以建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論認(rèn)識(shí)CDIO工程教育模式

1、以建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論認(rèn)識(shí)CDIO工程教育模式摘 要：CDIO工程教育模式的理論基礎(chǔ)是經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論，植根于建構(gòu)主義和認(rèn)知發(fā)展理論。文章從建構(gòu)主義教學(xué)觀、學(xué)習(xí)觀、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)設(shè)計(jì)原則等方面入手，闡述了建構(gòu)主義理論和CDIO工程教育模式的內(nèi)在聯(lián)系，旨在通過學(xué)習(xí)、研究建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論對(duì)CDIO工程教育模式有更深入的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義，CDIO，教學(xué)模式，教學(xué)設(shè)計(jì)基金項(xiàng)目：本文系河北省教育科學(xué)研究規(guī)劃資助經(jīng)費(fèi)重點(diǎn)課題(課題編號(hào)：06020549、JYGH2011037)、河北工程大學(xué)2009年教學(xué)研究重點(diǎn)課題的研究成果之一。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，其核心

2、是讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力。河北工程大學(xué)作為第一批試點(diǎn)院校在部分專業(yè)開展了CDIO工程教育模式教學(xué)改革，并逐步向全校工科專業(yè)推廣。在實(shí)施過程中，幾乎所有參與者都是以國外CDIO工程教育模式為教學(xué)設(shè)計(jì)范本，結(jié)合自身一定特點(diǎn)進(jìn)行翻版套用，而對(duì)CDIO工程教育內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)較少，嚴(yán)重影響CDIO工程教育教學(xué)改革的進(jìn)程和教學(xué)效果。事實(shí)上，CDIO工程教育模式首倡學(xué)校之一麻省理工學(xué)院的Edward Crawley教授等在他們的著作重新認(rèn)識(shí)工程教育國際CDIO培養(yǎng)模式與方法中曾明確說明：CDIO方法基于

3、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論，植根于建構(gòu)主義和認(rèn)知發(fā)展理論。1學(xué)習(xí)并研究建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，對(duì)開展基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的CDIO工程教育教學(xué)實(shí)踐將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響和積極的促進(jìn)作用。一、建構(gòu)主義的教學(xué)思想是CDIO教學(xué)模式的基本指導(dǎo)思想建構(gòu)主義的教學(xué)思想可從多個(gè)方面去理解，但主要反映在知識(shí)觀、學(xué)習(xí)觀和教學(xué)觀三個(gè)方面。2建構(gòu)主義知識(shí)觀、學(xué)習(xí)觀為CDIO教學(xué)模式提供了教育思想的理論基礎(chǔ)。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來構(gòu)建知識(shí)體系的，學(xué)習(xí)是建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過程，所以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。建構(gòu)主義教學(xué)觀為CDIO教學(xué)模式的建立提供了方法

4、指導(dǎo)。建構(gòu)主義者認(rèn)為教學(xué)應(yīng)該是激發(fā)學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，以其作為知識(shí)的生長點(diǎn)來促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)；教學(xué)就要為學(xué)生創(chuàng)造理想的學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的邏輯思維判斷能力等高級(jí)思維活動(dòng)；教學(xué)還要給學(xué)生提供大量的豐富資源以及適當(dāng)?shù)膸椭椭С郑龠M(jìn)學(xué)生自身建構(gòu)有關(guān)知識(shí)的意義及解決問題的方法。CDIO工程教育模式的核心目的是創(chuàng)造一種產(chǎn)生雙重影響的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)：一是構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，并使他們能夠理解和學(xué)習(xí)與技術(shù)基礎(chǔ)相關(guān)的抽象概念；二是幫助學(xué)習(xí)者提高個(gè)人能力、人際交往能力和產(chǎn)品、過程及系統(tǒng)的建造能力。二、建構(gòu)主義教學(xué)模式和方法是CDIO12條標(biāo)準(zhǔn)形成的基礎(chǔ)教學(xué)模式是在一定教學(xué)思想、教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下建立起來的

5、較為穩(wěn)定的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)框架和活動(dòng)程序，是一定理論指導(dǎo)下的教學(xué)行為規(guī)范。作為結(jié)構(gòu)框架，突出了教學(xué)模式從宏觀上把握教學(xué)活動(dòng)整體及各要素之間內(nèi)部的關(guān)系和功能；作為活動(dòng)程序則突出了教學(xué)模式的有序性和可操作性。建構(gòu)主義教學(xué)模式概括為：“以學(xué)生為中心，在整個(gè)教學(xué)過程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的。”在這種模式中，學(xué)生是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外界刺激的被動(dòng)接受者；教師是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者、意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識(shí)的傳授者、灌輸者；教材所提供

6、的知識(shí)不再是教師傳授的內(nèi)容，而是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義的對(duì)象；媒體也不再是幫助教師傳授知識(shí)的手段、方法，而是用來創(chuàng)設(shè)情境、進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)和會(huì)話交流，即作為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作式探索的認(rèn)知工具。3CDIO工程教育模式用12條標(biāo)準(zhǔn)來描述其教學(xué)模式，而第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是把產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的生命周期當(dāng)做工程教育的背景環(huán)境，它是將技術(shù)知識(shí)和其他能力的教、學(xué)、練融為一體化的文化構(gòu)架。Edward Crawley教授認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)專業(yè)的教師都明確同意、專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)支持并維持這個(gè)改革計(jì)劃時(shí)，就可以認(rèn)為這個(gè)專業(yè)已經(jīng)采用了CDIO原則。1查建中教授這樣解釋CDIO的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：在工程學(xué)科教育中結(jié)合工程項(xiàng)目生命周期，“做中學(xué)”要強(qiáng)調(diào)“

7、關(guān)聯(lián)”而不是“內(nèi)容”。這樣培養(yǎng)出的人才具有產(chǎn)業(yè)界所需要的素質(zhì)和能力；鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)并實(shí)踐；提倡學(xué)生發(fā)展自己的專業(yè)素養(yǎng)和領(lǐng)導(dǎo)力；使學(xué)生學(xué)習(xí)期間有機(jī)會(huì)進(jìn)行工程實(shí)踐；有助于創(chuàng)立一種認(rèn)知環(huán)境使學(xué)生更深刻地理解工程理論和原理。4這幾條都強(qiáng)調(diào)了人才的通用能力和素質(zhì)，而不是具體在某一工程領(lǐng)域和項(xiàng)目中所涉及的知識(shí)，因而是通才教育所要達(dá)到的目標(biāo)，也符合產(chǎn)業(yè)和人才市場(chǎng)的需求。CDIO的12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都從不同的側(cè)面體現(xiàn)了建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀念并完成對(duì)教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)。建構(gòu)主義教學(xué)模式下比較成熟的教學(xué)方法有以下幾種：支架式教學(xué)(Scaffolding Instruction)、拋錨式教學(xué)(Anchored Instructi

8、on)和隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)(Random Access Instruction)。這些教學(xué)方法雖然形式不同，但它們的教學(xué)環(huán)節(jié)中都包含有情境創(chuàng)設(shè)、協(xié)作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上由學(xué)習(xí)者自己最終完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，這也是CDIO工程教育模式的核心教學(xué)方法。與CDIO工程教育模式的學(xué)習(xí)效果評(píng)估一樣，在建構(gòu)主義教學(xué)模式的教學(xué)方法中，需要進(jìn)行多角度的學(xué)習(xí)效果評(píng)估，以確定學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的程度，并根據(jù)評(píng)價(jià)所得到的反饋信息對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)作出調(diào)整和修改。三、建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)原則是CDIO工程教育模式設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的指導(dǎo)加涅在教學(xué)設(shè)計(jì)原理中解釋教學(xué)設(shè)計(jì)：“教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化(systematic)

9、規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程。教學(xué)系統(tǒng)本身是對(duì)資源和程序作出有利于學(xué)習(xí)的安排。任何組織機(jī)構(gòu)，如果其目的旨在開發(fā)人的才能，均可以被包括在教學(xué)系統(tǒng)中?！?教學(xué)設(shè)計(jì)首先要從“為什么學(xué)”入手，確定學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和教學(xué)的目的；然后根據(jù)教學(xué)目的，進(jìn)一步確定通過哪些具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)才能達(dá)到教學(xué)目的，從而滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，即確定“學(xué)什么”；要實(shí)現(xiàn)具體的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生掌握需要的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)采用什么策略，即“如何學(xué)”；最后要對(duì)教學(xué)的效果進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果對(duì)以上各環(huán)節(jié)進(jìn)行修改，以確保促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，獲得成功的教學(xué)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，認(rèn)為學(xué)生是認(rèn)知的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者；教師只對(duì)

10、學(xué)生的意義建構(gòu)起幫助和促進(jìn)作用，并不要求教師直接向?qū)W生傳授和灌輸知識(shí)。綜觀種種建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境，建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計(jì)原則可概括如下：6，71.以學(xué)生為中心，使教學(xué)與學(xué)習(xí)者個(gè)人相關(guān)“以學(xué)生為中心”，包括首創(chuàng)精神、將知識(shí)外化和實(shí)現(xiàn)自我反饋三個(gè)要素。各種教學(xué)因素，包括教師和學(xué)習(xí)伙伴只是作為一種廣義的學(xué)習(xí)環(huán)境支持學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)，誘發(fā)學(xué)習(xí)者的問題并利用它們刺激學(xué)習(xí)活動(dòng)，或確認(rèn)某一問題，使學(xué)習(xí)者迅速地將該問題作為自己的問題而接納。2.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣學(xué)習(xí)問題必須在真實(shí)的情境中展開，必須是一項(xiàng)真實(shí)的任務(wù)，縮小知識(shí)與解決問題間的距離。通過“同化”與“順應(yīng)”達(dá)到知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)，完成對(duì)新知識(shí)意義的建構(gòu)。3.

11、引入問題情境、協(xié)作學(xué)習(xí)、共享集體思維成果在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者與周圍環(huán)境的交互作用對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解(即對(duì)知識(shí)意義的建構(gòu))起著關(guān)鍵性的作用。學(xué)習(xí)者在教師的組織和引導(dǎo)下開展討論和交流，培養(yǎng)協(xié)作精神，奠定創(chuàng)新思維的形成基礎(chǔ)，共同建立起學(xué)習(xí)群體，共同批判地考察各種理論、觀點(diǎn)信仰和假說，進(jìn)行協(xié)商和辯論。這樣，學(xué)習(xí)者群體(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的思維與智慧就可以被整個(gè)群體所共享。4.設(shè)計(jì)自由學(xué)習(xí)環(huán)境教學(xué)設(shè)計(jì)是針對(duì)更多主動(dòng)與自由的學(xué)習(xí)環(huán)境而非更多控制與支配的教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)者既能得到教師的幫助，也可以相互之間協(xié)作和支持，主動(dòng)利用各種工具和信息資源，進(jìn)行自由的探索和學(xué)習(xí)，從而達(dá)到自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。5.學(xué)習(xí)過程

12、的最終目的是完成知識(shí)意義建構(gòu)學(xué)生對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)是整個(gè)學(xué)習(xí)過程的最終目的，整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)過程緊緊圍繞“意義建構(gòu)”這個(gè)中心而展開，要有利于完成和深化對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)而非完成教學(xué)目標(biāo)。6.學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)內(nèi)容主要圍繞三個(gè)方面：自主學(xué)習(xí)能力；協(xié)作學(xué)習(xí)過程中作出的貢獻(xiàn)；是否達(dá)到意義建構(gòu)的要求，側(cè)重考查學(xué)生的思維過程。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和

13、工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。為實(shí)現(xiàn)上述能力培養(yǎng)，CDIO教學(xué)設(shè)計(jì)的具體實(shí)施包括：一體化課程計(jì)劃的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和一體化學(xué)習(xí)活動(dòng)以及學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)估。有關(guān)CDIO教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容可參考文獻(xiàn)1，在此不做詳細(xì)的闡述，但可以看出，CDIO教學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)環(huán)節(jié)都滲透著建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)的影子。四、結(jié)語建構(gòu)主義理論的內(nèi)容很豐富，但其核心可以概括為：以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。應(yīng)當(dāng)指出，建構(gòu)主義的教學(xué)模式、教學(xué)方法及教學(xué)設(shè)計(jì)原則并不是CDIO工程教育模式的全部。CDIO工程教育模式除通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，并使他們能夠理解和學(xué)習(xí)與技術(shù)基礎(chǔ)相關(guān)的概念外，還要幫助學(xué)習(xí)者提高個(gè)人創(chuàng)新能力、人際交往能力和產(chǎn)品、過程及系統(tǒng)的建造能力。CDIO工程教育模式對(duì)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)，已從過去只注重個(gè)體單方面知識(shí)技能的狹義人才觀向更注重人才的合作與溝通、創(chuàng)新與決策能力的廣義人才觀轉(zhuǎn)變。參考文獻(xiàn)：1Edward F. Crawley.重新認(rèn)識(shí)工程教育國際CDIO培養(yǎng)模式與方法M.北京：高等教育出版社，2009.2鄭大年.知識(shí)觀、學(xué)習(xí)觀、教學(xué)觀建構(gòu)主義教學(xué)思想的三個(gè)層面J.全球教育展望，2006，(5)：32-36.3何克抗.建構(gòu)主義革新傳統(tǒng)教學(xué)的理論基礎(chǔ)(上)J.電化教育研究，1997，(3)：3-9.4查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDI