基于復雜學習理論的CDIO工程管理專業碩士教育模式研究

吳光東 羌國鋒

摘要：面對目前高層次工程管理人才培養過程中的復雜性問題，文章嘗試從工程管理專業教育體系出發，采用文獻研究方法，對復雜學習理論和CDIO教育理念在工程管理專業碩士教學中的應用現狀進行分析，闡述基于復雜學習理論的CDIO工程教育體系及其實施的保障機制。結果表明，將復雜學習理論與CDIO教育理念有機融合可以形成較為完整的教育體系，較適合工程管理專業碩士階段的教育。

關鍵詞：復雜學習理論；CDIO；工程管理；教育體系

中圖分類號：G643；TU723.1 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）01-0028-04

隨著工程管理環境的復雜化和建設項目規模的日益擴大，社會對高層次復合型工程管理人才的需求逐漸增大。工程管理專業人才的培養要符合“卓越工程師計劃”的要求，即培養的人才既要有多元化的知識，更要能夠將理論應用于實踐，以解決實際工程建設過程中的復雜問題[1]。CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）工程教育理念在中國推行了十多年，對工程本科教育改革產生了深遠的影響。然而，將CDIO理念推廣到碩士研究生教育層面目前仍然還比較欠缺，面臨許多新的問題。比如：碩士研究生的能力標準是什么？在CDIO大綱中能否找到適合研究生的教育方法？

在工程管理專業教育中，許多概念之間的關系是錯綜復雜的，而復雜學習理論是將不同的單一概念相互融合成一個整體的學習理念[2]。復雜學習理論旨在將知識、技能和態度進行融合，協調各種不同性質的要素和技能，并將所學的知識遷移到日常生活和工作中[3]，以實現學習者的自我轉變、自我超越和自主創新[4]。復雜學習過程具有非線性、初始條件依賴性、涌現性、自組織等特性[5]。復雜學習理論目前主要用于教學設計，即將所學到的知識技能等有機融合起來，有效解決實際問題。越來越多的研究表明，高等教育具有復雜性。本文分析了基于復雜學習理論的CDIO工程教育模式在工程管理專業碩士教育中的應用，并嘗試提出適合工程管理專業碩士教育的教學體系及保障機制。

一、研究綜述

三大學習理論（行為主義、認知主義、建構主義）對復雜學習的闡釋[6]，綜合起來講，復雜學習是在復雜的學習環境下培養的能夠將知識、技能、情感態度等融合起來，并能整體綜合運用到解決實際復雜問題的過程中。國外關于復雜學習理論在實際教學中的應用研究比較成熟。例如認知負荷理論（CLT）認為，現實生活中的目標任務應該是復雜學習的動力[7]。目前國內關于復雜學習理論的研究成果并不多。以復雜學習為主題，時間跨度為2006年到2017年，在中國知網期刊全文數據庫里搜索到278篇文獻，而精確研究復雜學習的文章只有26篇，其中16篇是基于復雜學習的教學設計模式探究，1篇是關于復雜學習理論含義的闡釋，9篇是關于復雜學習平臺教學設計模型的研究。關于復雜學習理論在工程管理專業教育中應用的研究文章不多見，而工程管理專業教學設計模式的研究成果相對較多。

國內有關教學設計模式研究主要集中在三個方面：一是基于混合學習理論、建構主義理論等基礎理論的研究[8-10]；二是基于具體教學環境和平臺的研究，如4C/ID教學模式[11-12]；三是基于教學過程問題解決的研究[13-14]。復雜學習理論是基于復雜性科學的基本思想，將傳統學習理論和關聯主義學習理論相融合的應用研究，而高等教育本身也具有復雜性[15]，因此研究基于復雜學習理論的CDIO工程管理專業教學體系對目前復雜的高等教育更有實際意義。本文在復雜學習理論和CDIO工程教育模式的基礎上，將其與工程管理專業碩士教育相結合，探討基于復雜學習理論的CDIO工程管理專業碩士教學體系及保障機制。

二、基于復雜學習理論的CDIO工程管理專業教育體系

（一）工程管理專業特點

工程管理是工程技術與管理相結合而形成的一門復雜性學科。該學科涵蓋了工程施工技術、成本優化、網絡技術、管理控制等體系，旨在綜合運用計算機技術進行有效的工程管理。工程管理專業培養的是具備工學、管理學和經濟學的基本知識，能夠將所掌握的科學理論、方法和技術整合起來，綜合運用到復雜的工程項目中，以解決復雜問題的復合型高級管理人才。以往工程管理強調的是對工程建設過程的管理，實際上，工程管理既包括重大工程建設項目實施過程中的管理，譬如工程勘察與設計、施工過程管理、項目運行管理等，也包括復雜的設備、產品等在開發、制造過程中的管理。

現代工程項目中遇到的更多的是復雜性系統問題[16]，需要工程師掌握跨學科的知識和技術來處理，這給工程管理專業教育帶來了新的挑戰。工程管理專業教育的主要問題是“語境意識”，即要具備在更寬廣的背景下觀察工程問題、提供解決方案和預測后果的能力，涉及科學、技術、經濟、法律、社會和文化等各方面知識[17]，還不同程度地關聯環境、職業道德、行為規范以及健康和安全等問題。

（二）工程管理專業教學管理

1.培養方案的制定

在工程管理專業碩士培養過程中，課題研究、畢業論文及工程實踐是核心環節，整個培養體系需要圍繞這三個環節來開展。因此，運用CDIO理念將這三個環節緊密聯系起來，融合成一個有機的人才培養體系，使培養的工程管理專業碩士既掌握了專業基礎知識，又具有科學研究能力和創造性思維，能快速適應工程管理復雜的實際工作。

2.工程管理專業課程體系

制定完善的課程體系對工程管理專業碩士教育至關重要。在復雜學習任務設計中，要用整體性思維來安排課程。課程內容要打破章節的形式，將課程模塊化[18]，幫助學生更好地將知識、技能等融合起來，發揮整體效益優勢。課程設置上按一級學科整合課程，主要分基礎課程、選修課程和必修課程。基礎課程包括英語、政治、數學等。必修課程主要設置工程管理專業基礎課，包括工程技術、管理、法律和經濟類課程，旨在幫助學生學習科學研究的基本思維方法。選修課程可以結合研究生自身的科研方向來開設，這類課程的內容一定要比本科階段更深入和豐富，能反映該研究方向最新的研究成果，要讓學生學有所獲。可以通過幾個實際的工程問題，在案例中將知識、技能融合起來進行講解，幫助學生提高應對復雜工程環境的能力，這也是復雜學習理論整體任務設計的優勢。

完善研究生示范性課程和核心課程體系。示范性課程主要指能夠體現研究生教學特色的課程[19]，這類課程要能夠反映學科前沿，目的是促進研究生自主性和探索性的學習。此外，在工程管理國際化背景下，推進工程管理專業教育的國際化也是很有必要的，應重視培養工程管理國際化高層次復合型人才 [20]。工程技術類課程是工程管理專業的核心課程[21]，可以采用雙語教學，比如通過引進英文教材、引導學生閱讀外文文獻等途徑來實現與國際教育的接軌。

3.實踐教學環節

工程管理專業碩士研究生的實踐教學可以通過案例教學、研討教學和現場實習等環節來強化。具體來說，可以結合CDIO工程教育理念，通過“互聯網+”“挑戰杯”“數學建模”等比賽提升學生工程應用的實踐能力。教學過程應以問題研究為中心，具體工程項目設計要結合企業生產運營的實際情況，并主動與企業相關人員溝通，加深學生對整個項目實施情況的了解，增強學生對項目的把控能力（圖1）[22]。

（三）工程管理專業教學評價

教學評價在整個教學環節中起著關鍵作用，因此，要制定綜合評價方案，以考核學生在各項能力的培養、學科知識的學習等方面的情況[23]。CDIO教育理念把工程師所需具備的知識、能力和素質分解成CDIO專業培養標準，這也是學生學習效果的測評依據[24]。

三、基于復雜學習理論的CDIO工程教育體系保障機制

（一） 完善教學督導制度

完善教學督導制度，首先要根據培養計劃制定明確的教學目標。在教學過程中應避免傳統督導評價方式忽略與學生溝通的弊端，教學督導的核心職能是反饋調控，應當將傳統教學督導方式向建立師生可持續發展關系轉變[25]，并進一步優化教學督導隊伍結構，這對工程管理專業碩士研究生的內在學習動機和創造力具有正向影響[26]。此外，還要強化教學督導反饋機制，將學生評價和學術會議信息反饋到院級教學督導，再到校級教學督導，整個教學反饋督導信息應融合成一個網絡信息共享平臺，方便師生及時查看了解，為教學方法的改善提供依據。

（二）加強質量保障體系監控

工程管理專業碩士研究生教學質量保障體系分為內部質量保障體系和外部質量保障體系，其中內部質量保障體系主要指研究生培養方式、教學環節、課程設置和工程實踐等環節；外部質量保障體系則是一些認證機構和服務機構[27]。在復雜學習理論視角下，工程管理專業碩士教學的復雜性決定了形成一體化質量評價體系的必要性，要樹立全面質量觀念。整個質量評價體系的核心是研究生、導師和管理教師三者之間的緊密關系[28]。此外，還應將內部和外部質量保障體系相結合，內部保障體系主要關注工程管理專業碩士研究生的培養過程，外部保障體系則主要關注結果，內部和外部質量保障體系相結合最終形成一體化質量保障體系。

（三）構建多元評估體系和評估標準

工程管理專業碩士教育具有復雜性，單一的評估標準不具有適用性，應當樹立以學生為本的理念，激發多元主體的活力[29]。評價工程管理專業碩士的綜合能力，應成立工程管理專業碩士評價委員會，成員由學校、政府、企業及社會機構等相關人員組成，針對不同類型學校的培養目標，使用不同的評估標準。高等學校應建立校內質量評價、教學管理新機制。在創新評價體系時，應充分考慮企業和政府的相關資源，以使評價結果更全面，也更具有代表性，有利于促進工程管理專業碩士培養質量的提高。

（四）加強校企合作與校外實踐基地建設

在工程管理專業教育中，加強校企合作是提高學生實踐能力的有效途徑之一[30]。高校需與企業深入合作，將行業企業一線最新的發展成果帶到教學中來。根據CDIO面向企業工程師的教育理念，既可引進企業技術專家到學校講課，也可以讓工程管理專業碩士研究生到校外實踐基地動手實踐。加強校企合作與校外實踐基地建設的關鍵是高校要形成完善的知識、技術轉移體系，企業提供實踐基地和具有豐富工程實踐經驗的專家，高校與企業共同擬定工程管理專業碩士人才培養方案，最終促進校企相互協作，共同發展。

四、 結語

本文在分析復雜學習理論和CDIO工程教育理念的基礎上，結合工程管理專業的特點，對工程管理專業碩士的教育體系和保障機制進行探究。結果表明，工程管理專業碩士階段的教學具有復雜性，傳統意義上的教學理論也無法很好地解決教學中存在的復雜性問題。而基于復雜學習理論的CDIO教育模式與教育體系，則有助于工程管理專業碩士的教育。不足之處在于復雜學習理論與CDIO工程教育的融合方式還存在一些問題，對此理論界也尚無定論。因此，后續的研究應著力理論融合模型的構建和培養機制的進一步完善。

參考文獻：

[1]吳中江，黃成亮.應用型人才內涵及應用型本科人才培養[J].高等工程教育研究，2014（2）：66-70.

[2]Carstensen A K. Make links： Learning complex concepts in engineering education[C]. Research in Engineering Education Symposium， Kuala Lumpur， 2013.

[3]Van Merrinboer J J G， Kirschner P A， Kester L. Taking the load off a learner's mind： Instructional design for complex learning[J]. Educational psychologist， 2003， 38（1）： 5-13.

[4]周開發，曾玉珍.復雜性科學視域下本科人才培養新模式——以工程教育人才培養為例[J].重慶高教研究， 2017（5）： 91-100.

[5]Weichhart G. The learning environment as a chaotic and complex adaptive system[J]. Systema： connecting matter， life， culture and technology， 2013， 1（1）： 36-53.

[6]邱飛岳，劉朋飛，王麗萍，等.基于4C/ID模式的復雜學習支持平臺構架探究[J].電化教育研究， 2012（4）： 67-71.

[7]Jeroen J. G. van Merrinboer， John Sweller. Cognitive Load Theory and Complex Learning： Recent Developments and Future Directions[J]. Educational Psychology Review， 2005，17（2）： 147-177.

[8]俞顯，張文蘭.混合學習的研究現狀和趨勢分析[J].現代教育技術， 2013， 23（7）： 14-18.

[9]李逢慶.混合式教學的理論基礎與教學設計[J].現代教育技術， 2016， 26（9）： 18-24.

[10]王干，刁國旺，薛懷國，等.建構主義理論視角下全日制工程碩士生實踐教學體系的構建——以揚州大學為例[J].學位與研究生教育， 2016（2）： 17-22.

[11]邱飛岳， 劉朋飛， 王麗萍，等.基于4C/ID模式的復雜學習支持平臺構架探究[J].電化教育研究， 2012（4）： 67-71.

[12]李爽，張艷霞，喻忱.基于4C/ID模型的自主學習活動設計及教學應用[J]. 現代遠程教育研究， 2015（5）： 85-93.

[13]陳佑清.“學習中心課堂”教學過程組織的邏輯及其實現策略[J]. 全球教育展望， 2016， 45（10）： 40-47.

[14]胡小勇，李麗娟，鄭曉丹.在線環境下學習者協作解決問題的策略研究[J]. 中國電化教育， 2015（1）： 44-50.

[15]馬培.復雜性視角下我國高等教育改革模式探析

[J]. 高等理科教育， 2016（4）： 21-26.

[16]周開發，曾玉珍.復雜性科學與高等工程教育的融合[J]. 重慶交通大學學報：社會科學版， 2016， 16（3）： 103-107.

[17]Stanikis J K， Katiliūt E. Complex evaluation of sustainability in engineering education： case & analysis[J]. Journal of Cleaner Production， 2016（12）：13-20.

[18]徐春華. 基于復雜學習理論視角的網絡教育教學計劃改革[J]. 中國成人教育， 2014（5）： 124-127.

[19]章麗萍，趙張耀，徐敏娜，等.研究生課程體系的重塑與優化——浙江大學研究生課程建設的思考與實踐[J]. 學位與研究生教育， 2013（6）： 38-41.

[20]石防震，鄭娟，包艷華.基于高等教育國際化視角工科研究生創新能力培養研究[J]. 黑河學刊， 2016（5）： 161-163.

[21]習堯青，許書娟，孫振保.卓越工程師計劃下建筑工程管理實踐教學改革[J]. 職業技術月刊， 2017， 16（1）： 77-78.

[22]黃桂琴，何朝林，梁艷.基于CDIO工程教育模式的應用型經濟專業人才培養[J]. 成都師范學院學報， 2017（2）： 32-37.

[23]康全禮，丁飛己.中國CDIO工程教育模式研究的回顧與反思[J]. 高等工程教育研究， 2016（4）： 40-46.

[24]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（下）[J]. 高等工程教育研究， 2012（5）： 24-40.

[25]張東.師生可持續發展的教學督導立場選擇[J].中國教育學刊， 2017（1）： 40-44.

[26]蒙藝.研究生—導師關系與研究生創造力：內部動機的中介作用及督導行為的決定作用[J]. 復旦教育論壇， 2016， 14（6）： 20-27.

[27]陳凡. 歐洲高等教育質量保障新標準：理念與啟示[J]. 中國高教研究， 2016（6）： 92-96.

[28]封旭紅.瑞典林奈大學教育質量保障體系的構建及其啟示[J]. 研究生教育研究， 2016（3）： 91-95.

[29]喬剛，付鴻飛，王晴.創新驅動戰略下我國研究生教育內部質量保障的內涵、維度與路徑[J]. 學位與研究生教育， 2017（2）： 39-43.

[30]郭鋰，杜炫杰，葉惠文.基于CDIO理念的教育信息技術創新實踐基地群的構建與實踐[J]. 中國電化教育， 2013（6）：26-30.