建構主義和CDIO教學模式的應用及比較分析

摘要：為支撐本土自主產業的強勁發展，讓高校本科畢業生進一步與實際工作接軌，建構主義與CDIO這兩種新興教育模式應運而熱。通過以微博試驗平臺開辟的“新課堂”來介紹建構主義教學模式的具體應用，以微機原理課程設計為例介紹CDIO教學模式的具體應用。簡要分析了建構主義與CDIO教學模式之間的關系：建構主義是CDIO的理論基礎，CDIO又是建構主義通向具體實踐的橋梁，兩者相輔相成，互相融合。

關鍵詞：建構主義；CDIO；教學模式；微博

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）27-0025-02

隨著高等教育的發展，我國擁有的高等工程教育的規模居世界第一，但當前工程教育面臨著許多嚴峻問題：不同類型學校與不同層次人才培養定位不清晰、培養模式單一，教育學術化，重理論輕實踐，專業設置口徑窄，缺乏系統規劃等。由此種種，從“中國制造”到“中國創造”，中國高等工程教育任重道遠，為支撐起本土自主產業的強勁發展，工程教育的理念急需升華，教學內容體系要更新，人才培養模式要創新，教學手段要革新，隨之建構主義與CDIO這兩種教學模式應時而生，應運而熱。

一、建構主義教學模式及微博試驗平臺的應用

一般認為建構主義理論是由瑞士心理學家皮亞杰于1966年提出的，建構主義的教學思想可從多個方面去理解，但主要反映在知識觀、學習觀和教學觀三個方面。[1]它的核心思想可以概括為：以學生為中心，教師為輔助，強調學生利用“情境”“協作”“會話”來達到知識意義建構的目的。通過對比分析可知，傳統教學模式是教師講授、學生死記硬背，即所謂“填鴨式”模式；建構主義教學模式則是教師指導，學生主動學習，達到知識意義的建構。

建構主義主要有三種教學模式：支架式教學、拋錨式教學和隨機進入式教學。以這三種教學模式為載體，同時與現代教育技術、互聯網相結合可充分體現建構主義的教學理念。微博則為此提供了一個很好的試驗平臺，可培養學生自主學習、研究性學習、協作學習的能力。師生可通過電腦或智能手機在微博平臺上開展互動，在一個完全平等的領域，充分調動學生自主學習的積極性，教師提出問題，學生解決問題，共同探討，共同進步。現對基于建構主義理念的微博試驗平臺在指導本科生開展學習中的應用作一簡介。

案例一：圖1為指導教師為指導本科生開展大學生科技創新項目立項，通過騰訊微博（天印湖學社）發布相關課題的基本知識，搭建腳手架，學生在此基礎上進行獨立探索（文獻搜集和閱讀），小組討論后再撰寫立項申請書，最終該課題成功立項。由本案例可知，教師通過微博公開一些本專業領域的學術信息，公開透明地給對此感興趣的學生一個充分發揮的平臺，給予學生進行完全自主探索的機會，從而幫助其自主實現知識的意義構建。

案例二：圖2是任課教師以電氣工程及其自動化專業基礎平臺課《微機原理及應用》的教學為例，在課后通過微博發布問題，實現“問與答”環節的互動。教師利用微博的@功能，對每個學生均安排問題并要求其在規定時限內進行解答，同時給予及時的點評和引導。經過一個學期的探索性試驗，學生自主學習的意識明顯改善，該課程的教學效果也得到大大提高。通過對近5年來同一專業該課程考試成績縱向比較可知，該班考試平均成績顯著提高，高分人數也達歷史最多。同時微博互動也加強了師生聯系，該課程在期末學生網絡評教活動中評價結果進入全校前10名。

綜上所述，知識的適應性思想是建構主義思想的根基，它一方面巧妙超越了傳統認識論無法擺脫的兩個邏輯困境，另一方面又在其深邃而合理的哲學觀念的基礎上，為教育創新提供了思路、搭建了平臺，并對人的主體性回歸注入了鮮活的力量。[2]

二、CDIO教學模式及其應用

CDIO教學模式是由麻省理工學院等四所大學組成的跨國研究組織經過4年的探索研究，于2004 年創立的一種為工程類專業度身定制的培養模式與方法。CDIO的含義為：構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate）。[3]

作為高等工科院校的新興教學模式，本著讓學生畢業時更能迎合市場需求并能快速融入新的團隊創造可觀的利潤為目標。CDIO教學模式以項目開發為主線展開教學，整個教學過程是一種由教師發起并維持、在教師指導下，以學生為主體的協作過程。作為發起者和維持者，教師根據市場需求并結合學生的實際能力提出一些設計要求讓學生以團隊的形式獨立完成。現以微機原理課程設計為例介紹CDIO教學模式的具體應用。

構思（C）——學生在接受任務的同時進行初步的構思，構思需要進行相關基礎知識的支撐，亦需要學生主動地去查閱相關資料來論證自己的假設，而非單方面的由教師來灌輸知識，亦步亦趨，忽略了主觀探索的過程。激發學生的邏輯思維判斷能力等高級思維活動，這就以建構主義理論為基礎，學生以自己的經驗為基礎輔助后期探索得到的知識來構建知識體系，形成進一步的假設構想。在微機原理課程設計初期，教師布置課題及設計任務，如：以“帶數碼管顯示的交通信號燈模擬系統設計”為題目，要求學生在STAR ES598PCI實驗系統的基礎上，應用可編程并行接口8255、可編程定時/計數器8253等I/O接口芯片，設計一個十字路口交通信號燈模擬控制系統。繼而啟發式地帶領學生閱讀相關文獻資料，形成初步的設計理念。

設計（D）——以前期的構思為基礎，進入關鍵的設計階段，對嚴重缺乏實際操作能力的高等工科院校學生而言，需要從知識型向應用型轉變，前期適當的利用教師的幫助以及團隊協作互相幫助的優勢得以克服剛入門的生疏，后期則要充分施展自己的動手實踐能力把構想應用到實際問題中去，通過不斷地發現問題、解決問題來得到質的進步。進入設計階段，教師把學生分為若干學習小組共同探討協作完成課題，讓學生結合自己對課題的日常認識經驗并適當地參照往屆學生的設計成果，構建基本設計框架，編制程序流程圖，進而將前期的構思運用于設計中，進而優化整合得到屬于自己團隊的作品。

實施（I）——當所有的前期理論準備就緒，運用匯編語言編寫程序，程序設計完工就到了實施和運行的階段，運用實驗軟件輸入程序代碼，再進行匯編校核，達到語法無錯誤；然后再進行調試檢驗，如圖3所示，充分調動團隊及個人的知識儲備以及應對各種困難的能力，直至程序功能上零錯誤。

三、建構主義與CDIO教學模式的比較分析

CDIO教學模式是一種以建構主義為理論基礎的教學方法，同時也是建構主義教學理論走向實踐的橋梁。建構主義為CDIO提供了理論基礎和方法指導，[4，5]可防止CDIO教學偏離預期軌道。在CDIO模式教學實踐中有時可能會產生偏差，為了防止偏差，可以從建構主義理論的“知識觀”“教學觀”“課程觀”“教師觀”“學生觀”“學習觀”等方面入手，實現建構主義的學習環境。[5]

CDIO教學模式強調的是一種“做中學”“學中做”雙向互動的理念，需要擺脫以往教師單方面傳輸知識，學生被動接受知識，然后進行硬性測驗逼迫學生去死記硬背來應付考試的模式。為了防止CDIO教學模式偏離預期的軌道，就需要建構主義教學理念的輔助引導，讓教師一改以往的觀念，從傳授學生知識到引導學生自主學習知識，教會學生在一定的社會情境下學習，主動地去汲取外界的營養，擺脫學生學習成績不好就是學習不夠努力的觀念，更多地去尋找其他方面的因素，例如可以找到學生真正的興趣所在，找到合適的契合點，給予學生“全情投入”的機會或許會有意想不到的精彩。

四、結語

不論建構主義還是CDIO，這兩種尚未成主流的全新教學理念，都可取得不可小覷的教學效果。建構主義強調的是以學生為主體，強調學生對知識的主動探索，對知識意義的自主構建。而CDIO則是以建構主義理論為基礎，在此基礎上要求學生能夠具備動手實踐能力、團隊協作以及自主創新的能力，能與日后的工作更加密切地接軌，從而培養與時俱進的工程應用型人才，支撐本土產業。

參考文獻：

[1]鄭大年.知識觀、學習觀、教學觀——建構主義教育思想的三個層面[J].全球教育展望，2006，（5）：32-36.

[2]呂林海，高文.走出建構主義思想之惑——從兩個方面正確把握建構主義理論及其教育意蘊[J].電化教育研究，2007，（10）：31-35.

[3]克勞雷.重新認識工程教育——國際CDIO 培養模式與方法[M].顧佩華，等，譯.北京：高等教育出版社，2009.

[4]于佐東，黨承華，丁光彬.以建構主義的學習理論認識CDIO工程教育模式[J].中國電力教育，2012，（4）：7-8.

[5]楊志奇，高雪鐵.基于CDIO模式的畢業實習、畢業設計教學改革研究與實踐[J].科技信息，2010，（33）：207-208.

（責任編輯：劉翠枝）