CDIO模型的理念对工程类大学生学业评价的启示

CDIO模型的理念对工程类大学生学业评价的启示
浙江工业大学机电工程学院 袁旦
建筑工程学院 苏志强
杭州职业技术学院友嘉机电学院 钱慧娜

关键词 CDIO模型 工程教育 学业评价

本世纪初，四所国际著名的高等工程院校：瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、美国麻省理工学院、瑞典皇家技术学院提出了一种全新的工程教育培养模型——CDIO模型。该模型是近年国外高等工程教育的创新模式，其目标是为工程教育创造一个合理的、完整的、通用的和可概括的教学目标，重点将个人的、社会的和系统的制造技术和基本原理相结合，使之适合工程学的所有领域。CDIO模型的名称源于四个英文单词，即Conceive构思－Design设计－Implement实现－Operate运作，四个单词及其顺序表达了产品开发与生产的四个阶段，取四个单词的首字母命名模型名称，体现模型与工程生产的紧密结合。该模型的基本原理简单，内容涉及面广，适应性强，因此，利用该模型的理念开展工程类大学生学业评价具有很强的可操作性，其指导意义明显，应用价值突出。

一、CDIO模型介绍

（一）CDIO模型的主要内容

CDIO模型（以下简称“模型”），从“技术知识与推理”、“个人的和职业的技能与素质”、“人际技能、团队与沟通”、“在企业与社会环境下的构思、设计、实现、运作”四个方面提出了对工程教育的具体目标与要求，这些目标与要求汇总了当前工程学所涉及的知识、技能及发展前景等，是现代工程师必备的有关工程知识、技能和态度的汇编。所以模型在本质上包含子工科大学生在校期间应接受的工程教育所需求的基本文档。模型内容的四个方面及其相互关系见图1所示。从图中可以看出，模型具有目标性指导与教学参考纲要双重的性质：一方面，从模型制定的方式来看，其目标是在基础科学知识、工程基础知识等平台上给学生提供更多的实践知识，教育工程类学生成为新产品或新系统创造和执行过程中的领导者，能进行工程系统的构思、设计、实现和运作；另一方面，从模型制定的理念来看，模型要求工程类课程体系是“基于问题”的学习，强调探究式的学习方法，旨在创造一个新的整合性教育以提供给学生接触全面工程知识的平台。

模型的第一部分是关于工程技术知识原理和技术推理。现代工程学立足于对工程学基础原理的透彻理解，要想成为一个好的工程师就必须对工程基础知识的核心有深入理解。模型的第二部分为个人和职业的技能与素质。工程类大学生在职业实践中需要具备多种能力，主要有：工程推理与问题的解决，包括问题的识别与形成、建模、近似与定性的分析、不确定性分析、解决方案与建议；实验与知识的发现，包括前提假设的形成、纸质与电子文献的调研、实验调查、前提假设的测试与辩护；系统思维，包括整体性思维、系统的浮现与交互、优先级排序与关注、解决方案的决断等。模型的第三部分是人际技能。该部分是个人技能的重要组成，主要有：团队协作、沟通和用外语进行沟通。模型的第四部分是企业与社会环境下的构思、设计、实现和运作，展示了产品或系统开发须经过的四个阶段。从图中可以看到，对应着模型内容的四个方面是对工程教育的高层期望值，四方面内容具有包含关系，其中前三个部分，即“技术知识与推理”、“个人的和职业的技能与素质”、“人际技能、团队与沟通”是第一层次的基本要求，第四部分“在企业与社会环境下的构思、设计、实现、运作”是第二层次的要求，属于应用与深化部分。图1表达了模型四方面内容的层次关系。

（二）CDIO模型的特点

CDIO模型的灵感、理念、目标及其内容都表现出鲜明的特色。模型的名字CDIO其灵感来源于产品系统的生命周期过程——构思、设计、实现、运作，其缩写构成CDIO的名称。模型的教育理念就是构想一个强调技术基础的教育，并将工程教育置身于产品系统生命周期的具体环境中，充分体现了工程教育的过程，注重基础知识和实践能力。模型的目标是将企业的需求以工程学基本原理表述，强调了掌握基础技术中深厚的应用知识，培养善于构思、设计、实现、运作新产品系统的技能，能完成复杂的系统工程，能适应现代化开发团队和开发环境。模型内容的特点主要体现在CDIO模型的课程体系中，该课程体系思路清晰、层次清楚，应用“基于问题”的学习和探究式的学习方法，致力于缩小当前工程教育中的理论和实际操作能力之间的差距。大学工程课程除了教授学生技术知识外，还需要培养广泛的个人、人际与系统构建的技能。

二、传统理念下大学生学业评价的不足

学业评价由四个基本要素组成，即理念、功能、规范与方法[2]。这四个要素回答了三个问题，第一，学业评价的理念回答了评价是什么，体现为不同的价值取向，这是学业评价的本质；第二，学业评价的功能回答了评价可以做什么，体现为评价可能实现的评价目标；第三，学业评价的规范与方法回答了评价应该如何做，体现为评价的一般程序与具体方法。因此，传统理念下学业评价的不足主要有以下三个方面。

（一）在理念方面忽略了“过程”的关注

在传统的评价理念下，评价主体主要关注的是学生掌握的知识、技能等，他们关心学习结果，但较少关注学生的学习过程，如学习过程中如何解决困难，如何改进学习方法等。此外，对于学生的情感、态度与价值观等方面更不会重视，也不会主动了解。评价主体在思想观念上不重视对学生学习过程的评价，而这些内容的忽略是不符合现代工程教育价值观的。

（二）在功能方面局限于“好差”的甄别

许多教育管理者认为，学业评价的功能无非就是为学生成绩排序提供依据，一是可以确定教师的教学质量，二是可以证明学生的学习成效，因而将学业评价的功能定位在评定学生学习的好与差、优与劣，把学业评价等同于考试、测验。然而，现在的工程教育教学，课程内容交叉，授课形式多样，如果评价仍然局限在判定优劣、便于排序等方面会导致评价功能与教学实际的脱节。

（三）在规范与方式方面依赖于“考试”的形式

过去只熟悉、信任纸笔考试，不了解非纸笔考试，学业评价的规范与方式一般仅采用纸笔考试的形式。纸笔考试的优势在于方法简单，操作成熟，能适应传统教学以讲授知识点为核心的课程内容。但现在的工程教育教学有大量的实践型、拓展型教学内容，课程的评价须代之以表现式、任务式的评价方式，以“考试”为单一手段的评价方式必须根据评价理念、功能的改变而改进。

三、对工程类大学生学业评价的启示

（一）学业评价的理念应强调学习过程，力求知识与能力的协调统一

只关注结果的传统理念下的学业评价具有较浓的功利色彩，学生只需对照评价指标完成相应的任务，在学习过程中仅是接受知识而无法真正培养工程应用能力，对工程意识建立、工程应用能力培养等都有不利影响。因此，学业评价不仅要看到学生解决问题的结果，更要重视得出结论的过程。CDIO模型的理念从目标到内容始终强调学习的过程：从模型的目标看，模型要求学生在掌握基础知识和专业技能的基础上，将个人的学业发展、职业发展置身于产品构思、设计、实现、运作四个阶段中，在过程中掌握必备的知识与技能，提高自己的工程应用能力；从模型的内容看，它是一项培养工程师的工程，要求毕业生能掌握基础的工程原理，能致力于工程产品的改进，能够发展成为一个现代化的创新型工程师。所以引入CDIO模型的理念就必须要求学业评价以“过程”为基础开展，关注知识、技能的学习过程，关注实践环节及工程应用能力，力求知识与能力的协调统一。

（二）学业评价的功能应关注工程实际，把握需求与个性特点的有机结合

引入CDIO模型后，学业评价的功能应由侧重甄别“优劣”转向侧重学生的个性特点。学生的个性特点包含兴趣、特长、能力等方面，兴趣表达了想干什么，特长表达了会干什么，能力表达了能干什么，所以，学业评价既要重视学生在评价中“优”的方面与“劣”的方面，又要关注学生在评价中表现出的个性特点，要结合个人的兴趣、特长、能力进行评价，强调学业评价的真实性、针对性与情景性。CDIO模型构建的本意是为工程教育创造出一个合理的、完整的、通用的和可概括的教学目标，重点将个人的、社会的和系统的制造技术及基本原理相结合，使之适合工程学的所有领域。从模型构建的本意出发，要求工程类学生在掌握基础知识和专业技能的基础上，满足工程实际需求，因此，学业评价的功能应定位在关注工程实际需求的基础上开展，并结合学生的个性特点有效实施。

（三）学业评价的规范与方法应体现革新，突出主动性与阶段性的特点

对于学业评价的规范与方式存在诸多误区，最集中的就是将学业评价等同于考试，其次是将学业评价等同于学习计划的评分。这些误区是受应试教育、传统课堂教学的影响形成的，所以新的学业评价规范与方法必须摒弃传统观念造成的模式化操作过程。引入CDIO模型理念的学业评价在强调技术基础的同时，注重探究式学习方法，通过基于团队的研究性学习模式和主题研究项目的实践活动培养高素质工程应用型人才。探究式学习强调工程类大学生需关注“课题”而并非“课程”，要求学生在教师指导下，从工程实际中选择并确定课题进行探究，在探究过程中主动获取知识、应用知识、解决问题，要求学生变被动接受知识为主动获取知识。探究过程中，通过学生主动参与，培养其学习的独立性、自主性与合作性。探究式学习过程内容丰富，其包括实验、调查、分析、模拟制作、观察与思考、课外实践等。因此，学业评价的规范与方式应积极、主动地在学习过程中给予学生评价，并获得相应反馈。比如，学业评价的规范与方式可结合学业规划的制定，以“分阶段任务式”（即分阶段按课题任务、进度）的评价方式进行，在每一个评价阶段都能明确个人完成的内容、分析不足的方面、制定改进的方案等。如图2所示的是分阶段评价的一个具体例子。总之，学业评价规范与方式要将个人在工程知识、技能学习过程中循序渐进地进行评价，为个人的改进发展提供帮助。

表1 以学期或月为单位的分阶段任务式评价方法举例

阶段评价内容 （以学期为单位）	完成情况	存在不足	改进方案
CET-4考试	470分，合格	作文部分较弱，单词用法欠缺	大量阅读同时掌握词汇用法，参加CET-6考试
计算机二级考试	76分，合格	用“筛选法”编程能力较弱	在计算机上反复运编写、运算常用程序，参加计算机三级考试
口译证书	未取得	不满意	……
……	……	……	……

阶段评价内容（以月为单位）		完成情况	存在不足	改进方案
3月	参加校内科技立项	成功立项1个项目	项目创新性不够	撰写项目报告时需增强创新性内容
4月	参加校级辩论赛其中考试全班前五名	辩论赛进四强 ……	与辩友配合不够默契 ……	……
5月	常用单词背诵一遍参加计算机二级考试	……	……	……
6月	期末考试全班前三名参加CET-4考试	……	……	……
……	……	……	……

参考文献

[1]Edward F Crawley．The CDIO Syllabus——A Statement of Goals for Undergraduate Engineering Education[R]．The MIT CDIO Syllabus Report，2001．

[2]吴维宁，高凌飙．学业评价模式的初步研究[J]．华南师范大学学报（社会科学版），2005（6）：107-112．

[3]陶勇芳，商存慧．CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J]．中国高教研究，2006（11）：81-83．

（文见《中国高等教育评估》2008年第4期）