CDIO工程教育理念内化路径探究

吴宝华　张辉

摘 要：文章借助心理学中的强化理论与潜意识植入理论方法，从CDIO工程教育理念的内涵着眼，阐述了将CDIO工程教育理念植入潜意识的意义，并提出了潜意识理论与强化理论视域下CDIO理念内涵的路径。

关键词：潜意识；强化理论；CDIO教育理念；路径

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）05-0061-02

工程教育理念是一种思维模式，建立在工程知识的积累过程，它的主要目的就是要激励学生在潜意识里形成创新思维和工程理念，更好地解决实际问题。塑造和植入潜意识工程理念是工程教育理念的着眼点，提高学生的工程素质、培养其创新能力和实践能力是工程教育理念的落脚点[1]。CDIO工程教育理念的提出为工程教育在高等院校的实施提供了行之有效的方法。通过CDIO教学模式的不断探索与实践，可以为社会培养优秀的工程技术人才，使他们具有较强的构思设计、开发实施、组织沟通和协调能力。

一、CDIO工程教育理念的内涵

工程教育以技术科学为学科基础，培养能够转化科学技术为生产力的专门教育，培养学生初步具备成为工程师的基本素质和条件。工程教育理念是一种独特的思维模式，是人们在长期对工程知识的积累过程中逐步形成的，能够激发出学生的潜意识创新思维能力，引导学生多学科角度解决实际问题、独立性学习和融入团队。由美国麻省理工学院等四所大学提出的CDIO工程教育模式就是培养学生的思维能力、推理能力、解决问题的能力和团队工作与交流能力[2]，将工程教育理念潜移默化地植入理论教学、实验教学、企业实训和科技创新活动中，使得学生在获得知识的同时，其工程教育理念、工程素质和工程实践能力都得到不同程度的锻炼和提高。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）的简称，它主要是以产品研发到产品运行、维护和废弃的全生命周期为载体，建立课程体系间的相互关联，使学生自觉将课程与实践有机结合，在构思、设计、实施和运行四个步骤达到预定目标。学习理论知识、掌握实践技能、养成工程态度是工程教育理念的内涵。

CDIO工程教育模式的实施需要将工程教育理念要贯穿于人才培养全过程，在人才培养方案制订时，要尽力搭建包含提高工程素质、渗透工程教育理念、培养创新能力三大模块系统的教学体系，并在课程体系中增大实践环节的分量，课程体系要保证学科知识结构的理论完整性、科学性和系统性，重视学科交叉，整合知识点，强化工程能力综合实训，实现理论知识和工程实践的完美融合。

二、将CDIO工程教育理念植入潜意识的重要性

意识是人脑的产物，是主体对客观的反映。人的意识主要包括三个层次，分别为显意识、潜意识和下意识。潜意识位于显意识和下意识中间的意识层次[3]。潜意识是没有被直接察觉到的一种意识，它贯穿于人类意识发生与发展的全过程，既具有显意识的社会属性，又具有下意识的生物属性，参与大脑整体思维功能的实现。弗洛伊德通过医学实践发现了潜意识的客观存在及其神奇的创新功能。发现真理的认识过程总是离不开与潜意识相关的非逻辑思维因素，如幻想、直觉、想象、灵感等。很多的信息往往不是经过大脑的思维加工成为意识，而是以潜意识的存在形式，贮存在大脑的深层[4]。这些潜意识，它们在大脑之中潜藏并沉睡，是不容易被思维主体激活与发觉的。当潜意识受到某种外界的刺激，就会猛醒过来，不自觉地从大脑的深层，跃入大脑的表层从而转化为意识。

潜意识处于心理结构的最底层，是一切原始欲望的策源地[5]，是一种潜在的动力深藏于我们的深层意识当中，也是心理系统最根本的动力，一旦被挖掘，它产生的影响将势不可挡。因此，如果能将CDIO工程教育理念植入学生的潜意识之中，使学生在潜意识里埋下“工程教育理念”这颗种子，这对于CDIO工程模式在实践教学中的应用和高能力的工程技术人才的培养会起到巨大的推动作用。

三、强化理论应用的意义

如何才能将CDIO工程教育理念植入学生的潜意识之中呢？我们可以借助心理学中的强化理论，在实践教学中激励学生的学习动机，挖掘和发挥他们的内在潜能，从而提高他们的工程意识，为国家培育出更多具有工程实践能力的技术人才，这也是21世纪赋予每一个高校教师的神圣职责。

美国著名心理学家斯金纳通过对人和动物学习生活的长期实践研究，提出了强化理论，认为能够增强反应发生概率的剌激和事件称为强化，人和动物要获得剌激，必须先做出适当反应，才能在操作条件反射中得到强化[6]。

强化是塑造学生行为的一种重要方法。因此，在实践教学过程中，教师要运用不同的强化手段，采用不同的强化物将“CDIO工程教育理念”潜移默化地植入学生的潜意识当中，使学生形成一种心理形式的强化，即在潜意识当中将“CDIO工程教育理念”进行信息传递的强化，从而逐步形成工程教育的理念，在学生的学习过程中，学生就会在潜意识的驱动下去完成CDIO工程教育理念所赋予的使命，逐步锻炼和培养自己的工程实践能力和水平。这也是我们在化学实践教学中应用心理学强化理论的重要意义所在。

四、潜意识理论与强化理论视阈下CDIO工程教育理念的内化路径

在国际先进的CDIO工程教育理念指导下，结合斯金纳的强化理论，以教师和学生为切入点，从实践教学计划、实践教学内容、实践教学过程等方面进行了积极有益的改革和实践，提升了学生对于科学实践的兴趣和积极性，在创新项目的牵引和实践导师的指导下，学生的工程实践能力得到了培养和锻炼。

（一）教师CDIO工程教育理念的形成

CDIO就是构思、设计、实施和运行，它强调的是提升学生的工程实践能力，锻炼学生的操作动手能力，把课堂学到的理论知识与实践能力有机结合起来。要培养具有CDIO工程教育理念的学生，实验教师必须要按照CDIO理念和与之相匹配的培养计划去组织和实施实验教学和完成实践环节。

注重加强教师自身工程教育教学理念的形成，实验教学改革不仅对学生的工程意识要求提高了，同时对教师的工程教育意识也提出了更高的要求，实验教师不但要具有较高的理论知识水平及扎实的实验操作技能，还要不断丰富和完善自身的知识结构，具备工程实践经历，提高工程素养，同时还要提高实验教师的科研能力，增加实验教师参加各种工程素质培训的机会，到企业挂职锻炼，或者到企业转化科研成果等。实验教师不但要提高学生的实验操作能力，让学生掌握基本实验操作方法和技能，还要引导学生进行探讨性实验，激发学生的科研兴趣，对不同学生采取有差异化的实验教学引导。

（二）学生工程教育理念的确立

按照CDIO工程教育理念的要求，结合实践教学培养计划，在教学过程中分三个层次完成了学生工程教育理念的形成与培养工作。

首先，基础实验。主要训练学生的基本功底，通过实验操作，使学生准确无误地掌握实验操作的基本技能。按照斯金纳的强化理论，这部分学习过程就是操作行为过程，是可以通过强化来控制的。比如说，在无机实验中，最常用的仪器就是试管，我们就从试管的刷洗、试管的加热以及试管的使用等操作开始入手，通过操作演示、检查学生的预习报告、指导学生的实验操作等手段，让学生反复强化这些操作，反复强调提高动手能力、提高实验操作技能、增强工程意识的重要性，也就是说在指导学生实验操作的同时，不断地向学生渗透工程教育的理念。将CDIO工程教育理念在基础实验环节就潜移默化的埋入学生思想意识中，以便在今后的学习阶段发挥更好的作用。

其次，综合实验。在综合实验过程中，通过“查、习、审、结”四个步骤来实施强化理论，提高学生的动手能力，进而加深学生对CDIO工程教育理念的理解。“查”，即查找相关书籍或文献，让学生多方面熟悉与本实验有关联的科学前沿问题，反复理解强化实验目的、实验原理，这对于学生在实验过程中发现问题、提出问题、启迪学生的好奇心，具有重要的促进作用。“习”，即预习实验，学生在开始实验操作之前，必须对实验方法、实验步骤乃至实验现象做到心中有数，在思想上反复强化预习，可以为实际操作做好心理上的准备，从而产生自发性的心理动力，自动自觉的完成实验操作训练。“审”，即审批预习报告，教师要严格检查学生的预习情况，因为通过对学生预习情况的检查，完全可以反映出学生在潜意识当中是否已经被反复强化过，这对于CDIO工程教育理念在学生思想中的植入以及学生工程意识的增强至关重要。“结”，即创新性小结，要求实验结束后，每位学生写出该基础实验将来可能工程应用的两个领域，不断强化工程理念，训练工程思维。

再次，科技创新。在学生的潜意识中植入CDIO工程教育理念的目的就是要在工程教育理念指导下，培养能适应我国社会经济、科学技术、文化发展需要的、具有工程素质、创新能力和传承文化的人才。培养的途径除了理论教学、实践教学，更重要的载体就是科技创新活动。能够开启大学生的创新意识，培养创造能力，实现工程师的培养目标。将学生分成若干创新小组，结合斯金纳强化理论中的小组强化，运用群体动力学鼓励学生踊跃参加开放实验、创新实验以及化工设计大赛等大学生课外科研训练活动，从而提高学生的观察能力、想象能力、动手操作能力、协调合作能力。

在实验教学过程和科技创新活动中，我们坚持以工程教育模式为指导，同时运用心理学中的强化理论，将CDIO工程教育理念潜意识植入到各教学环节当中，这对于培养有工程素质、有工程实践能力、有工程设计能力和有工程创新能力的“四有”大学生具有十分重要的意义和广泛的应用价值。

参考文献：

[1]Crawley，E.F.；Malmqvist，J.；Ostlund，S.；Brodeur，D.

R.Rethinking Engineering Education：The CDID

Approach，Springer，New York，2008，p2，694，51，257.

[2]吴宝华，张辉.工程教育理念在实践教学中的应用[J].

科技与管理，2014，（5）.

[3]于淼.弗洛伊德无意识创造力理论及现象学方法论释义

[J].医学与哲学：人文社会医学版，2010，（5）.

[4]姚本先.潜意识理论发生发展探微[J].东北师大学报：

哲学社会科学版，1999，（1）.

[5]刘奎林.潜意识在认识中的地位和作用[J].哲学研究，

1998，（3）.

[6]谢应宽.B·F·斯金纳强化理论探析[J].贵州师范大学学

报：自然科学版，2003，（1）.