CDIO模式及OBE理念下的土木工程毕业设计改革探讨

张根凤

（西藏民族大学，陕西咸阳 712082）

实践教学是土木工程专业重要的教学环节之一，也是教学改革取得成效的重要突破口。土木工程毕业设计是土木工程专业最后一个综合性实践教学环节，实施毕业设计可以使学生将所学的基础知识和专业技术知识等进行综合运用，提升学生分析和解决实际工程问题的能力，也为学生进入职业生涯如从事设计、施工、管理等工作奠定一定的基础。土木工程专业毕业设计的质量是四年来教学质量的直接反映,也是其综合能力的最终体现。如何提升毕业设计质量，提高毕业生能力，是土木工程专业一直探讨和改进的方向。目前，国际上先进的工程教育理念如CDIO模式以及以OBE为核心思想的工程教育认证，都对工程实践和毕业设计提出了要求，对提升工程教育水平及毕业设计环节具有一定的参考意义。

CDIO模式体现在CDIO的12条标准及以提升学生四个方面能力的CDIO教学大纲中。这四个方面的能力是技术知识和推理；
个人能力、职业能力和态度；
人机交往能力：团队工作和交流；
在企业和社会环境下的构思、设计、实施、运行系统。CDIO模式强调在CDIO背景下学习，强调提供一种建立在真实世界的产品和系统的构思—设计—实现—运行（CDIO）过程的背景环境基础上的工程教育，强调一体化学习及能力的培养。在这个过程中，不仅需要有学科知识，还需要具备个人能力、人际交流能力及产品、系统和过程的建造能力。CDIO培养模式本质上也是一种能力培养教育，如果对照CDIO教学大纲要求与工程教育认证标准的毕业要求，会发现其内容高度一致，且其要求比工程认证标准的要求更多。CDIO培养模式的12条标准是对是否实现CDIO教学理念的一种判定标准，在12条标准中，标准5和标准6是对实践教学内容的要求。其中标准5——设计—实现的经验：在课程计划中包括两个或更多的设计，其中一个是初级的，一个是高级的[1]。而毕业设计无疑是高级设计中的一种，且是最适合实施高级设计的项目。

OBE是成果导向教育，强调学生的学习成果，在工程教育认证标准中就是学生的毕业要求。在工程教育认证标准中有关于工程实践与毕业设计的具体要求，其中要求毕业设计（论文）选题要结合本专业的工程实际问题，培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。对毕业设计（论文）的指导和考核有企业或行业专家参与[2]。将工程教育认证标准中的12条毕业要求用OBE对标毕业设计，学生的学习成果即毕业要求都能在毕业设计中得到有效提升。美国等国家将毕业设计作为顶点课程进行安排，以提升学生的学习成果，其一些做法很值得我们借鉴学习。

2.1 土木工程专业毕业设计的现状

我国传统土木工程的毕业设计一般常有以下几个方面的特点[3]：

（1）设计选题范围较小，一般主要有结构、施工、岩土、造价等方面，以围绕专业学科知识为特点开展，且常以“命题式”题型居多。此类设计的特点是有详细的设计任务书，毕业设计在预定的任务书下相当于进行了一次大作业。行业、企业专家等单位参与较少。

（2）毕业设计时间安排与学生就业冲突。一般安排在第八学期，在这个阶段学生有就业压力，要参加各类招聘和考试，对毕业设计质量有一定的影响。

（3）土木工程产品本身的特点决定了要完成一次从勘察、设计、施工到成品的过程需要较长时间，很难在一次毕业设计中实现。

（4）毕业设计与实际工程脱轨，学生也缺少积极性和创新欲望，学生对毕业设计的重视程度不高。

（5）毕业设计的管理与其他课程有所不同，它不像常规课程那样有明确的课时保证，部分高校存在监管不到位、评价标准不统一等问题。

2.2 对标工程教育认证标准及CDIO模式，土木工程专业毕业设计存在的问题

工程教育认证标准和CDIO模式都紧紧围绕毕业要求展开，以提升毕业生能力，并对毕业设计提出了较高要求。我国土木工程专业传统毕业设计主要存在以下几个方面的问题：

（1）毕业设计虽然与毕业能力有一定的对应关系，但对应关系不明确。

（2）毕业设计不能有效支撑毕业要求，特别是非技术性能力的要求，实践教学不能满足工程教育认证标准关于选题、解决实际问题、工程意识、协作精神等方面的要求，对解决复杂工程问题的能力培养不足。

（3）毕业设计大纲中的部分课程目标描述未能按照毕业要求进行编制。

（4）毕业设计的指导与考核常常没有企业或行业专家参与，毕业设计实践环节的内容不足以支持相关毕业要求的达成。在设计能力培养方面不足，常常忽视设计是否能够有意识地对经济、环境、法律、伦理、文化等制约因素进行考查与评价。

（5）对毕业设计要达到的目标评价缺乏合理的考核评分标准，毕业设计在毕业要求中支持几乎所有的指标点，但设计目标与指标点的对应关系不明确，评分标准没有针对毕业设计目标设计，考核结果无法证明对指标点达成的贡献度。

（6）部分专业教师对工程教育认证标准的毕业要求不甚清楚，工程能力还有待提高。

按照工程教育认证标准和CDIO模式的要求，我们对土木工程毕业设计的设计活动进行如下创新和构建，具体内容如下：

（1）结合工程教育认证标准和CDIO模式的要求，使教师和学生明白，通过本专业的学习，自己应具备哪些方面的能力，同时如何通过课程体系达成这些能力要求。

（2）加强教师的能力培养。可采用到合作企业兼职或聘用有经验的行业专家和企业技术管理人员到学校任职等方式来解决这些问题。

（3）对于毕业设计选题、指导、考核等，可聘请有经验的行业专家和企业技术人员共同参加，并充分听取其意见，为设计选题扩大范围，使设计内容更贴近工程实际，且充分考虑经济、法律、文化、伦理等制约因素，以提高综合考虑问题、解决复杂问题的能力。同时，也提升了学生的积极性和创新欲望。

（4）参照国外成功经验，以学习成果即毕业要求为出发点，将毕业设计按顶点课程的要求来实施，通过让学生面对真实问题，可以了解用人单位、社会、国家对本专业人才的期望，有利于学生向职场过度，架起连接企业的桥梁[4]。这种整合性及综合性也是CDI0教学大纲及工程教育认证标准所要求的。

为了达到以上目的，弥补传统毕业设计的不足，对毕业设计按有关标准及顶点课程的要求进行设计，并结合课程思政的要求，对实践课程进行了部分调整，设计具体内容及调整部分分别见表1及以下几点。

表1 顶点课程毕业要求下的毕业设计实践内容

（1）根据土木工程专业特点，将毕业设计提前至大三下学期甚至大三上学期开始，缓解目前与学生就业时间冲突的矛盾。

（2）可考虑将生产实习与毕业设计合并进行，并提高对生产实习的要求。要求学生对生产实习中的项目设计进行充分地了解和学习，增加现实状况下构思—设计—实施—运作系统的能力。

（3）允许学生根据自己的就业意向进行选题，教师有侧重地分类指导，以提高学生参与毕业设计的积极性及适应未来工作的能力。

（4）加强毕业设计的过程监督，以确保毕业设计质量。

CDIO模式及OBE理念下的工程教育认证标准毕业要求的实现，国外顶点课程中的设计安排，都为我们进行毕业设计改革与实践提供了新的视角。进行有效的毕业设计，可以有效地整合、提升学生的专业基本知识、基本技能在工程实践中的实际应用能力，并通过一系列提升毕业能力的具体实践活动，综合提升学生个人发展、团队合作、人际交往等方面的能力，能使学生各项能力得到整合性提升，可以增强学生对专业及社会的适应性，为学生职业生涯打下良好的基础。