摘 ? ?要： 自CDIO模式創(chuàng)立以來，世界范圍內(nèi)使用CDIO模式的高校不斷增多，并被廣泛應(yīng)用于理、工、農(nóng)、醫(yī)、文等諸多學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)實(shí)踐。本文從CDIO模式發(fā)展歷程出發(fā)，在剖析教學(xué)理論發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，分析了CDIO工程教育模式的教學(xué)理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： CDIO模式 ? ?CDIO教學(xué) ? ?工科教學(xué) ? ?教學(xué)理論

一、研究背景

麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所院校在克努特·愛麗絲布·瓦倫堡基金會(huì)（The Knut and Alice Wallenberg Foundation）的資助下，于2007年匯總各校時(shí)間經(jīng)驗(yàn)適時(shí)出版了第一版《重新認(rèn)識(shí)工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法（Rethinking Engineering Education： The CDIO Approach）》。隨后，愛德華·F·克勞雷（Edward F.Crawley）等人針對(duì)工程師的創(chuàng)業(yè)方面的挑戰(zhàn)，將原有《1.0版CDIO教學(xué)大綱》擴(kuò)充為《CDIO-LE（Leadership&Entrepreneurship）教學(xué)大綱》[1]。2011年6月，克勞雷團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將現(xiàn)代工程師所面臨的核心挑戰(zhàn)界定為可持續(xù)性、全球化、創(chuàng)新、領(lǐng)導(dǎo)力與創(chuàng)業(yè)精神等，并發(fā)布了新版的CDIO教學(xué)大綱——《2.0版CDIO大綱（CDIO Syllabus v2.0）》[2]。在國際CDIO工程教育模式推行十周年之際，克勞雷等主要CDIO研究人員對(duì)十余年的工程教育經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，出版了第二版本的《重新認(rèn)識(shí)工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法》一書。

國內(nèi)CDIO模式改革緊隨國際CDIO改革步伐之后。2005年，汕頭大學(xué)在國內(nèi)率先將CDIO引入中國，并結(jié)合自身辦學(xué)定位實(shí)施了基于EIP-CDIO的工程教育系統(tǒng)性改革，目前實(shí)施該項(xiàng)改革的專業(yè)已經(jīng)涵蓋該校機(jī)械、土木、電子等多個(gè)專業(yè)。此外，燕山大學(xué)、江南大學(xué)、成都信息工程學(xué)院等高校也加入到這場(chǎng)聲勢(shì)浩大的工程教育改革浪潮之中來[3]。2008年4月，教育部高等教育司發(fā)文成立“CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐課題組（以下簡(jiǎn)稱“試點(diǎn)工作組”）”。 自2011年起，試點(diǎn)工作組定期圍繞CDIO改革中遇到的重難點(diǎn)議題舉行工作會(huì)議[4]。2016年1月8日，試點(diǎn)工作組經(jīng)研究決定在教育部原試點(diǎn)工作組基礎(chǔ)之上成立“CDIO工程教育聯(lián)盟”[5]。

二、教學(xué)理論發(fā)展歷程回眸

（一） 經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)源于西方經(jīng)驗(yàn)哲學(xué)的發(fā)展。古希臘、古羅馬時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)哲學(xué)將經(jīng)驗(yàn)視為與理性對(duì)立的事物，是實(shí)踐的、變化的、非理智的;中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)吸納自然科學(xué)研究成果，將經(jīng)驗(yàn)視為人類認(rèn)知的途徑，人類只有經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)的感覺才能達(dá)到理性認(rèn)識(shí);自然主義者讓-雅克·盧梭（Jean-Jacques Rousseau）提出了利用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的理念，他提倡教師應(yīng)從兒童實(shí)際生活出發(fā)著力豐富兒童感覺經(jīng)驗(yàn)而不是一味地向兒童灌輸知識(shí)和道德[6];民主主義者約翰·杜威（John Dewey）認(rèn)為學(xué)習(xí)的本質(zhì)是經(jīng)驗(yàn)與反思，教育應(yīng)遵循通過個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)的原則。

依據(jù)主要經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)論者所屬流派不同，可將經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論發(fā)展歷程劃分為實(shí)用主義階段、人本主義階段。實(shí)用主義階段經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論的代表人物是杜威，他認(rèn)為由于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)是逐漸累積起來的，是寓于日常生活以及學(xué)習(xí)教材之中的[7]，因此學(xué)校的教學(xué)科目不應(yīng)是零碎經(jīng)驗(yàn)的大雜燴，而應(yīng)是有組織的[8]。人本主義階段經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論的代表人物是卡爾·羅杰斯，他將情感納入到經(jīng)驗(yàn)這一概念體系之中，并認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)是開放的，個(gè)體應(yīng)毫無拘束地體驗(yàn)所有的情感和經(jīng)驗(yàn)[9]。

（二）建構(gòu)主義教學(xué)觀

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)是在特定社會(huì)文化背景開展的，其本質(zhì)是學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)的過程[10]。盡管學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)需要借助其他人（包括教師、行業(yè)專家、同伴等）的幫助，也需要充分利用必要的學(xué)習(xí)資料。但無論是作為知識(shí)載體的出版物還是作為知識(shí)傳授主體的教師都不是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識(shí)的最終媒介，學(xué)習(xí)者的意義建構(gòu)才是學(xué)習(xí)者獲得知識(shí)的終極路徑。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的核心概念是學(xué)習(xí)環(huán)境，這一環(huán)境有四大組成要素，即“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”。既然學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)是在既定社會(huì)文化背景（即情境）下進(jìn)行的，那么學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果將取決于這一背景是否有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。因此，教師的主要任務(wù)之一即是創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)其意義建構(gòu)的真實(shí)情境。

（三）情境教學(xué)理論

情境教學(xué)（Contextual Learning）理論的情境與建構(gòu)主義之情境既相互聯(lián)系，又有所區(qū)別。其聯(lián)系在于兩種學(xué)習(xí)理論都主張教師應(yīng)為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)有利于意義建構(gòu)的情境，其區(qū)別則源于情境教學(xué)理論是源于情境教學(xué)流派對(duì)傳統(tǒng)學(xué)徒制的深入探究。情境教學(xué)里的“情境”概念之時(shí)納入了邁克爾·波蘭尼（Michael Polanyi）的“默會(huì)知識(shí)（Tacit Knowledge）”這一概念，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)必須遵循情境性原則[11]，即考慮重要知識(shí)的默會(huì)本質(zhì)——不能通過語言或文字表達(dá)并傳遞給他人的屬性[12]。“默會(huì)知識(shí)”的引入進(jìn)一步明確了真實(shí)情境在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)中的重要性，學(xué)習(xí)者不能通過被動(dòng)理解僅憑語言表達(dá)的默會(huì)知識(shí)，而只能置身于有利于默會(huì)知識(shí)習(xí)得的情境才能習(xí)得這部分知識(shí)。

總的來說，情境教學(xué)所謂之情境應(yīng)同時(shí)具備真實(shí)性、合作性、反思性、清晰性、整體評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。通過對(duì)華東師范大學(xué)高文教授對(duì)情境教學(xué)理論的研究進(jìn)行總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)情境教學(xué)之情境主要有以下五個(gè)方面的特點(diǎn)：①真實(shí)的情境，即能夠反映知識(shí)在實(shí)踐中應(yīng)用方式的情境，這一情境是真實(shí)的活動(dòng);②促進(jìn)合作建構(gòu)的情境，即這一情境應(yīng)支持知識(shí)的合作建構(gòu);③促進(jìn)反思的情境，以便于形成抽象概念;④清晰描述的情境，以便于學(xué)習(xí)者將默會(huì)知識(shí)轉(zhuǎn)化為清晰知識(shí);⑤整體評(píng)價(jià)的情境，即在完成學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)提供整體學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)[13]。

（四） 主動(dòng)學(xué)習(xí)理論

主動(dòng)學(xué)習(xí)（Active Learning）是一種有別于傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生被動(dòng)聽課的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)過程之中[14]。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)主動(dòng)學(xué)習(xí)尚無統(tǒng)一界定[15]。但有一點(diǎn)可以確定，與傳統(tǒng)模式下教師的教和學(xué)生的學(xué)彼此分離的觀點(diǎn)不同，主動(dòng)學(xué)習(xí)是一種學(xué)生積極參與的學(xué)習(xí)活動(dòng)，她不僅包括與學(xué)習(xí)活動(dòng)緊密關(guān)聯(lián)的問題分析、解決與評(píng)價(jià)，還涵蓋教師組織的針對(duì)課程內(nèi)容、觀點(diǎn)會(huì)問題進(jìn)行的研討活動(dòng)[11]。不僅如此，主動(dòng)學(xué)習(xí)通常還包括以下教學(xué)方面的技巧，如游戲組織、技術(shù)應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等[16]。

三、CDIO模式下的教學(xué)

新版《重新認(rèn)識(shí)工程教育》明確指出CDIO模式下的教學(xué)是一種基于經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論、主動(dòng)學(xué)習(xí)理論、情境教學(xué)理論的綜合性教學(xué)模式，其目的在于通過為學(xué)生提供豐富的“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)”經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生達(dá)成預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果[16]。雖然CDIO模式并未限定實(shí)施CDIO模式的教學(xué)方法，但卻明確說明了十二條用于確保實(shí)現(xiàn)CDIO模式預(yù)期愿景的有效實(shí)踐準(zhǔn)則，即《CDIO標(biāo)準(zhǔn)》。在第二版《重新認(rèn)識(shí)工程教育》出版之時(shí)，第一版本的《CDIO標(biāo)準(zhǔn)》也迎來了更新[17]。以下簡(jiǎn)要描述《2.0版CDIO標(biāo)準(zhǔn)（CDIO Standards v2.0）》中與教學(xué)有關(guān)相關(guān)準(zhǔn)則及其與教學(xué)理論之間的關(guān)聯(lián)：

（一） 基于經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論的CDIO教學(xué)

CDIO模式下的教學(xué)源于經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論，并與建構(gòu)主義和認(rèn)知發(fā)展理論緊密相關(guān)。表1所示的CDIO標(biāo)準(zhǔn)5將CDIO模式下學(xué)生所需學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)定義為有關(guān)“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)”的經(jīng)驗(yàn)。這一經(jīng)驗(yàn)與工科畢業(yè)生未來將要擔(dān)負(fù)的主要工作職責(zé)休戚相關(guān)，這是因?yàn)榇懋a(chǎn)品“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行”流程的“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)”活動(dòng)涵蓋現(xiàn)代工程師所參與的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、方案實(shí)施及系統(tǒng)運(yùn)行生命周期內(nèi)的所有活動(dòng)，是現(xiàn)代工程師的本職工作的學(xué)術(shù)性描述。

表1 ? ?CDIO標(biāo)準(zhǔn)5[16]

不僅如此，標(biāo)準(zhǔn)5還刻意強(qiáng)調(diào)學(xué)生所需的“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)”經(jīng)驗(yàn)應(yīng)是有組織的，既應(yīng)包含“初級(jí)經(jīng)驗(yàn)”，又應(yīng)包含“高級(jí)經(jīng)驗(yàn)”。這意味著基于CDIO的教學(xué)除應(yīng)考慮知識(shí)本身的內(nèi)在結(jié)構(gòu)以外，還應(yīng)充分考慮學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展?fàn)顩r，作為教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)者的教師應(yīng)依據(jù)這些要求科學(xué)、合理地組織教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)而促使學(xué)生為未來勝任工程師工作做好準(zhǔn)備。

此外，值得一提的是，上述學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的最終確定并不是從純粹的理論推演而來，而是在參考已有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由教師、學(xué)生、工業(yè)界代表、校友及學(xué)者等群體組成的利益相關(guān)者共同完成。這些經(jīng)驗(yàn)并非一成不變，當(dāng)工程師所面臨的工程實(shí)踐環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，上述學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)也應(yīng)隨之進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（二） 基于情境教學(xué)理論的CDIO教學(xué)

CDIO模式下的教學(xué)主張以“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行”為工程教育的情境而非內(nèi)容[18]，在CDIO標(biāo)準(zhǔn)1中即明確了這一要求?？紤]到工科教學(xué)的實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)這一情境的場(chǎng)所（即“設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)”工作坊）可以安排在教室或現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)實(shí)踐場(chǎng)所（如工程實(shí)訓(xùn)中心），用以支持學(xué)生開展操作訓(xùn)練或社會(huì)實(shí)踐訓(xùn)練方面的學(xué)習(xí)。依據(jù)情境教學(xué)之情境所應(yīng)具備的特征，在這一場(chǎng)所中教師應(yīng)采取項(xiàng)目教學(xué)、基于問題教學(xué)、探究式教學(xué)等教學(xué)方法努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與真實(shí)工程實(shí)踐情境相仿的學(xué)習(xí)情境。在這一過程中，教師不僅需要協(xié)助學(xué)生完成基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、獲得設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)，還須組織學(xué)生開展學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，以便于學(xué)生自覺完成反思活動(dòng)。

表2 ? ?CDIO標(biāo)準(zhǔn)1[16]

（三）基于主動(dòng)學(xué)習(xí)理論的CDIO教學(xué)

選擇主動(dòng)學(xué)習(xí)作為CDIO模式下教學(xué)的理論基礎(chǔ)的目的在于采取措施促使工程教育變得有吸引力，CDIO標(biāo)準(zhǔn)8明確指出CDIO模式下的教學(xué)是基于主動(dòng)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法。在基于CDIO的教學(xué)過程中，教師應(yīng)采取一切措施，幫助工科學(xué)生發(fā)現(xiàn)獲得“設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)”經(jīng)驗(yàn)的實(shí)際意義，提升其對(duì)工程職業(yè)的理解，進(jìn)而幫助學(xué)生培養(yǎng)工程學(xué)習(xí)之興趣。唯有在此基礎(chǔ)之上，作為學(xué)習(xí)者的學(xué)生才會(huì)積極主動(dòng)地參與到教師精心設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中間。

表3 ? ?CDIO標(biāo)準(zhǔn)8[16]

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