合工程实际，提供给各小组。考虑到教学大纲中“浅基础”和“桩基础” 属于重点内容，此次教改项目中设有“浅基础”和“桩基础”两个子项目。将每个班分成十个小组，设小组长负责小组协调管理，设书记员负责小组活动记录。形成的最终成果包括小组活动图片、子项目计算书、施工图、基础模型。班级间相互投票。要求各组子项目的进度与教学进度一致。
具体实施步骤如下：
（1）构思（Conceive）。各小组对任务书进行解读与讨论，据场地条件、荷载条件、设计要求合理选择基础类型和结构形式，确定结构材料。 （2）设计（Design）。基础的结构设计直接影响基础能否满足承载力要求。按照教学大纲要求，学生必须熟练掌握该部分知识，在课堂介绍基础的设计各环节及流程后进行结构设计，见图1。在此过程中，学生可以结合课堂知识，逐步、全面、详细地了解基础设计的各个环节。结合计算结果和构造要求得出基础施工图。
值得一提的是不少小组据计算流程图，提前自学课本知识，查阅相关参考资料，小组成员团结一致，相互配合，整个班级形成共同讨论、相互竞争的良好学习氛围。同时，这一环节运用了材料力学、混凝土结构基本原理，CAD制图等前修课程的知识。学生对相关课程的知识有了回顾和应用。
（3）实现（Implement）。这一环节是要求学生自己动手，据施工图以适当的比例制作出基础结构模型。除基本外形尺寸，还应表现出钢筋骨架，以及钢筋和上部结构的连接。模型的材料自行选择。学生在模型制作和修改过程中加强了对课本知识的理解。部分模型见图2、3。
（4）过程管理与评比。每次上课前均随机抽取一组，展示小组进度。并由组长回答其他同学的提问。在这种机制下，小组之间的竞争比较激烈，效果可想而知。
最终每个班级选出前三名参加了土木工程学院基础结构模型设计大赛，提高了学生对专业课的学习热情。
四、结论
基础工程教学小组从教学大纲、教材、教学PPT、模型设计和制作比赛各个个部分展开了基础工程CDIO教学改革的探索。作为此次基础工程CDIO教学改革的尝试和亮点，模型设计和制作比赛的出现，使学生的学习热情高涨。学生对课本知识形成了初步了解、模拟构思，设计、自行制作、加强理解的过程，同时增强了学生的团结协作意识。
可以说，此次基础工程教学改革结合了CDIO教学改革的要求，目标明确，过程有条不紊，在师生的共同参与和努力下，取得了良好的教学效果。
但是不足之处也不容忽视。此次教学改革的探索仅仅是一种模拟性质的，距纯粹的CDIO还有差距，尤其是在整体结构上，只进行到了构思－设计－实现三个步骤。但是，这种模式以低成本、高效率的特点向CDIO工程教育模式迈进了一步。
参考文献：
[1]张德祥.1998—2007年中国高等教育结构发展变化的制度分析[J].中国高教研究,2009,(12):1-7.
[2]CDIO教育改革工作办公室.CDIO简介(2012)[DB/OL].[2012-06-08].http://www.chinacdio.cn/viewNews.asp·flowNo=268.
[3]王殿君,王伟,等.CDIO人才培养模式在机械电子工程专业综合训练中的应用[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2011,34(3):241-243.
[4]李善寿.“CDIO”工程教学模式在实践教学中的实施方法研究[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2010,(20):164-166.
[5]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式——基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究,2009,28(4):116-119.
[6]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
（责任编辑：宋秀丽）
关键词：CDIO；基础工程；教学改革
作者简介：李十泉（1985-），男，江苏南通人，南京理工大学泰州科技学院土木工程学院，助教；杜建文（1985-），男，山东临沂人，南京理工大学泰州科技学院土木工程学院，助教。（江苏?泰州?225300）
中图分类号：G647?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）28-0072-02
2011年3月29日，教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组正式接收南京理工大学泰州科技学院（以下简称“我校”）为“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”第二批试点高校，我校成为该批次中江苏省唯一一所被接收为试点单位的独立学院。随即，我校基础工程教学小组展开了CDIO教学模式的学习和讨论，并参照CDIO教学模式对基础工程教学展开了教学改革的探索。我校2010级土木工程专业共六个班级参加了此次教学改革。
一、我国高等工程教育近年概况
自1998年教育部提出高校扩招以来，我国高等教育开始经历了高速发展，从之前的精英教育阶段跨入了目前的大众教育阶段。在此过程中，政府制定的高等教育制度与政策始终发挥着主导作用。以政府为主导的强制性制度变迁直接推动了高等教育的科类层次结构、形式结构、科类结构和布局结构的明显变化。[1]在高等教育快速发展的同时，我国高等教育的不足也逐渐凸显。
以高等工程教育为例，其存在的主要问题有：一是工程教育定位不明确，学科专业划分过细，导致学生知识面窄，科学基础不坚实并缺乏工程实践的基础训练；二是培养层次、结构体系和人才类型与企业需求存在脱节，学生缺乏综合运用知识解决工程问题能力的培养；三是对继续教育重要性的认识不足，继续教育与产业和企业结合不够紧密，培训需求与供给矛盾比较突出。[1]一种全新工程教育理念和实施体系——CDIO，将为解决我国高等工程教育存在的以上问题提供了新思路。
二、CDIO工程教育模式
1.CDIO概述
CDIO（构思Conceive、设计Design、实现Implement和运作Operate）工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，由四所名校组成的跨国研究机构经过四年的探索研究而创立。2011年1月4日，美国国家工程院（NAE）将“戈登奖”颁给美国工程院院士、麻省理工学院教授Edward Crawley，以表彰其在创立CDIO人才培养模式过程中所作的贡献。[2]在CDIO发展全程中，其体系的完备与细化的标志是CDIO大纲和标准的提出。
CDIO大纲表明，CDIO工程教育模式以产品研发到产品的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行学习，要求学生掌握专业基础知识、具备个人专业技术、团队协调能力，最终形成工程系统能力。[3]
CDIO系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。[2]其中，准则1说明了CDIO模式的基本理念，即“以CDIO为基本环境”；准则2、3、4说明了课程设置要求，包括学习目标、集成化课程设置和工程导论；准则5、6说明了“设计—实现”经验和工作场所；准则7、8 说明了以“综合性、主动学习”为特点的新型教学方法；准则9、10说明了教师自身能力和教学能力的发展；准则11、12提出学生和专业的考核评价方法。[4]
2.CDIO的启示
CDIO模式对我国本科应用型人才培养模式带来了不少启示。CDIO注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识，并在此基础上将教育过程放到工程领域的具体情境中，通过贯穿整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练，培养专业基础扎实、职业道德高尚的新一代高水平工程师。[5]
在国内，CDIO模式已得到教育部和相关高校的重视。2008年4月21日，CDIO工程教育模式研究与实践课题组成立。国内的试点高校、研究机构和单位均对CDIO工程教育模式展开了学习、讨论和研究。目前，我国CDIO的理论研究、项目开展、国际交流均取得了一些成果。但是，相关方面的研究与应用也存在明显不足。教育工作者要在实践中研究、探索，结合学生的实际情况，有效地开展CDIO改革。
三、教学改革的探索
此次参照CDIO教学模式对“基础工程”教学展开的教学改革有两部分内容。一是修订教学大纲，统一教材和教学PPT；二是组织学生开展了基础模型构思、结构设计、出施工图和模型制作。前一部分是为后一部分做准备。
1.修订教学大纲，统一教材和教学PPT
局部修订了“基础工程”教学大纲。此次修订的主要依据有：《高等学校土木工程本科指导性专业规范》；[6]CDIO理念是将其流程整合于平时的教学过程中，并不要求占用课时；我校的实际情况，如开设有“地基处理”专业任选课。
此次局部修订主要为部分教学内容和学时分布调整。修订后的教学大纲总学时为40课时。其中各类浅基础及桩基础共34个课时，基坑、挡土墙、特殊土地基共6个课时。同时，结合教学大纲要求和学生的实际情况，统一教材和教学PPT。
2.任务书分配、模型构思、设计和制作（实现）
任务书由任课教师结合工程实际，提供给各小组。考虑到教学大纲中“浅基础”和“桩基础” 属于重点内容，此次教改项目中设有“浅基础”和“桩基础”两个子项目。将每个班分成十个小组，设小组长负责小组协调管理，设书记员负责小组活动记录。形成的最终成果包括小组活动图片、子项目计算书、施工图、基础模型。班级间相互投票。要求各组子项目的进度与教学进度一致。
具体实施步骤如下：
（1）构思（Conceive）。各小组对任务书进行解读与讨论，据场地条件、荷载条件、设计要求合理选择基础类型和结构形式，确定结构材料。 （2）设计（Design）。基础的结构设计直接影响基础能否满足承载力要求。按照教学大纲要求，学生必须熟练掌握该部分知识，在课堂介绍基础的设计各环节及流程后进行结构设计，见图1。在此过程中，学生可以结合课堂知识，逐步、全面、详细地了解基础设计的各个环节。结合计算结果和构造要求得出基础施工图。
值得一提的是不少小组据计算流程图，提前自学课本知识，查阅相关参考资料，小组成员团结一致，相互配合，整个班级形成共同讨论、相互竞争的良好学习氛围。同时，这一环节运用了材料力学、混凝土结构基本原理，CAD制图等前修课程的知识。学生对相关课程的知识有了回顾和应用。
（3）实现（Implement）。这一环节是要求学生自己动手，据施工图以适当的比例制作出基础结构模型。除基本外形尺寸，还应表现出钢筋骨架，以及钢筋和上部结构的连接。模型的材料自行选择。学生在模型制作和修改过程中加强了对课本知识的理解。部分模型见图2、3。
（4）过程管理与评比。每次上课前均随机抽取一组，展示小组进度。并由组长回答其他同学的提问。在这种机制下，小组之间的竞争比较激烈，效果可想而知。
最终每个班级选出前三名参加了土木工程学院基础结构模型设计大赛，提高了学生对专业课的学习热情。
四、结论
基础工程教学小组从教学大纲、教材、教学PPT、模型设计和制作比赛各个个部分展开了基础工程CDIO教学改革的探索。作为此次基础工程CDIO教学改革的尝试和亮点，模型设计和制作比赛的出现，使学生的学习热情高涨。学生对课本知识形成了初步了解、模拟构思，设计、自行制作、加强理解的过程，同时增强了学生的团结协作意识。
可以说，此次基础工程教学改革结合了CDIO教学改革的要求，目标明确，过程有条不紊，在师生的共同参与和努力下，取得了良好的教学效果。
但是不足之处也不容忽视。此次教学改革的探索仅仅是一种模拟性质的，距纯粹的CDIO还有差距，尤其是在整体结构上，只进行到了构思－设计－实现三个步骤。但是，这种模式以低成本、高效率的特点向CDIO工程教育模式迈进了一步。
参考文献：
[1]张德祥.1998—2007年中国高等教育结构发展变化的制度分析[J].中国高教研究,2009,(12):1-7.
[2]CDIO教育改革工作办公室.CDIO简介(2012)[DB/OL].[2012-06-08].http://www.chinacdio.cn/viewNews.asp·flowNo=268.
[3]王殿君,王伟,等.CDIO人才培养模式在机械电子工程专业综合训练中的应用[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2011,34(3):241-243.
[4]李善寿.“CDIO”工程教学模式在实践教学中的实施方法研究[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2010,(20):164-166.
[5]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式——基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究,2009,28(4):116-119.
[6]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
（责任编辑：宋秀丽）