張永林，肖鳳翔

(天津大學(xué) 教育學(xué)院，天津300072)

一、引言

CDIO 工程教育模式是美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院、查爾摩斯工業(yè)大學(xué)、瑞典林雪平大學(xué)于2004 年共同創(chuàng)立的工程教育嶄新模式，代表著國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO 即構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)、運(yùn)作(Operate)，它以產(chǎn)品的生命周期為載體，將學(xué)科知識(shí)與產(chǎn)品研發(fā)實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的工程意識(shí)和工程能力。

我國(guó)學(xué)者對(duì)CDIO 工程教育模式已經(jīng)做了大量研究，主要集中在以下三方面:一是對(duì)CDIO 工程教育模式的教學(xué)大綱和CDIO 標(biāo)準(zhǔn)的理論解讀;二是關(guān)注CDIO 工程教育模式在我國(guó)的本土化發(fā)展，如汕頭大學(xué)工學(xué)院引進(jìn)、消化、開(kāi)發(fā)、實(shí)施了注重職業(yè)道德、誠(chéng)信和職業(yè)化的工程教育模式(EIP-CDIO);三是探討專(zhuān)業(yè)課程采用CDIO 教學(xué)取得的效果。如清華大學(xué)工業(yè)教授顧學(xué)雍在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”兩門(mén)課中采用CDIO 方法教學(xué)，取得了良好效果。以上研究多屬理論解讀或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)介紹，缺乏方法論層面的反思。法國(guó)著名社會(huì)學(xué)家布迪厄提醒研究者，要“始終保持對(duì)研究活動(dòng)所采用方式方法的適用范圍及其背后理論假設(shè)的反思性關(guān)注”〔1〕。因此本文嘗試性地在方法論層面從分界、循環(huán)和融合三個(gè)角度深入剖析CDIO 工程教育模式的運(yùn)行機(jī)理，并廓清對(duì)CDIO 教學(xué)大綱和CDIO 標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，以期對(duì)一體化課程的設(shè)計(jì)和教學(xué)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

二、CDIO 工程教育模式的分界

分界是打開(kāi)CDIO 工程教育模式秘密的鑰匙。分界過(guò)程是一個(gè)從具象到抽象再到具象的過(guò)程，即從客觀實(shí)存到概念實(shí)存再到客觀實(shí)存的過(guò)程。借鑒康德認(rèn)識(shí)論的分界方法，在實(shí)際工程項(xiàng)目和個(gè)體認(rèn)知規(guī)律之間劃定內(nèi)容、環(huán)境、經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和能力五部分。

1.來(lái)自工程實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容

CDIO 工程教育的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)，這只是一個(gè)簡(jiǎn)化的表達(dá)，代表工程實(shí)踐的感性直觀。

有的學(xué)者對(duì)CDIO 工程教育的學(xué)習(xí)內(nèi)容有不同的理解。他們認(rèn)為CDIO 工程教育的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是工作世界的具體工程項(xiàng)目，是一種客觀實(shí)存。將具體工程項(xiàng)目視為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，屬于實(shí)體主義思維方式。這種思維方式將工程教育看作銀行儲(chǔ)蓄，即通過(guò)儲(chǔ)存工程項(xiàng)目來(lái)填滿學(xué)生的大腦容器，儲(chǔ)存的工程項(xiàng)目數(shù)量越多，越有利于工程能力的生成。

筆者認(rèn)為CDIO 工程教育的學(xué)習(xí)內(nèi)容來(lái)自工程項(xiàng)目，但不是工程項(xiàng)目本身。CDIO 工程教育模式強(qiáng)調(diào)“基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)”(Project-based learning)，基于(based)一詞的語(yǔ)義表明工程項(xiàng)目是作為支撐或背景存在的，而不是以工程項(xiàng)目作為全部學(xué)習(xí)內(nèi)容。查建中教授也持此種觀點(diǎn)，他認(rèn)為，“需要防止把具象工程項(xiàng)目作為教育的內(nèi)容引入，使教育陷入狹隘的傳授具體知識(shí)的誤區(qū)”〔2〕。

2.與內(nèi)容相區(qū)別的環(huán)境

“將產(chǎn)品、流程、系統(tǒng)生命周期的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用——構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行——作為工程教育的背景環(huán)境”〔3〕是CDIO 工程教育模式標(biāo)準(zhǔn)1 的內(nèi)容。背景環(huán)境可簡(jiǎn)稱(chēng)為環(huán)境，也可稱(chēng)為載體，指構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四個(gè)階段，代表對(duì)工程師創(chuàng)造的各類(lèi)不同問(wèn)題解決方案的描述〔4〕?，F(xiàn)實(shí)中的工程項(xiàng)目很多，每個(gè)工程項(xiàng)目都是唯一而獨(dú)特的，如果將工程項(xiàng)目作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，在數(shù)量上無(wú)法窮盡，而工程項(xiàng)目的解決方案有共通性，都要?dú)v經(jīng)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四個(gè)階段。

CDIO 工程教育模式用背景環(huán)境概念從具體工程項(xiàng)目中抽象出來(lái)，背景環(huán)境所起作用類(lèi)似于布魯納、施瓦布等主張的“科學(xué)的結(jié)構(gòu)”的作用。通過(guò)“科學(xué)的結(jié)構(gòu)”盡可能統(tǒng)攝所有的知識(shí)，即借助結(jié)構(gòu)的“質(zhì)”來(lái)解決知識(shí)的“量”的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)能夠使七零八落的現(xiàn)象得以系統(tǒng)化。

CDIO 工程教育模式方法論的哲理隱含于標(biāo)準(zhǔn)1 中，即在方法論上區(qū)分環(huán)境(context)和內(nèi)容(content)。區(qū)分出來(lái)的背景環(huán)境也暗合建構(gòu)主義的基本假定——學(xué)習(xí)者所學(xué)到內(nèi)容是他的背景環(huán)境、活動(dòng)和目標(biāo)的函數(shù)。

3.居中存在的“雙元經(jīng)驗(yàn)”

CDIO 創(chuàng)造的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，稱(chēng)為“雙元經(jīng)驗(yàn)”，包括“初級(jí)的”和“高級(jí)的”經(jīng)驗(yàn)〔3〕。它產(chǎn)生于CDIO 兩個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié):運(yùn)作—構(gòu)思環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)。將前者稱(chēng)為運(yùn)作—構(gòu)思(C—O)經(jīng)驗(yàn)，將后者稱(chēng)為設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)(D—I)經(jīng)驗(yàn)。這兩個(gè)環(huán)節(jié)分別包含一個(gè)“雙元經(jīng)驗(yàn)”。“雙元經(jīng)驗(yàn)”存在于主客體之間，是主客分離的媒介〔5〕。

初級(jí)經(jīng)驗(yàn)屬于一般經(jīng)驗(yàn)，指通過(guò)感官被動(dòng)獲得的一些散亂的感覺(jué)、知覺(jué)等感性經(jīng)驗(yàn)。初級(jí)經(jīng)驗(yàn)與環(huán)境、技術(shù)基礎(chǔ)相聯(lián)系，指向具體工程實(shí)踐活動(dòng)，與實(shí)際的工程項(xiàng)目操作相聯(lián)系，也被稱(chēng)為具體經(jīng)驗(yàn)或直觀經(jīng)驗(yàn)。而高級(jí)經(jīng)驗(yàn)屬于對(duì)初級(jí)經(jīng)驗(yàn)的抽象概括，本質(zhì)上是一種前概念或?qū)嶋H概念，它由認(rèn)知結(jié)構(gòu)派生而來(lái)。與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)概念完全不同，“雙元經(jīng)驗(yàn)”不再是通過(guò)機(jī)體感官被動(dòng)獲得的一些散亂的感覺(jué)或知覺(jué)印象，而是機(jī)體與環(huán)境相互作用的過(guò)程〔6〕。

4.建構(gòu)生成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

認(rèn)知結(jié)構(gòu)是存在于大腦中的系統(tǒng)化的、符號(hào)化的工程知識(shí)體系，屬于抽象的概念實(shí)存。它也是一種心理結(jié)構(gòu)，決定著人們對(duì)數(shù)據(jù)和新信息的察覺(jué)〔7〕。

從產(chǎn)生過(guò)程看，認(rèn)知結(jié)構(gòu)不是主觀意志產(chǎn)物，也不是“從行動(dòng)者的解釋中建構(gòu)出來(lái)”〔8〕的，它產(chǎn)生于主體與工程實(shí)踐活動(dòng)的互動(dòng)中。皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)認(rèn)為，有些認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)自先天遺傳，具有生物學(xué)的先驗(yàn)性，更多的來(lái)自與后天實(shí)踐的互動(dòng)，具體包括兩條發(fā)展途徑，即同化和順應(yīng)。

從認(rèn)知結(jié)構(gòu)的派生結(jié)果看，CDIO 工程教育模式秉承建構(gòu)主義知識(shí)觀，強(qiáng)調(diào)認(rèn)知結(jié)構(gòu)是主體主動(dòng)建構(gòu)的結(jié)果。認(rèn)知結(jié)構(gòu)一經(jīng)生成，就有自我建構(gòu)能力，自身會(huì)生成、成型、成熟，會(huì)不斷派生出專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工程能力。

5.解決實(shí)際問(wèn)題的工程能力

工程活動(dòng)遇到的問(wèn)題是沒(méi)有被預(yù)先定義過(guò)的，需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)原本不存在的客觀存在物。工程的責(zé)任就是在一個(gè)組織里，為了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品、過(guò)程或系統(tǒng)所需要完成的一系列任務(wù)〔3〕。工程能力主要表現(xiàn)為工程師具有提出工程問(wèn)題解決方案的能力。對(duì)工程能力的描述焦點(diǎn)集中在解決問(wèn)題的能力上，而不是在認(rèn)知和定義問(wèn)題的能力上〔9〕。工程能力具體表現(xiàn)為“產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的建造能力”〔3〕。這在CDIO 標(biāo)準(zhǔn)2①中描述的很清楚，也是CDIO 工程教育模式所希望的學(xué)習(xí)效果。

CDIO 工程教育模式堅(jiān)持整體論的能力生成觀，反對(duì)能力還原主義。不妨將其與能力本位課程模式(CBE/DACUM②)的能力本位觀對(duì)照分析。CBE/DACUM 將崗位能力作為分解對(duì)象，逐層分解為眾多小任務(wù)。這屬于“原子論式的”研究方式或方法論的還原主義。CDIO 工程教育模式堅(jiān)決反對(duì)以上做法，它將工程能力視為一個(gè)生成性的整體，是生成的而非預(yù)設(shè)的，是總體存在的而非各部分的簡(jiǎn)單加和。所以，CDIO 工程教育模式并沒(méi)有將標(biāo)準(zhǔn)2 的規(guī)定作為預(yù)設(shè)，沒(méi)有對(duì)應(yīng)具體工程項(xiàng)目逐層分解。

三、CDIO 工程教育模式的循環(huán)

循環(huán)指物體按環(huán)形、閉合回路的軌道運(yùn)行。CDIO 工程教育模式的循環(huán)是指工程教育按照CDIO 所設(shè)置的軌道往復(fù)回旋、螺旋上升的過(guò)程，具體包括載體循環(huán)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)循環(huán)、抽象域與具象域的循環(huán)。如圖1 所示，順時(shí)針循環(huán)即載體循環(huán)，逆時(shí)針循環(huán)即認(rèn)知結(jié)構(gòu)循環(huán)，抽象域和具象域之間也存在循環(huán)。

(一)載體的循環(huán)

載體指產(chǎn)品、流程、系統(tǒng)生命周期的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用，即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四個(gè)階段。用英文首寫(xiě)字母代表四個(gè)階段，可將載體的循環(huán)簡(jiǎn)寫(xiě)為C→D→I→O 循環(huán)。此循環(huán)為具體工程項(xiàng)目的完成提供基本循環(huán)規(guī)則和循環(huán)結(jié)構(gòu)。

圖1 CDIO 工程教育模式的三大循環(huán)

載體的循環(huán)有兩個(gè)目的，第一是區(qū)分工程教育的環(huán)境和內(nèi)容;第二是超越產(chǎn)品、流程、系統(tǒng)等具體客觀實(shí)存進(jìn)入概念實(shí)存。亞里士多德說(shuō):“各種本體以及任何其他一般的存在的東西都是從某一載體生成的?！薄?0〕概念實(shí)存就是“一般存在的東西”——一個(gè)包含主體人的決定性結(jié)構(gòu)。該決定性結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn):其一，它來(lái)自工程項(xiàng)目，但不是工程項(xiàng)目本身;其二，它加入了主體的感知、思想和行動(dòng)的模式。載體的循環(huán)偏重建構(gòu)主義取向，在完成實(shí)際工程項(xiàng)目中充分考慮個(gè)體因素。經(jīng)此循環(huán)，通過(guò)分離環(huán)境和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了與客觀主義的決裂。

(二)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的循環(huán)

認(rèn)知結(jié)構(gòu)的循環(huán)發(fā)生在個(gè)體大腦內(nèi)部，主要指認(rèn)知結(jié)構(gòu)沿著時(shí)間軌道的形成、發(fā)展和演變，反映了人類(lèi)個(gè)體的認(rèn)知周期。該循環(huán)借助O→I→D→C實(shí)現(xiàn)，即CDIO 雙向循環(huán)的逆時(shí)針循環(huán)。在此循環(huán)中，學(xué)習(xí)者親力親為地完成工程項(xiàng)目，逐漸領(lǐng)會(huì)、掌握專(zhuān)業(yè)技能，同時(shí)，動(dòng)作、經(jīng)驗(yàn)逐漸內(nèi)化，最終在大腦中生成認(rèn)知結(jié)構(gòu)。貫穿O→I→D→C 循環(huán)的主線是動(dòng)作—經(jīng)驗(yàn)—認(rèn)知結(jié)構(gòu)—能力。O→I→D→C的每次循環(huán)都會(huì)使得認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷生成、成型、成熟。認(rèn)知結(jié)構(gòu)一經(jīng)生成，就具備客觀性，成為一種結(jié)構(gòu)化的客觀實(shí)存。認(rèn)知結(jié)構(gòu)循環(huán)偏重結(jié)構(gòu)主義取向，獨(dú)立于行動(dòng)者的意識(shí)和愿望而客觀存在，并能夠引導(dǎo)或約束人的行動(dòng)。經(jīng)此循環(huán)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)逐漸客觀化，實(shí)現(xiàn)與主觀主義的決裂。

C→D→I→O 和O→I→D→C 是CDIO 雙向互動(dòng)循環(huán)的兩個(gè)方面，從方法論層面看，大體對(duì)應(yīng)著康德的建構(gòu)與范導(dǎo)。C→D→I→O 等同于建構(gòu)的方法，從抽象到具體，其結(jié)果是產(chǎn)生具體的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)判斷;O→I→D→C 等同于范導(dǎo)的方法，從具體到抽象，其結(jié)果是產(chǎn)生一種具有主觀假設(shè)性的工程項(xiàng)目解決方案。

C→D→I→O 和O→I→D→C 兩大循環(huán)將環(huán)境、內(nèi)容、經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和能力五部分串接起來(lái)，并在五部分之間有序互動(dòng)，使它們成為一個(gè)逐漸融合的連續(xù)體。

(三)抽象域與具象域的循環(huán)

域即范圍。工程師解決工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)面對(duì)的具體工作范圍，稱(chēng)為具象域。具象域主要包括工程項(xiàng)目的內(nèi)容和環(huán)境，代表真實(shí)的工程項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作。工程實(shí)際問(wèn)題反映在人腦中，人腦側(cè)重運(yùn)用抽象概念進(jìn)行分析、總結(jié)對(duì)象的本質(zhì)，稱(chēng)為抽象域。抽象域主要包括學(xué)科知識(shí)和個(gè)體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，主要作用于工程項(xiàng)目解決方案的構(gòu)思和設(shè)計(jì)。抽象域與具象域的循環(huán)，是借助CDIO 的雙向循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。循環(huán)往返的主線是工程問(wèn)題的解決方案。工程師在抽象域中構(gòu)思、設(shè)計(jì)工程藍(lán)圖，然后在具象域中運(yùn)作、實(shí)現(xiàn)或驗(yàn)證該藍(lán)圖。

CDIO 工程教育模式的三大循環(huán)不是學(xué)者憑空設(shè)計(jì)出來(lái)的，它們反映了工程發(fā)展規(guī)律和個(gè)體認(rèn)知規(guī)律。

首先，工程教育必然要遵循工程發(fā)展的規(guī)律〔11〕。工程實(shí)踐是有意識(shí)、有目的的能動(dòng)性的活動(dòng)，核心是設(shè)計(jì)和實(shí)施項(xiàng)目的解決方案，這是一個(gè)疊代化的修正和創(chuàng)造過(guò)程。所以，工程師的工作理念建基于運(yùn)用抽象規(guī)則創(chuàng)造并反復(fù)不斷地回顧和修正具象的產(chǎn)品〔12〕。其次，CDIO 工程教育模式強(qiáng)調(diào)認(rèn)知過(guò)程需要雙重刺激(Dual Impact)〔13〕。一方面工程師必須運(yùn)用邏輯思維理解抽象知識(shí)，另一方面，工程師需要感性直觀地體驗(yàn)該知識(shí)在具象環(huán)境中的應(yīng)用。再次，按照科爾伯關(guān)于經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的理解，學(xué)習(xí)過(guò)程需要適應(yīng)兩種對(duì)立模式的緊張關(guān)系，即學(xué)習(xí)者從具體經(jīng)驗(yàn)到抽象概念、從反思觀察到主動(dòng)經(jīng)驗(yàn)〔14〕，即學(xué)習(xí)者需要在抽象域與具象域之間循環(huán)往返。

四、CDIO 工程教育模式的融合

融合是循環(huán)的目的，環(huán)境、內(nèi)容、經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和能力五部分借助循環(huán)融為一體。雙元經(jīng)驗(yàn)在融合中起著重要的作用。CDIO 工程教育模式的融合分為以下三類(lèi)。

第一，工程實(shí)踐問(wèn)題和學(xué)科問(wèn)題的結(jié)合。其他工程教育模式也考慮到了兩者的結(jié)合，基本做法是分設(shè)理論課程和實(shí)踐課程，試圖借助疊加效應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩者的融合。CDIO 工程教育模式認(rèn)為，工程師需要不同于科學(xué)知識(shí)普遍性的離散知識(shí)形式，這是工程實(shí)踐問(wèn)題和學(xué)科問(wèn)題結(jié)合后的知識(shí)表征。離散知識(shí)如何獲得?三大循環(huán)使內(nèi)容、環(huán)境、經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和能力五部分互動(dòng)融通，并逐漸冷凝為理實(shí)一體化的離散知識(shí)形式。這種離散知識(shí)形式既有來(lái)自學(xué)科體理論的知識(shí)，又有來(lái)自工程實(shí)踐的具體經(jīng)驗(yàn)。

第二，載體與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的銜接。布迪厄認(rèn)為，“科學(xué)知識(shí)開(kāi)始于一種客觀主義的步驟:因?yàn)榭陀^知識(shí)確立了互動(dòng)得以發(fā)生、主觀知識(shí)得以生產(chǎn)的條件”〔8〕。CDIO 工程教育模式方法論的客觀主義開(kāi)始于載體和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成中。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)其實(shí)是同一結(jié)構(gòu)存在的雙重方式，具有結(jié)構(gòu)上的同構(gòu)性，這是兩者融合基礎(chǔ)。布迪厄用“初級(jí)的客觀性”和“次級(jí)的客觀性”闡釋建構(gòu)主義和結(jié)構(gòu)主義融合的哲理〔15〕。初級(jí)的客觀性指物質(zhì)資源的分配手段、物質(zhì)構(gòu)成或物質(zhì)關(guān)系;次級(jí)的客觀性指社會(huì)世界中的意識(shí)因素或意識(shí)關(guān)系。在CDIO 循環(huán)中依靠建構(gòu)主義形成的載體，相當(dāng)于布迪厄理論中初級(jí)的客觀性，依靠結(jié)構(gòu)主義形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于次級(jí)的客觀性。布迪厄的哲理闡釋是載體與認(rèn)知結(jié)構(gòu)得以銜接的理論基礎(chǔ)。載體是客體主體化，即內(nèi)在性的外在化，認(rèn)知結(jié)構(gòu)是主體客體化，即外在性的內(nèi)在化，兩者彼此的規(guī)定性相互適應(yīng)成為各自的一部分。

第三，主客體的統(tǒng)一。在工程教育中，主體指工程師，客體指工程。CDIO 工程教育模式?jīng)]有把主體與客體綁在一起，而是先決裂，再融合。工程是事實(shí)，是一種實(shí)然。工程師提出的工程問(wèn)題解決方案是希望實(shí)現(xiàn)的有價(jià)值的東西，屬于應(yīng)然，如果直接從實(shí)然推論應(yīng)然，容易犯自然主義錯(cuò)誤。哈貝馬斯將規(guī)范用一種類(lèi)似于事實(shí)的方式加以解讀，使其充當(dāng)事實(shí)與價(jià)值溝通的橋梁，規(guī)范使得事實(shí)與價(jià)值得以彌合。CDIO 工程教育模式最有價(jià)值的地方，在于提供一種規(guī)范來(lái)彌合工程項(xiàng)目與問(wèn)題解決方案間的距離，從而消除主客體二元對(duì)立，使主客體走向融合。

以上三大融合，離不開(kāi)雙元經(jīng)驗(yàn)的接口和轉(zhuǎn)化作用。雙元經(jīng)驗(yàn)內(nèi)嵌于CDIO 中，是循環(huán)和融合得以發(fā)生的關(guān)鍵接口，它是借助自身的轉(zhuǎn)化起到接口作用的，如圖2 所示。

圖2 CDIO 工程教育模式的雙元經(jīng)驗(yàn)及其相互轉(zhuǎn)化

雙元經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化具體經(jīng)歷四個(gè)適應(yīng)性階段，即具體經(jīng)驗(yàn)、反思性觀察、抽象概括、主動(dòng)實(shí)踐〔16〕。四個(gè)階段被稱(chēng)為庫(kù)伯經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈，內(nèi)含兩個(gè)二分法，作為兩個(gè)維度彼此正交。主動(dòng)實(shí)踐與反思性觀察作為X 軸，更傾向?qū)⒔?jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為知識(shí)。抽象概括與具體經(jīng)驗(yàn)維度作為Y 軸，在個(gè)體如何掌握或者吸收信息方面作了區(qū)分。兩個(gè)維度正交構(gòu)成四個(gè)象限，每個(gè)象限設(shè)置性質(zhì)不同的問(wèn)題，即四種不同學(xué)習(xí)類(lèi)型。從象限1 到象限4，問(wèn)題依次是“怎么樣”、“是什么”、“為什么”、“如果”;學(xué)習(xí)類(lèi)型依次是聚合、順應(yīng)、發(fā)散、同化〔16〕。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，螺旋上升，將初級(jí)經(jīng)驗(yàn)和高級(jí)經(jīng)驗(yàn)攪合在一起，又甩向?qū)Ψ?。如果學(xué)習(xí)過(guò)程經(jīng)歷四個(gè)階段，知識(shí)的轉(zhuǎn)化率和保持率將明顯提高，知識(shí)保持率能達(dá)到70%。對(duì)于復(fù)雜的工程問(wèn)題，學(xué)習(xí)圈要反復(fù)多次，形成螺旋周期。隨著學(xué)習(xí)圈的螺旋上旋，雙元經(jīng)驗(yàn)的水平不斷提升，性質(zhì)也越來(lái)越復(fù)雜，從而產(chǎn)生CDIO 標(biāo)準(zhǔn)5③所說(shuō)的“兩個(gè)或更多的”經(jīng)驗(yàn)，這就讓CDIO 工程教育模式的循環(huán)和融合更為順暢。

五、結(jié)語(yǔ)

工程教育的目的是培養(yǎng)合格工程師，CDIO 工程教育模式是實(shí)現(xiàn)該目的的手段，“手段對(duì)于給定的目的的適當(dāng)性問(wèn)題，是絕對(duì)可以進(jìn)行科學(xué)考察的”〔17〕。CDIO 工程教育模式的貢獻(xiàn)在于以普遍化的唯物主義為基礎(chǔ)，為工程教育提供一個(gè)總體性的可操作圖景，既能夠反映工程本性和工程師本性，又能夠反映兩者的互動(dòng)。這就使得該模式超越二元對(duì)立，走向視域融合，大體達(dá)到手段的合目的性。

CDIO 工程教育模式也存在一些不足和需要改進(jìn)的地方。一是從具象工程項(xiàng)目抽象出的載體雖然反映了產(chǎn)品生命周期，但缺乏工程技術(shù)的參與和支持，在客觀性方面稍有欠缺;二是人們對(duì)CDIO 工程教育模式的關(guān)注更多停留在課程實(shí)施階段，著重構(gòu)建實(shí)踐場(chǎng)所和學(xué)習(xí)環(huán)境，而對(duì)課程設(shè)計(jì)階段關(guān)注較少;三是CDIO 工程教育模式未深入探討學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)、載體結(jié)構(gòu)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)三者的關(guān)系。三者是否同源，是否存在轉(zhuǎn)換體系?是否存在結(jié)構(gòu)再生產(chǎn)的可能性?可見(jiàn)，CDIO 工程教育模式的未來(lái)發(fā)展，需要在原有理論基礎(chǔ)上繼續(xù)探索，進(jìn)一步深入研究工程本性和工程師本性，在兩者的互動(dòng)中尋找一條工程教育中間路線，這也是筆者在今后研究中的重點(diǎn)探索方向。

注釋:

①CDIO 標(biāo)準(zhǔn)2 的內(nèi)容為:“具體、詳細(xì)的學(xué)習(xí)效果——與專(zhuān)業(yè)目標(biāo)一致，并得到利益相關(guān)者驗(yàn)證的個(gè)人、人際交往能力，產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的建造能力以及學(xué)科知識(shí)”。

②CBE(Competency-based Education)即能力本位課程模式，采用了DACUM(Developing a Curriculum)課程開(kāi)發(fā)方法，是加拿大、美國(guó)的典型課程開(kāi)發(fā)模式。

③CDIO 標(biāo)準(zhǔn)5 的內(nèi)容為:“在課程計(jì)劃中包括兩個(gè)或更多的設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)，其中一個(gè)為初級(jí)的，一個(gè)為高級(jí)的”。

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