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CDIO 工程教育模式解读 课程论的视角.pdfCDIO 工程教育模式解读 课程论的视角.pdf -- 8 元

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高教研究现代教育科学MODERNEDUCATIONSCIENCE2010年第6期CDIO工程教育模式解读课程论的视角牛换霞[摘要]CDIO是近年来在工程教育中兴起的一种比较先进的工程教育改革模式。本文从课程论的视角审视汕头大学EIP-CDIO工程教育改革的课程系统,其创新之处主要在于课程组织方式以工程问题为导向而不是传统的学科导向课程结构设置合理,很好地贯彻了课程设置的同时性与历时性原则课程内容为集成的而不是传统的知识与能力割裂等,这些创新对工程教育改革的深化有着积极意义。[关键词]CDIOEIP-CDIO工程教育课程[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]10055843(2010)06-0040-04[作者简介]牛换霞,汕头大学高等教育研究所(广东汕头515063)CDIO由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等工程院校于2000年10月共同发起,是近年来工程教育改革中兴起的一种旨在培养学生工程应用能力、有效解决就业问题的工程教育模式,它试图通过变革学生的求知方式,破解长期横亘于工程教育中知识传授与能力培养之间的二元对立问题。CDIO不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念,更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。迄今为止,已经有法国、芬兰、丹麦、南非、新加坡国家等几十所世界著名大学加入,中国自汕头大学引进以来在教育部高教司理工处的推动下目前也已经有18所试点高校,2008年5月至今已经有超过100所高等院校的教育教学负责人全面接受了CDIO人才培养模式的培训。汕头大学工学院从2005年开始研究CDIO模式,提出了将素质教育与CDIO四大能力相结合的EIP-CDIO培养模式,并于2006年正式在本科生的课程大纲中开始实行。教育的核心在于教学,而符合教育改革理念的课程计划又是有效教学的必须条件之一,是课程教学改革成功的前提,从课程论的视角来审视EIP-CDIO工程教育的课程系统对促进工程教育的发展会有积极意义。一、课程组织方式的创新EIP-CDIO工程教育以工程问题为导向这里的课程是指学校按照一定的教育目的所建构的各学科和各种教育、教学活动的系统,即课程主要指目的与内容。我国传统工程教育的课程组织是以学科为导向的。学科取向的课程组织旨在围绕以人类已有的知识按其内在的逻辑体系形成学科组织课程,它强调学科逻辑和知识累积,课程基础以学科所包含的知识和探究方法为主。这种课程组织注重文化的复制与保存,有利于学习者系统地学习人类文化遗产,掌握丰富的学科知识,促进智力的发展。但是它在某种程度上限制了知识的范围,不具包容性的特质,从而妨碍多重目标的追求,对学习者也不够重视。另外,过于强调学科逻辑,重知识轻理解,难以促进学生在社会、心理、身体等方面的全面发展。一直以来受前苏联影响,我国高等工程教育习惯于从系统性和科学性出发组织课程,而很少从工程项目实际需求以及工程师的成长需求出发进行考虑,体现了一种典型的学科课程观。这种根深蒂固的传统思维模式在几十年来从未得到过根本转变。学者刘吉臻认为,纵观我国近30年的课程体系改革,基本的思路都还还只是在原有课程体系下的改善,具体表现在①(1)大部分工程教育依然维持公共基础课程、专业基础课程、专业课的三段论模式(2)没有打破学科壁垒,课程的思维仍在学科内单向进行(3)工程实践课与理论课的矛盾仍未解决。这种传统的以学科为导向的课程组织模式与工程实践脱节,多年来严重限制了我国工程教育的发展,使得培养的毕业生知识面狭窄、自主创新能力与学习能力缺乏,更为严重的是学生在工程实践中赖以生存和成长的团队精神、交流能力、系统掌控能力以及责任感、职业道德等方面几乎得不到任何发展。而CDIO工程教育改革在课程组织方式上的探索正是扭转这一局面的一种全新的实践方式。EIP-CDIO工程教育模式一改传统以学科为导向的课程组织方式,而是以工程项目设计为导向来组织课程,这样课程组织的经纬就由过去单独的学科知识一个维度转变为项目、知识、能力相结合的三维架构。工程项目设计是工程实践的精髓所在,工程实践中所要求考虑到的功能、技术、经济以及环境、社会乃至历史的要求及其限制都要04在项目设计的过程中得到反映,EIP-CDIO培养模式就是通过项目设计将整个课程体系有机而系统地结合起来,从而使学习者所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心,形成一个有机的整体(如图1所示)。因此,项目是课程组织的最核心架构,通过精心规划项目的CDIO引导学生有兴趣地学习核心专业课程,从而达到知识掌握与能力培养、实践体验综合发展的目的。图1以设计为导向的EIP-CDIO培养模式②由此可见,EIP-CDIO大大填补了传统的课程组织方式的缺陷(1)改变传统三段论式的课程模式,在专业学习起始阶段就通过导论性的基础课程将工程实践引导入门,让学生尽早领略工程技术之美,而不是让学生在毕业设计的最后一年才懵懂地接触到工程实践。(2)改变传统的学科组织课程中注重知识复制的模式,在教学计划和教学实践中,围绕项目设计将相关课程有机联系起来,使学生在实践中成长,弥补了传统课程组织方式中知识与能力的脱节,从而使知识的学习和应用之间形成良性互动。(3)在整个EIP-CDIO实施过程中学生不仅在知识学习方面获得进展,而且对于团队精神、交流能力、系统掌控能力以及责任感、职业道德等方面的发展也得到加强。二、课程组织程序与结构的变化高共通性与高历时性的课程设置所谓课程的程序与结构是指当把课程加以组织时,课程各个要素之间在横向上和纵向上所形成的某种关系。程序主要针对课程的纵向关系,即课程要素在时间上的相互关联性结构主要指横向关系,即课程要素在空间上的相互关联性③。课程专家泰勒认为课程的编制在程序上要遵循连续性原则与程序性原则,而在结构上要遵循统合性原则。美国学者波斯纳的课程结构理论④,把课程内容各单元或各学程分为两个维度,一个维度称为共通性,另一个维度称为历时性。前者反映各门课程之间在空间上的逻辑性,后者反映课程之间在时间上的接续性,空间上课程之间的关系越紧密,共通性就越高时间上课程学习阶段之间越接近,历时性也越高。所谓高度结构化的课程体系,指的就是两者都高的课程体系。而EIP-CDIO工程教育的课程设置则可以达到上述两个维度上的要求,从而形成了高度结构化的课程结构体系。(一)EIP-CDIO课程组织的程序问题图2专业的CDIO培养鱼骨架图⑤14由图2可以看出,在EIP-CDIO整个课程计划中,1级项目要求完整地、前后衔接地贯穿于整个本科教学阶段,使学生得到构思、设计、实现、运作的系统训练2级项目以相关核心课程群和相关能力要求为基础3级项目是单门课程内的项目,根据课程教学自身需要设立小规模实践项目来加深和强化学生对课程内容的理解与应用。也就是说,整个课程计划是以一级项目为主线,以2级项目为支撑,以3级项目与核心课程为基础,很好地将核心课程教育与对专业的整体认识统一起来,并结合项目训练对学生自我更新知识的能力、人际和团体交流能力以及对大系统的掌握、运行和调控能力进行整体培养⑥。总的来说,整个课程计划中所包括的导论性课程、学科课程、专业核心课程和实践项目互相嵌合,实现了并行整合与时间整合相结合,从而使课程要素在时间上相互关联,即遵循了程序上的连续性原则与程序性原则,相应的课程各学习阶段相辅相成,其历时性也就相对较高。(二)EIP-CDIO课程组织的结构问题图3课程组织的四种方式(学科以垂直方向展开,项目和能力以水平方向展开)⑦在图3中,最左边的图示为传统的学科组织方式,而最右边则为学徒制的模型,只有中间两种组织方式可以实现课程各要素的统合。然而基于问题的教学计划的组织原理有可能存在不再强调科学技术知识的同时与深化技术基础的工作知识这一目标冲突,并在实践中由于大学传统形成的学科组织思维而难以实施。因此,EIP-CDIO采用第二个图所描述的组织原理学科相互支撑,并与能力及项目相互交叉。这种课程结构促进了学科知识的学习并整合了能力及项目实践的经验获得,从而使课程的主要要素在空间上实现了高度统合,即遵循了结构上的统合原则,使相应的课程各要素之间关系更加紧密,其共通性也就得到提高。三、课程内容的变化集成的而不是割裂的科技的发展有其内在的逻辑,现代社会在科学知识高度分化的基础上,知识综合化发展的趋势又逐渐浮出水面,各学科和技术领域之间的相互渗透、交叉和融合正成为知识形成和发展的重要途径,这一综合化的趋势在工业实践和工程学科研究中表现得尤为突出。而越来越被提倡的大工程观也就是在人类面临当前知识经济时代基于对高级工程人才素质的更高要求而提出的,它超越了传统狭隘的知识分化领域,是融合了科学、技术、人文、社会、经济、管理、伦理、道德等内容为一体的全新的工程观念。2004年底,由美国工程院(NAE)与美国自然科学基金委员会(NSF)共同发起的2020工程师计划发表了2020的工程师新世纪工程的愿景的报告,认为未来的工程师应该具备以下7项关键特征分析能力、实践经验、创造力、沟通能力、商务与管理能力、伦理道德以及终身学习能力等⑧。该报告用了一段非常形象的语言描绘了2020年工程师的关键特征他或她应当具有LilianGilbreth的聪明才智、GordonMoore的解决问题的能力、AlbertEinstein的科学洞察力、PabloPicasso的创造力、Wright兄弟的果断、BilGates的领导力、E2leanorRoosevelt的道德心、MartinLutherKing的远见,以及小朋友的好奇心。由此可见,工程教育课程要满足这些新的趋势与要求就必须摒弃传统狭隘的、割裂的、孤立的学科教育模式,重新统筹设计、整体优化,使得各类型知识有机糅合,构成全新的、和谐有序的集成课程系统。当然这绝不意味着盲目增加课程内容,把各种割裂的知识或内容简单拼凑成大杂盘。汕头大学的EIP-CDIO课程内容最显著的特点就是集成的而不是割裂的,从而将上述要求有机地反映到课程内容里面。汕头大学工学院结合中国实际提出以设计为导向、将素质教育与CDIO四大能力相结合的EIP-CDIO课程培养方案,即注重职业道德、诚信和职业素质,并与CDIO有机结合。这一培养模式强调做人与做事相结合,做人通过做事来体现,做事依靠做人来保证,在培养过程中注重人文精神的熏陶,使培养出的工程师具备良好的职业道德⑨。如图4所示,其培养框架所反应的内容都旨在使学生在整个课程实施过程中得到发展。例如将工程师职业道德课程作为工学院全体学生的必修课在整个教学环24节中,课程教学大纲对每一个项目和课程都会有EIP方面的要求和具体考核规范在专业培养上以实践性和探索性的项目设计为载体,通过多种教学因素的集成来培养学生的个人能力、团队能力、系统调控能力。由此可见,EIP-CDIO的课程组织内容涵盖了学习者认知侧面与情意侧面发展的各种要求,包括工程理论基础知识的掌握、工程实践能力、工程职业道德与责任感以及个人职业能力、学习能力、发展能力、领导管理能力等等,将这些众多的要求加以集成,从而组成了科学、有序、关联的一体化课程体系。图4EIP-CDIO的培养框架⑩四、课程的实施融合知识传授与能力培养于一体EIP-CDIO工程教育模式的改革契合当前工程教育改革的趋势,使知识传授与能力培养融合在一体化的教育过程与课程实施之中,这也是其课程实施的最大特点。然而在工程教育的传播过程中最容易出现人们将其课程实施与我国在传统的工程教育模式中所运用过的问题教学、项目教学、典型产品组织教学、做中学等相混淆,从而使对EIP-CDIO工程教育的理解简易化或曲解化。EIP-CDIO课程的实施过程中有以下几个方面的突出要求(1)要求培养过程要达到培养学生的创新精神、实践能力以及职业道德等目标,从而让学生能够领导新产品和新系统的开发和运行、理解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响等(2)要求在整个项目课程实施过程中将知识系统完整地传授给学生,同时使学生获得一种知识与经验的背景环境,体现了系统知识的关联性以及培养的长期性特点(3)要求在整个具有递进式的三级项目设计过程中兼顾职业性与学术性,从而培养具有可持续发展能力的高级工程师,而不仅仅是熟练工人的培养(4)在课程实施过程中对师资有更高的要求,要求教师不但有深厚的工程知识,还需要具备丰富的工程实践背景,同时还要能给学生展示出一个新时代工程师所具备的工程责任感、职业道德等综合素质方面的风采。历史上出现过的项目教学、典型产品组织教学、问题教学、做中学等都不可能达到EIP-CDIO课程实施过程中所必须体现的上述要求。例如项目教学具有短期性与临时性特点,而与上述要求(2)相违背典型产品组织教学是一种熟练工人的培养模式,适合于职业技术学院或者技工学校的培养方式,不可能达到上述要求(3)问题教学虽然也着力于培养学生的创造性思维,却不可能达到上述要求(1)至于做中学则只是一种课题学习模式,重视生产实践经验的积累,并不会像上述要求(4)那样对师资有更高的要求,也更不可能达到要求(2)(3)的目的。因此,EIP-CDIO课程的实施能够真正融合知识传授与能力培养于一体,绝对不等同于传统的项目教学、典型产品组织教学、问题教学、做中学等模式。注释①刘吉臻.工程教育课程改革的思维转向工程化的视角[J].高等工程教育研究,2006,(4).②⑥⑨⑩顾佩华,沈民奋.从CDIO到EIP-CDIO汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究.2008,(1).③王伟廉.高等学校课程研究导论[M].广州广东高等教育出版社,2008128-129.④王伟廉.高等学校本科课程编制模式探讨[J].高等教育研究,2003,(3).⑤汕头大学工学院网页http//www.eng.stu.edu.cn/chinese/eipPlan.aspxflowNo=174.⑦(法国)EdwardCrawley,JohanMalmqvist等著,顾佩华,沈民奋,陆小华译.重新认识工程教育国际CDIO培养模式与方法[M].北京高等教育出版社,200981.⑧李晓强,孔寒冰,王沛民.建立新世纪的工程愿景兼评美国2020工程师愿景报告[J].高等工程教育研究,2006,(3).(责任编辑赵淑梅)34
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