1.2.2　CDIO模式教育理论基础

以产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行的全生命周期作为工程教育的背景环境的理念，并非仅仅建立在经验上，还建立在学习的理论和模式的应用上。CDIO方法基于经验学习理论，根植于建构主义和认知发展理论［15］。

CDIO改革所依赖的认知发展理论关于学习的三个重要原理是：①学习的精要是教导学习者对新的内容要应用他们已有的认知结构；②因为学习者不能应用他们不具备的认知结构，所以必须首先依靠自己进化出基本的认知结构；③如果想教会一个学习者完全超出他现有认知发展阶段的概念，对于教导者和学习者来说都是浪费时间。

认知发展理论和社会心理及社会学习理论共同为建构主义理论提供历史铺垫，建构主义的基本假设是学习者所学到的内容是他的背景环境、活动和目标的函数，建构主义认为学习者构建他们自己内在的知识架构，而新的知识则添加在原来的架构之上，即学习者根据以前的经验测试概念，并将这些概念应用于新的环境，然后将新概念与原先的知识整合在一起，从而实现主动构建自己的知识的目的。建构主义认为帮助学生处理新信息并同他们已有的知识建立有意义的联系是教与学的基本要求。当前，基于建构主义和社会学习理论已经被用于很多课程计划和教学模式，如基于建构主义的探究式教学、案例教学和基于问题的教学等，CDIO方法聚焦于其中一个模式，称为经验学习。

经验学习是指为创造经验并将其转化为知识、能力、态度、价值观、信仰和感受的过程。美国著名的社会心理学家、教育家经验学习大师大卫·库伯［17］认为经验学习过程是由四个适应性学习阶段构成的环形结构，包括具体经验、反思性观察、抽象概念化和主动实践。具体经验是让学习者完全投入一种新的体验；反思性观察是学习者对已经历的体验加以思考；抽象概念化是学习者必须达到能理解所观察的内容的程度，并且吸收它们使之成为合乎逻辑的概念；到了主动实践阶段，学习者要验证这些概念并将它们运用到制定策略、解决问题中去。大卫·库伯同时给出经验学习的六大特征：①对学习的最好理解是这样一个过程——概念衍生于经验，而又持续地修正经验；②学习是基于经验的一个连续的过程，即学习者通过对某问题有些清晰的想法而进入学习的境地，而有些想法可能是错误的理解；③学习的过程需要适应世界上两种相对立模式的紧张关系，学习者从具体经验到抽象概念和从反思观察到主动经验需要不同的能力；④学习是使用世界的一个全方位的过程，即学习活动比在教室里发生的事情要宽广得多；⑤学习需要学习者同真实世界之间进行互动；⑥学习是一个创造知识的过程，这是建构主义的传统理论。

基于经验学习理论的CDIO模式给学生创造一种具有双重影响的学习经验。一方面，将产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行的全生命周期作为背景，进行经验学习活动设计，就能提升学生的个人能力、人际交往能力以及对产品、过程和系统的建造能力；另一方面，这些学习经验让学生发展他们的知识结构，使他们能够深层次地学习和理解技术基础知识。