基于OBE的產品設計課程的教學設計與創新

孔琳

（西安航空職業技術學院航空制造工程學院，陜西西安 710089）

高職院校已經成為我國教育界的主要力量，占了教育界的半壁江山。但是由于高職院校的學生來源復雜、層級分化嚴重、學習能力存在差異等問題，課程體系下的教學設計很難使得程度不一的學生達到近乎統一的目標。我們要在現有條件下進行分層教學，成果導向，滿足不同學生的發展需求[1]。因此，在分析該校產品設計課程現狀的基礎上，進一步通過對兄弟院校相關課程調研、陜西地區相關專業的課程調研、閻良本地航空基地相應企業的調研、走訪沿海地區進行產業鏈相關企業調研。探究產品設計課程以成果為導向進行分層次教學設計，使學生的特長和能力得到充分發揮，更好地掌握所學知識和技能，在就業和工作中占據有利位置。

1 OBE 的課程改革框架

中國制造2025 戰略提出了創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展的要求，明確提出大力發展數字化設計與快速制造和提高產品的質量，加快從制造大國轉向制造強國的要求。社會相關行業對具備產品創新設計能力，特別是對數據采集、逆向造型、創新設計、產品快速原型制造等先進制造技術流程的技術技能型人才的需求越來越迫切。隨著工業4.0、“互聯網+”的發展和國家對大學生創新創業能力的要求，越來越多的機械設計與制造專業的學生喜歡從事數字化設計工作。特別是近幾年高職學生在機械創新設計、數字化創新設計及工業產品數字化設計與造型等大賽中取得的可喜成績，這就要求我們進行基于OBE 的課程改革，并逐級細化建立了包括培養目標、課程標準、教學設計以及課堂教學的四級課程改革的框架體系。

以該次實施的產品設計課程為例： 首先采用分層教學，是針對學生知識、能力結構和學習需求的不同類型，科學地選擇不同的教學目標和內容，從而實現既定的課程目標的一種教學方式。那么就需要從以下幾個方面界定，包括課程培養目標、職業定位與能力分析、知識和案例鏈路圖、學生課后拓展素質教育等方面詳細闡述了通過產品設計課程如何培養一名能進行數字化設計的高職學生。這就使得課程內容更加落地，可操作性強，貼近生產實際。

有了具體的目標就落實到建立基于OBE 的課程標準。主要包括知識點、技能點；并通過完成什么樣的成品，采用什么樣的工作過程將其通過鏈路圖串接起來[2]。課程標準建立的核心是培養學生什么樣的能力，通過什么樣的案例載體獲得以及最終的課程成果是什么。

2 教學設計與創新設計

圖1 守護精靈

圖2 雪地救援機器人

依據課程目標與標準將案例載體細化為教學設計，這樣在教學中就有了統一的設計模板，也使課程的實施有了可移植性和可復制性。以產品設計課程為例，課程組教師就提煉出了四個學生需要掌握的能力點，包括二維草繪、實體建模、曲面建模以及虛擬裝配。結合在線開放課程的相關資源，將最終的成果落腳為飛行器適配板的設計與建模、定子葉片的建模與校核、兩足機器人的建模裝配與運動仿真、渦噴6 發動機的建模裝配與運動仿真四個不同級別的案例載體。學習該課程的學生也就可以根據自身的興趣和能力，有針對性地根據案例的成果進行課程學習，目標和標準也就更加具體和可實施了。同時，緊跟職業崗位，將工作過程提煉出來轉化成教學設計在課程中實施。

以兩足機器人的教學設計為例，課前準備階段就提供給學生單一知識點分別為殼體建模、曲面建模、銷釘裝配以及電動機配置四個微課視頻。在課堂教學階段，就通過情景導入（案例模型結構）、知識學習（掌握學習思路）、實操演講（突破教學重點）、答辯演講（解決教學難點）、現場評價（提出進一步教學目標）這五個環節有效解決案例實操過程。課后則通過拓展資源、多元評價、交流心得等環節實現分層教學的目的，使優秀的同學在課堂學習的基礎上更進一步，有所提升。

在詳細的課程實施過程中，首先采取學生分組的方式，同學們之間自由搭配，取長補短，同時根據團隊的能力進行SWOT 分析，找到適合自身難度的案例。在第一階段的教學分析環節，需要進行教學目標以及標準、學情定位、教學重點以及難點的分析，因此需要有分層次并且差異化教學資源的配給，在線課程的出現為課程改革提供了一個嶄新的平臺。第二階段教學策略，信息化教學手段采用線上線下、理實一體化的混合教學模式，例如，在產品設計實訓課程中，課程內容又分層表達為課前準備、課堂教學、課后拓展，為不同能力的學生提供了多元化多層次的豐富資源[3]。第三階段教學過程中，課前準備是為了創設情境，激發學生學習興趣，并且進行線上動態分組；課堂教學中發揮教師引導作用，運用線上的微課程資源進行學習；完成后，學生演示講解，提升學生分析和評價的能力；課后拓展更是注重培養學生交流能力，提升個人綜合素養。錄屏視頻、微課程的使用，為差異化教學提供了有力的技術援助，為部分學生提供了反復學習的可能，提高了教學效果，有效解決教學難點問題；第四階段注重過程管理的多元評價，有助于教師和學生及時掌握教與學的情況，教師可以及時進行反思并進行下一輪的課程改革。在這種新的教學過程中，教師的角色有了明顯的轉變，更加注重協助學生解決棘手問題以及提供多元化的學習渠道和學習資源。由于分組差別式成果提交的方式，即防止了實訓作業的雷同化，又有效調動了學生們的積極性。課程結束后，學生們提交了多樣化的作品，同樣是根據兩足機器人案例進行學習，在原有案例的基礎上，學生們都有了帶有自身特性的創新設計。依據作品性質的不同參加同期的各類大賽。其中袋鼠機器人推薦參加 《全國大學生工業設計大賽》 作品編號27B01536； 守護精靈推薦參加一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽并獲得全國總決賽三等獎；雪地救援機器人推薦參加第三屆中國3D 打印創意設計大賽并均獲得全國總決賽三等獎。在作品的表達中，也更加的豐富多樣，不僅有傳統的效果圖、說明書、PPT，還有了新技術支持的3D 打印實物以及視覺效果絢麗的作品展示視頻。

3 課程改革的成效與影響

課程的改革使得同學們在學習中創建了帶有自身標簽的作品，為了磨煉自己的技術和心志參加了省級以及國家級別的各類大賽。主要包括3D 建模類鍛煉軟件實操以及創新設計的能力；3D 打印類鍛煉動手實操以及創意設計的能力； 機械創新類鍛煉機械結構以及創新創業的能力。另外，分層課程的改革建立了普試化的標準；基于OBE 的課程標準和教學設計為可移植的課程開展提供了可能； 各類大賽也為最新技術和案例引入課程提供了一個渠道，為課改的進一步實施打下了一個良好的平臺。