基于CDIO模式的实践教学研究

摘要:本文以广州大学风景园林专业为例,结合CDIO工程教育模式,对工程教育的实践教学做一些探讨,让学生参与工程产品从研发、设计、制造到运行的整个生命周期,分析了工程教育中实践教学的优势与困境所在,并提出了相应的对策,以期通过CDIO模式下的实践教学培养出与国际接轨的工程人才。

Abstract: Combining with Model of CDIO for Engineering Education, this article takes an example of Specialty of Landscape Architecture of Guangzhou University, putting the students going through the whole life time of engineering products from researching and development, designing, making and operating. This paper also searches on advantage and disadvantage of practical teaching, and then puts forward some strategies, so as to educate more and better international engineering talents.

关键词: CDIO工程教育模式;生命周期;风景园林专业;实践教学

Key words: Model of CDIO for engineering education;life time;landscape architecture specialty;practical teaching

中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)17-0106-02

0引言

工程教育的目的,就是要培养满足社会需求,与国际接轨的工程技术人才。但一直以来国内的工程教育都不尽如人意。据《麦肯锡季刊》2005年的一篇报告指出,中国当年培养的60万工科毕业生人数中,能达到跨国公司用人标准的合格毕业生比例不到工科毕业生的10% ,这与发达国家差距甚大。可见,在中国推广国际通行的工程教育模式是非常有必要的,具有积极的现实意义。本文以广州大学建筑与城市规划学院风景园林专业为例,就工科专业在CDIO工程教育模式下的实践教学做一点探讨。

1工程界的社会需求

广义地说,工程界包括各种与工程相关的所有主体,包括政府管理、建设投资、设计、施工、监理等各种企事业单位和部门。对于工程技术人才,不同单位和部门要求各不相同,但总的来说,工程界对于高等教育体制下的工程类毕业生,有以下几点要求是共通的:

1.1 具有基本的工程理论知识工科学生通过在校期间的学习,了解工程基础、工程设计、工程建造和工程运作全过程中最基本的理论知识,为工科学生毕业后的专业发展奠定坚实的理论基础。

1.2 具有工程实践的背景要求工科学生在校期间具有一定的工程实践经验,通过参与工程策划、工程设计及工程实施过程的实践活动,对工程建设的生命周期有切身的体会和较为全面的认识。

1.3 具有团队合作的精神工程生命周期的实现是一个复杂有序的过程,团队合作是实现工程产品的最常见和最起码的操作形式。在团队合作过程中,既有明确的分工,也有相互间的协作,在团队的整个运作过程中要求每个成员都必须具有团队合作的精神,以保证工程任务的顺利完成。

1.4 具有一定的管理协调能力现代的工科学生,不应只是单纯的工程技术人员,更应该是具有良好沟通和协调能力的工程管理人员,这就要求毕业生必须了解商业运作和市场原则的知识,成为既有专业技术又有管理能力的复合型的工程人才。

1.5 具有良好的自主学习能力在校期间所学的知识毕竟有限,要与时俱进,不断创新,还要求工科学生具有终身学习的能力,提高自主学习的主动性和敏感性,为今后的专业发展奠定基础。

1.6 具有良好的职业素质和职业道德工科学生是未来的工程技术人员和管理人员,具有良好的职业素质和职业道德是最基本的要求。同时,这种良好的职业素质和职业道德也是工程生命周期得以顺利实现的可靠保障。

2CDIO模式与实践教学

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,目前在多个国家和地区广泛应用。“C”代表构思(Conceive)、“D”代表设计(Design)、“I”代表实现(Implement),“O”代表运作(Operate)。CDIO以工程产品从策划到运行的生命周期为载体, 以综合培养的方式让学生在课堂内外都能主动学习工程产品的相关理论,并参与工程实践活动,使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标。CDIO模式的中国化有助于中国高等工程教育的国际化,有助于我国尽快培养出与国际接轨的工程人才。CDIO工程教育模式涉及从社会需求、培养目标、教学大纲和课程大纲的制定,到将专业目标贯穿到课程计划的全过程。工程教育重在工程实践。同以前的教育模式相比,CDIO模式更注重工科学生在校期间的工程实践,让学生在工程实践的真实环境中进行学习,参与从工程构思、工程设计、工程实现到工程运作的全过程,从而获得对工程项目整个生命周期的全面认识,在毕业后能更快溶入社会,更好地满足社会对工程技术人才的需求。本文仅以广州大学建筑与城市规划学院风景园林专业为例,从实践教学的角度,探讨CDIO工程教育模式在工科专业实践教学中的应用及前景。

3CDIO模式在实践教学过程中的应用

CDIO工程教育模式贯穿工程项目的整个生命周期,具体地说,包含四个过程:工程构思、工程设计、工程实现和工程运作。高等工程教育,就是要让工程类学生在校期间就参与工程项目生命周期的全过程,以期获得工程全过程的实践经验。

3.1 “C”――构思(Conceive):是“设计”的前期过程,包括市场调研、定位、项目开发及项目管理等过程,有时甚至还包括决策性的概念设计过程。我校风景园林专业的学生,在校期间均有机会参与一些工程实践活动,从项目的前期策划开始介入,参与市场调研、项目定位、策划及管理的过程,并在这些过程中学会“构思”。

3.2 “D”――设计(Design):通常所说的“设计”,是指工程产品从无形到有形的产生过程,涉及多种学科的多个方面。对于建筑工程产品,通常是指规划设计、建筑设计、环境设计或装修设计等相关过程。我校风景园林专业的课程体系注重专业基础学习及设计能力训练,从低年级的建筑设计初步、建筑设计、居住小区规划到高年级的园林规划设计、园林工程、种植设计、风景名胜区规划等规划设计类课程,都强调学生在规划、设计方面的能力培养。为提高学生的工程实践能力,我们在这些设计类课程中都尽可能选用工程实题,采用“真题假做”的方法,按照实际地形和设计要求进行规划设计,让学生对实际工程项目有初步的了解和认识。此外,学生在校内外实习基地进行的社会实践活动,也有助于学生规划设计能力的提升。

3.3 “I”――实现(Implement):是指工程产品硬件及软件的实现过程,以及这个过程的设计和管理阶段。在风景园林专业的实践教学中,我们将教学内容与工程实践相结合,学生在专业教师和校外导师的指导下,除参与实际工程项目的规划设计过程外,还跟进工程项目的实现过程。例如,我们根据不同时期学校园林建设的需求,结合“园林工程”的课程内容,让历届风景园林专业的学生,参与学校项目的规划设计工作,从规划设计跟进到施工完成。最近几年,在老师带领下,由学生参与的项目有我校大学城校区的正门绿化广场的改造、生物园建设、湖滨绿地改造等等。对风景园林专业的学生来讲,能够利用自己的专业知识为学校做点贡献,也是同学们为之自豪的经历。

3.4 “O”――运作(Operate):指在工程产品生命周期过程中的运作管理,包含从工程产品的设计、实现到生命周期终结时的规划管理等方面内容。在整个实践教学过程中,课内教学涉及“运作”管理的内容相对较少,学生在教师或校外导师指导下参与的实际项目中会接触到更多的工程运作管理的内容。了解工程项目的动作过程,有利于促进学生对工程项目整个生命周期的了解,而参与工程项目的动作管理更有助于学生发现之前在构思、设计和实现过程中没有发现的问题,为今后参与工程项目积累更多更有价值的经验。

4实践教学改革的出路及对策

CDIO工程教育模式对工科人才培养的实践教学做出了明确的规定,要求在校学生要参与工程产品从研发、设计、施工到运作的生命周期全过程,这对我国现阶段工科的实践教学是一个很大的挑战。对于工科学生,必须让他们在校期间亲身体验工程产品在CDIO全过程的实践活动,这对于增强他们的工作阅历和毕业后尽早融入社会都有积极的作用。

4.1 重视职业道德教育,培养工程学生良好的职业素质。对于工程技术和管理人员,具有良好的职业素质和高尚的职业道德是最起码的要求。合格的工程人才,除了有合理的职业计划,执着的工作态度,还要遵守职业操守,坚持终身学习,与时俱进。

4.2 进一步优化课程体系,加大实践类课程的比重,保证学生有足够的机会参与工程实践活动。在教学中将项目实施的主线贯穿于专业课教学的全过程,在增加实践学时的同时,要求学生完全按照实际工程项目的要求进行课堂训练,全方位了解工程项目的实际运作流程。目前我校风景园林专业的工程基础课程内容涉及建筑历史、建筑设计原理、建筑设计等建筑类课程;城市规划原理、居住区规划等规划类课程;以及园林设计原理、园林史、园林植物、生态学、园林规划设计等专业主干课程。从课程设置可以看出,本专业培养的毕业生对工程涉及的多个方面都有所了解,口径宽,基础厚,对社会上的工程各专业适应性更强,具有更好的发展前景。

4.3以学生为中心,采用启发式教学,注重培养学生的自主学习能力和创新能力。大学四年的学习毕竟是短暂的,学生要掌握的应该是学习的方法,而不仅仅是具体的内容。具有了自主学习的能力,掌握了获得知识的方法,也就具有了终身学习的能力。

4.4 鼓励学生尽可能多地参与实际工程项目,提高规划设计能力及工程管理和协调能力。国际化的工程人才,不只要有一流的规划设计能力,还必须有一流的工程管理和协调能力,这种良好的综合素质只有在长期的工程实践中才能得到锻炼。在校学生参与课外实践,对学生本身是一种难得的专业训练。课外实践活动的内容很多,有教师的纵、横向研究课题、国际国内的各种设计竞赛、课外科技活动竞赛,以及利用课余时间自行参加社会单位的工程实践活动,通过这些活动提高学生的专业兴趣及工程实践能力。

4.5注重培养学生的团队精神。任何一个工程产品,从研发、设计、制造,到运转的全过程都不是某一个人能够完成的,而是团队智慧的结晶。通过工程项目的团队合作,培养学生的工程设计能力和协同工作能力。在工程项目的团队中工作,学生可以了解团队工作的方式和要求,互相学习,提高自身的工作能力,学会如何有效地与他人沟通。具有团队精神的学生,能更快地适应国际化的工程运作模式,更能满足社会需求。例如,近年来我校风景园林专业的学生在专业教师的指导下,参与“挑战杯”全国大学生课外科技活动竞赛,先后获得全国“一等奖”及广东省“特等奖”、“一等奖”及“二等奖”等多项奖励,这些成果都是团队合作的结果,通过这些合作,大家学会了分工协作,相互帮助,也学会了如何与其他队员沟通,使整个团队能够高效动作。

4.6 加强对外交流,了解本学科的前沿知识。与时俱进,是工程设计和管理人员应该遵循的原则,每个风景园林专业学生都必须注重与国际国内同行的交流,及时了解本学科前沿动向和知识,利用最前沿的理论武装自己,运用最先进的技术服务于工程项目。风景园林专业的学生经常参加校内外的各类专业学术讲座或其它活动,及时了解本专业的最新动向,做到与时俱进。

4.7 坚持小班教学。我校的风景园林专业,每年只招收一个班,且人数在30人以内。在教学过程中,严格控制师生比,所有的实践类课程均安排两位教师执教,让每个学生都有足够的时间与教师进行沟通,并得到教师一对一的精心指导,这对提高学生的规划设计能力,保证实践教学的质量有很大的帮助。

4.8 加强校内外实习基地建设。根据实践教学的需要,我校与校内外多个工程企事业单位合作,建立了可供风景园林专业学习进行专业实践学习的实习基地,有建筑与城市规划学院综合实验室、广州大学建筑设计研究院等校内基地及广州园林建筑规划设计院、广州市城市规划勘测设计研究院等校外基地。这些基地为风景园林专业的学生进行专业实践,零距离接触实际工程项目创造了很好的条件。

4.9 注重专业教师的工程实践经历。CDIO实践教学模式对专业教师的工程实践能力提出了更高的要求。我校风景园林专业的专任教师一半以上具有高级工程师职称,且来自校外的工程设计类企事业单位,实践经验丰富。这样的师资配备,有效地保证了风景园林专业实践类课程的教学质量和教学效果。

5结语

CDIO工程教育模式为我们提供了一种新的教育方法和思路,帮助我们解决目前国内工程教育中普遍存在的问题,以满足社会对工程人才的需求。CDIO模式有多种途径,应根据每个学校和专业的具体情况加以区别对待,不能把它当作程式化的理论一成不变。在人才培养方面,广州大学建筑与城市规划学院的风景园林专业只有将CDIO模式与专业实践教学的实际情况相结合,才可能培养出更多更好的适应社会需求、规划设计与管理水平俱佳,具有良好的创新能力和团队合作能力的工程人才。

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