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摘要:通過對美國工程教育改革與實踐特點的介紹，呈現當前美國工程教育創立的CDIO模式的創新性以及這一模式所產生的世界性影響力。在此基礎上，進一步探討美國CDIO模式在中國的實踐路徑，由此闡明中國工程教育的改革前景及預期發展目標。

關鍵詞:美國工程教育;CDIO模式;本土化;中國工程教育

美國工程教育向工程本身回歸的熱潮傳入中國之后，伴隨中國工程教育改革的步伐，美國工程教育所倡導的各種教育模式和做法為我國工科院校所紛紛效仿，這其中CDIO模式成為中國工科院校所普遍采用的改革模式和創新導向。然而，誕生于世界一流大學麻省理工學院的工程教育創新模式是否適合中國本土的所有工科院校呢?盡管這個問題還沒有被國內高教界所普遍探討，但當今中國工程教育對CDIO模式的學習實踐卻已經開展得轟轟烈烈。如何使中國高等教育改革富有成效，如何創造性地借鑒西方經驗，值得深入研究。

一、美國工程教育的兩次轉型及其影響

通過對相關研究文獻的查閱，以及中國工程院時銘顯［1］院士對1995年美國國家研究理事會(NationalResearchCouncil，NRC)工程教育委員會(BEEd)發表的“工程教育適應系統的設計”報告以及2002中國工程院教育委員會的《訪美考察報告》的分析，可以了解20世紀美國工程教育的發展歷程。這一歷程主要表現為兩個階段:工程教育從技術范式到科學范式，從科學范式到工程范式。這種范式的轉變有著深刻的歷史緣由和社會實踐背景［2］。根據葉民［2］的研究，早期的美國工程教育具有英國工程教育的特點，采取學徒制，而與法國、德國的工程教育有所不同，所以當時美國的工程師都是通過學徒制產生的而不是通過正規的學校教育，也就是在整個19世紀和20世紀初美國的工程教育注重現場的操作和實驗，而沒有注重科學理論的傳授。1862年《莫里爾法案》的誕生改變了美國工程教育的手工傳授模式，使之進入系統教育階段，尤其是第一次世界大戰以后，美國的工程教育開始效仿歐洲工程教育的模式，運用科學知識原理進行專業的工程教育，改變以往工程教育的方法和途徑，創建了美國工程教育的新模式，使美國工程教育從技術專攻時代進入科學并舉的工程教育時代。至此，美國和其他歐洲國家一樣，形成強調科學基礎忽視工程實際問題解決的“科學工程教育導向”模式。［2］美國這一“科學導向”的工程教育模式的確立不僅使美國的工程教育完成了從作坊學徒制向正規課堂教學模式的轉變，也使得美國的工程教育進入無止境的科學至上的教育發展態勢，傳統的注重實踐經驗的工程師教育不再被重視。1957年蘇聯人造地球衛星的發射更促使美國加強在工程教育中的基礎研究導向。不僅美國國家科學基金會(NSF)給各大學直接撥款支持科學研究活動，《國防教育法》中更是強調“國防有賴于掌握由復雜的科學原理發展起來的現代技術，也有賴于發現和發展新原理、新技術和新知識”。正是在這一方針的指引下，美國的工程教育走向了“重理論輕實踐、重分析輕綜合、重技術輕人文”［3］的科學教育模式。學習德國強調科研及科研的方法以及學位教育的美國工程教育使得美國在制造業領域的地位一度處于劣勢，在愈演愈烈的商戰中美國三大支柱產業電子、半導體、機械的收益連續下滑［3］。面對如此境況，進入20世紀80年代以來，美國在工程教育領域發起了“回歸工程運動”，開始對“科學導向”的工程教育模式進行改革，并對美國政府、企業和教育界進行反思，認為教育界沒有盡到工程教育的責任，忽視了工程設計的教育［2］。美國工程教育界掀起了“回歸工程”的浪潮，其核心內容就是要使建立在學科基礎上的工程教育，回歸其本來的含義，更加重視工程實際以及工程教育本身的系統性和完整性［2］。其中美國麻省理工學院和斯坦福大學率先對美國的工程教育進行了反思與探索。1993年，麻省理工學院工學院在其的《大工程觀與工程集成教育》報告中，由院長喬爾•莫西斯(JoelMoses)提出了“大工程觀”概念。這個概念的提出不僅明確了未來四年工學院的發展目標，更是確立了工學院未來的教育理念和教學發展模式。正如莫西斯所言，“大工程觀的術語是對為工程實際服務的工程教育的一種回歸，而與研究導向的工程科學觀相對立”。［4］這一決定教育改革方向的規劃報告的出臺，標志著麻省理工學院將對工程教育的導向進行調整，重新回歸工程的本質。而這一回歸不是簡單回到過去而是對傳統的超越，也就是說未來的工程教育不僅重視培養工科學生系統的科學知識體系，更要強調工科學生的專業的實踐性。麻省理工學院“大工程觀”教育理念的提出，隨后引發了美國一系列對工程教育反思以及重新定義工程教育的行動，不僅強力推動了美國工程教育改革，也促進了美國對未來工程師標準的重新界定。這些行動包括美國國家科學基金會發表的“重建工程教育，集中與變革—NSF工程教育專題討論報告”，美國工程與技術認證委員會(A-BET)對21世紀新的工程人才提出的11條評估標準，以及獲得KnutandAliceWaiienberg基金資助的由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等其他四所大學組成的跨國研究小組創立的CDIO(Con-ceive，Design，Implement，Operate)工程教育理念和教育模式。2004年，美國工程院(NAE)又與美國自然科學基金委員會(NSF)聯合共同了《2020的工程師:新世紀工程的愿景》［2］的報告。這一報告進一步明確指出了未來美國工程師的培養目標和工程師的素質標準。以上這些改革行動不僅指明了未來美國工程教育發展的新方向，也獲得了世界各國的追隨與效仿。其中，CDIO模式是影響力最大的。這一模式不僅是國際工程教育改革的新成果，而且獲得世界各國的廣泛認同。目前CDIO已經成為一種以其自身命名的國際合作組織。

二、CDIO模式的基本思想與內涵

CDIO作為一種新的工程教育模式，它所創立的工程教育的新標準標志著工程教育要突破狹窄的專業視野，要具有系統的工程教育格局。基于這一模式所培養的學生獲得了社會與企業的廣泛好評。在目前加入CDIO組織的幾十所大學中，機械系和航空航天系已經全面采用這一標準。瑞典國家高教署在對本國100多個工程學位進行評估時全面采用這一模式所設定的標準。正是由于這一模式的先進性和科學性，2010年美國工程院把被譽為工程界的諾貝爾獎的“戈登獎”頒給這一模式的創始人EdwardCrawley。CDIO模式不僅融合了歐美幾十年來的工程教育理念，更重要的在于其具有極強的可操作性和可測量性及普遍的適用性和可行性。盡管CDIO模式受到了世界各國的廣泛認可和歡迎，但要真正運用好CDIO模式并與本國的高等工程教育恰當融合，實現本國工程教育的轉型與變革，還必須準確了解CDIO模式產生的背景以及其蘊含的深刻的工程教育思想。

1．CDIO模式產生的背景與創新思想

CDIO模式是20世紀七八十年代誕生的，主要源于當時的美國社會發展現實。70年代冷戰時期蘇聯衛星上天讓美國感到自己的高科技領域尤其是新技術領域受到了威脅，于是開始提升技術水平，實現技術的創新。美國認識到大學尤其是工科大學的專業教育要進行變革。工程教育與科學教育均納入美國國家發展計劃，投入大量研究經費來進行軍事國防的研究與發展。隨著美國登月計劃的成功，美國認為一直專注于征服宇宙空間和蘇聯競爭的科學工程教育應該進行轉型，用于軍事防衛的研究經費可能減少，而要把應用科學和工程教育更多的注意力轉移到國內的社會問題與公民的具體生活領域中來，轉移到房屋、運輸、保健、教育、污染與控制等問題上來［5］。工程教育不僅僅要關注技術的問題，更要關心社會問題與影響。也就是說美國的工程教育不僅僅關心技術問題，更要具有系統思維的大工程觀。在這種思想的引導之下，美國的工程教育進入一個全新的時代，不僅創設出使工程教育與社會問題緊密聯系起來的美國著名的大工程教育觀的教育戰略—STEM(科學、技術、工程、數學)教育，以此來提升美國的競爭力和創造力，同時在美國麻省理工學院的引領下對工程教育自身的問題也重新進行了方向調整與模式轉型，這就是著名的CDIO模式。而這種模式不僅僅注重教育內容本身的調整與轉變，更在于教育教學模式的轉型與開放，它強調的是一種大學與工業界的廣泛合作與互動，同時對教師和學生都提出了新的要求。因此CDIO模式在眾多美國工程教育改革實踐中獨樹一幟，獲得世界各國的普遍贊同和接受。

2．CDIO模式的核心思想與具體內涵

通過對CDIO模式的相關研究文獻的梳理可以看出，CDIO模式就是美國工程教育大工程觀的具體體現和實施路徑。如果說大工程觀是綱領性思想，那么CDIO模式則是具體實施方案。葉民［2］認為，這個模式不是針對哪一個具體大學和具體專業，所有大學和專業都可以進行。但至于不同的大學如何選擇CDIO模式的具體實施路徑，葉民卻沒有更多的闡述，葉民更多地關注對CDIO的模式運行需要的條件和環境進行設計與轉換。根據相關研究文獻可以發現，CDIO模式主要從四個方面對工程教育中學生所要達到的預定目標進行了設定，這四個方面就是構思Conceive、設計Design、實現Implement和運作Operate，也由此簡稱為CDIO模式。這四個目標主要體現學生的四個方面能力即工程基礎知識、個人創造性、團隊合作能力以及工程系統運行的能力。如果把模式的全過程能力逐級細化表達出來共有3級70多條400多款，目前國內大多數文獻把它歸納為12條標準。這12條標準是對工程教育教學目標整體的描述，這是一個系統的標準框架。但就CDIO整體模式而言，更注重對學生培養環境的提升與強化，而不是僅僅把這些條款和標準作為具體教育實踐的操作指南。正如查建中［6］所言，在理解和運用CDIO模式時，要注意這一模式所蘊含的方法論思想，也就是CDIO模式更加強調作為知識和能力培養的載體與環境，要注意知識與能力之間的關聯性。也就是說在實踐中培養學生的素質與能力，在實踐中讓學生理解和領悟專業的知識和理論，同時注意教師教學能力和專業能力的提升。而CDIO的所有條件和標準都是為學生所設計和準備的，也就是無論專業的教學大綱的改進還是課程體系的調整以及工程實踐的過程和實踐環節，都以對學生學習結果的評價為主導。麻省理工學院創立的這一模式一經引入中國就獲得廣泛的認可和傳播。在中國知網中輸入“CDIO模式”搜索，僅在2017年就可以查到超過500篇的相關文獻。可見CDIO模式所具有的廣泛影響力和超越具體專業的具有廣泛適應性的工程專業改革發展圖景，也就是說各個工程專業可以根據這一藍圖確立符合自身專業要求的具體知識和能力的培養方案和培養內容。它對工程專業的教學管理、教學設施、教學工程實踐、教學評估都提出了具體明確的要求和標準。陸小華［7］認為，CDIO模式對某一工程專業而言，其核心思想是提供了重要的教育依據和教學目標基礎(教學大綱和標準)。在國內的語境表達就是“培養什么人”和“怎樣培養人”這兩個根本的工程教育問題。CDIO模式提出的12條標準的愿景是為學生提供一種強調工程基礎、系統的構思以及建立在真實世界中的產品設計—實施—運行的一體化的工程教育，將學生培養成能夠掌握深厚的技術基礎知識、領導新產品和新系統的開發和運行、理解技術的研究與發展、對社會有重要性和戰略影響的人，或者可以說是新型工程師。

三、基于CDIO模式的中國工程教育改革

在中國最早實施CDIO模式的是汕頭大學。2005年在其執行校長顧佩華的帶領下在國內率先實施該模式，其實踐經驗匯成研究成果已在國內外有影響力的期刊上發表。汕頭大學也成為中國內地首個加入CDIO組織的高校。之后2007—2017年近十年的時間里，教育部高教司組織了十余次專家研討會和試點調查組，進行中國工程教育模式的研究與實踐問題的交流與探討，參加的學校包括北京工業大學、燕山大學、合肥工業大學、成都信息工程學院、廣州大學等，涉及的專業包括機械、電氣、化工和土木工程類。從2009年開始，教育部不僅進行定期的交流，還以培訓班的形式培養骨干人才。2016年中國工程教育聯盟成立，首批加入聯盟的學校有104所，并建立多批次的試點學校和試點專業。2017年4月，中國高等教育學會分會的工程教育專業委員會和全國地方高校卓越工程教育校企聯盟，在浙江大學城市學院召開“建設新工科背景下的CDIO工程教育改革與發展”主題研討會，其目的在于提高工程教育質量，加快合作互補，創設創新人才培養模式，為滿足國家戰略發展需要提供強大的新興工程科技人才支撐。由此可見，國內地方性工科大學尤其是應用型工科院校對CDIO模式普遍情有獨鐘，不僅實踐工作開展得轟轟烈烈，學術探討成果也是層出不窮。但在這些學術成果中，可以發現一種共性就是對該模式感興趣的大多是高職院校，且大多局限在傳統工科如化工、機械和電子等專業課程的教學方法的改進與創新中，于是就出現了這樣的問題:CDIO模式真的是那么簡單地就可以實施和采用嗎?它僅僅強調的是教學領域的問題嗎?與學校其他方面的條件與環境沒有關系嗎?通過進一步對相關研究文獻的分析與思考可以發現，目前國內對CDIO模式的解讀和認識還有很多不足之處。不僅在具體教學環節的改革上存在有簡單僵化的傾向，就是對CDIO模式的普遍適用性上也存在著“一刀切”的導向偏差。目前已經有學者對這種傾向開始進行反思與追問。比如熊和平與岳愛臣［8］在其合作的文章中提醒國內的工科院校，在引入CDIO模式時要注意對CDIO的誤解和實踐中風險的規避。而本文認為，要恰當引用CDIO模式對工程教育進行改革與創新，不僅需要對CDIO模式本身的內涵進行充分的理解和把握，同時還要思考:國內眾多的工科院校均適合采用CDIO模式嗎?中國工程教育轉型的過程中，哪種方式才是真正適合中國工科院校應用和效仿的呢?或者說能否在采用CDIO模式的思想內涵的基礎上，獨創或再進一步融合其他更具有針對性和可操作性的工程教育改革模式呢?因此本文認為，目前不僅需要清醒地認識到由于之前中國高等教育發展的同質化、科學化、學術化取向給中國工程教育帶來的問題，同時更要清醒地認識到急于轉型的中國工程教育在引入CDIO模式后如何進行再創造使之適合中國工程教育的實際，以便保證其在中國落地并獲得預期的效果。這些問題都值得進行深入的思考和辨析。

1．高職院校對CDIO模式的普遍認可與效仿

眾所周知，中國工程教育在新中國成立后全面學習蘇聯模式，之后又開始全面學習美國模式，這種轉變帶來我國工程教育出現了多個過度化問題。龔克［9］在其《高等工程教育向何處去———我的淺見》一文中明確指出我國工程教育存在的普遍問題:過度專業化也就是專業意識過強導致專業狹窄;過度學術化就是實踐不足、工程特色不足;過度主體化導致工程教育缺乏與社會產業的結合，脫離產業實際;過度灌輸化導致重教輕學，抑制創新思維;過度離散化導致缺乏類型與環節的銜接。2005年MC．KinseyGlobalInstitute也在其的一份報告中指出了中國工程教育所存在的問題:“中國教育系統偏于理論，中國學生幾乎沒有受到團隊工作的實際訓練。相比之下歐洲和北美學生更喜歡以團隊方式解決實際問題。”正是為了解決這些過度化的問題，所以具有整體性系統性思維的CDIO模式一經傳入就引起廣泛的贊同和接受，進而進行學習和借鑒。自CDIO模式傳入我國以來，得到普遍認同，教育部已經建立了多批試點學校和專業，而且眾多高職院校及應用型大學給予了廣泛的響應。面對這種普遍效仿的局面，不禁要進一步追問，CDIO模式適合高職院校普遍推廣嗎?因為正如美國學者CharlesM．Vest所言，CDIO模式是一個高標準的要求，要求學生既精通高質量的制造，也知曉產品的設計，更熟稔商業的規則。那么對于國內眾多的高職院校把曾經嘗試過的諸如問題教學、項目教學、案例教學、做中學、主動學習、創業教育、產學研合作等教學模式或方法理解為CDIO模式的應用是不是有一些狹隘了呢?熊愛平和岳愛臣［8］認為這種認識是有偏頗的，也是不準確的。同時國內工科院校眾多，其辦學使命和培養目標不同，是否都需要極具系統思維和全員行動的CDIO模式?由于之前高校的同質化發展模式導致中國目前的工科院校均陷入科學化與學術化發展之路。同樣，工科院校在轉型過程中都選擇CDIO模式是否科學合理呢?到底該如何選擇適合自己學校特色的發展方向，也是國內高校一直沒有解決的問題。在關于大學高等工程教育研究的文獻中，針對我國工程教育的傳統模式的思考與轉型研究較多，而很少看到關于層次與結構分析的文獻，只有在20世紀80年代的一次高等工程教育的層次與規格的討論會上有關于這個問題的思考。章崇義［10］的《略談我國高等工程教育的規格與層次》一文對此研究得非常清晰深入。現在想來這與中國大學的發展路徑密切相關。中國大學整體進入升級階段均想建成一個模式，均是科學研究導向型的大學發展模式，也就是學術化的發展之路，因此大學排行榜沒有大學的差異性和獨特性，或者有行業性的區分，或者學科與產業結構對接而沒有學校層次和職能的區分與定位。如果說中國在沖擊世界一流大學的模式中效仿的是美國大學模式，但在工科院校的工程教育發展中到底該采取哪種模式呢，也是盲目引進高標準的CDIO模式還是可以另辟蹊徑，或者說在整體引進CDIO模式的思想和邏輯基礎之上，再輔以其他國家如歐洲的德、法工程教育發展模式來解決具體的工程教育問題，值得深入研究。

2．CDIO模式與“卓越工程師計劃”的對接

由此本文認為，盡管CDIO模式并沒有明確劃定哪些大學和哪些工程專業適用，但根據CDIO模式產生的背景以及創設的學校屬性可以知道，CDIO模式針對的是高科技領域而非一般性的或者是產品制造端口的工科院校而言。那么對中國的工科院校而言則是對應在“卓越工程師計劃”的對接，不應該僅僅局限在高職院校的教學方法和課程結構的調整與轉變上。“卓越工程師培養計劃”是2010年教育部協同有關部門以及相關的行業協(學)會創立并啟動的。這一計劃不僅提出了工科院校學生的培養目標在于培養工科學生的工程能力和創新能力，而且指出了工科專業培養創新人才的方法和途徑就是行業企業深度參與培養過程目標。這一目標不僅包括傳統的工科專業，同時也包括具有戰略性的新興產業，比如大數據、人工智能等相關專業，并且在各個層次的人才培養中體現出來。卓越工程師培養計劃的提出標志著中國工程教育的改革與創新導向。盡管之前國家也過中長期發展戰略和重大人才戰略，但所有目標指向均是科學家、青年英才或創新創業人才等。那么卓越工程師計劃如何按照工程師的目標指引，為中國培養出世界一流的工程師，到底在各個學校與各個專業如何進行的培養環節和創新環節則不僅僅是文件的和宣講，而需要扎扎實實地進行觀念的轉變與課程的調整以及教學方式的革新。所以本文認為，要真正落實卓越工程師培養計劃，在國家重點大學或雙一流大學中倒應該進行CDIO模式的引入與嘗試。可以全面細化CDIO模式的各個環節，把CDIO模式進行分解，根據各個層次學校的辦學導向和目標來分別采用CDIO的不同環節與要求來進行工程教育的創新，全面創新我國工程教育，實現培養卓越工程師的目標。目前卓越工程師計劃從三個階段分三批學校進行。但我們知道，在這些工科院校中，學校的規模及層次是不同的，盡管我國的卓越工程師計劃提出很多措施和具體要求，但并沒有對具體的實施過程進行規劃，而且對各個不同層次的學校如何創新工程師教育并沒有展開討論。應該開展CDIO模式的多元探討和解讀，同時不必要大規模開展，可以在幾所重點大學中開展，不僅包括教學方面的變革，同時包括人事制度、考核制度、教務制度、財務制度等高校固有的行政管理體制的全面變革，這樣才是真正符合CDIO模式的系統思維和整體思想［8］。通過這種符合中國工科院校實際情況的又具有國際化趨勢的工程教育改革與創新，才能培養出不僅是精通本專業的技術專家，而且是在現代組織管理模式和市場機制運行下從事產品開發的工程師，同時更是以人類福祉為宗旨的具有社會責任感的工程人才和社會文明的締造者［11］。而這才是CDIO模式與我國“卓越工程師計劃”的真正契合，因此在卓越工程師計劃中引進和采用CDIO模式更具有可行性。既借鑒CDIO模式的核心思想又根據現實情況有所創新，這才是值得工科院校仔細研究和理性思考的。3．CDIO模式的本土化建構的一種可能:學習效果導向如果說“卓越工程師計劃”的試點中可以全方位借鑒和引入CDIO模式，那么對于大多數工科院校而言，應該如何落實CDIO模式呢，尤其是大多數進入CDIO模式試點的工科院校，這也是CDIO模式的本土化改造所必須面對的問題。因為任何教育思想的產生與創設都與其特定的文化傳統和社會制度背景密切相關，如何在高等教育國家化之路上保有本土化的教育特色，是值得高等教育界仔細思考的問題。面對國內工科院校CDIO模式的“一刀切”跟風現象，李曼麗［12］認為，CDIO模式僅僅是美國改革工程教育的一種嘗試和實踐，但它是不是適合所有的學校來效仿，則并不是一個簡單的答案。在美國的工程教育改革實踐中創立了眾多的工程教育模式，有的注重課程與教學，有的則根據科技新進展開發新的工程項目，還有的注重商業管理和工程結合在一起，那么也就是說在美國的工程教育改革中并沒有統一的項目在引導和效仿，而是各有所長，各有側重。由此可見對于國內眾多工科院校來說，尤其是那些雙非(原來是指既非“985”也非“211”的學校，而現在則指既非“一流學校”也非“一流學科”的學校)的學校，其培養合格的工程技術人才才是其重要的辦學目標，因此如何提高學生的培養質量則是其面臨的主要問題。由此在CDIO模式的引入中貫以OBE學習模式則是可行的一種工程教育改進之路。OBE是基于泰勒原理所創設的一種教育思想或教育理論，強調教育經驗的選擇與再創造，其核心思想強調教育目標與專業課程的整合［13］，同時匹配CDIO的系統思想來全面實現學生的預期培養目標。在這方面實踐做得比較好的是汕頭大學，其每個環節都圍繞著CDIO進行，并使其中各個環節相互銜接這種做法，不僅僅是適合工科院校，對其他專業的教學改革或課程改革都具有參考價值，如果是這樣的，那具有融合性與多元性的CDIO模式就不僅僅只是適合工科院校，它所蘊含的系統與整體思想就具有了普遍的高等教育思想內涵。

參考文獻:

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［9］龔克．高等工程教育向何處去［EB/OL］．(2016－06－29)．

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［12］李曼麗．用歷史解讀CDIO及其應用前景［J］．清華大學教育研究，2008(10):78－87．

［13］顧佩華，胡文龍，林鵬，等．基于“學習產出”(OBE)的工程教育模式———汕頭大學的實踐與探索［J］．高等工程教育研究，2014(1):27－37．

作者:孟麗菊 柴宇婷 單位:遼寧師范大學教育學院暨田家炳教育書院