OBE-CDIO理念下工業設計專業課程實踐教學體系構建

劉 敬，劉衍聰,2

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OBE-CDIO理念下工業設計專業課程實踐教學體系構建

劉 敬1，劉衍聰1,2

(1. 中國石油大學(華東)機電工程學院，山東 青島 266580； 2. 中國石油大學勝利學院，山東 東營 257061)

針對工業設計專業課程實踐教學存在的問題，以培養學生不同層次能力和綜合素質為目標，探討了在OBE-CDIO理念下工業設計專業課程實踐教學體系的構建。深入分析社會、市場、企業需求，以能力培養為核心，定位專業實踐課程教學目標。反向設計各實踐教學環節，依托CDIO項目式教學，借助設計單元、專項設計和科研項目，構建遞進式實踐教學模式，循序漸進培養學生各項實踐能力。并以學習成果為導向，創新評價方式，建立了多元化考核體系，促進實踐教學體系的持續改進，以期實現培養工業設計人才創新實踐能力和綜合素質的目標。

OBE；CDIO；實踐教學體系；工業設計

工業設計作為一門藝術與科學相結合的綜合性交叉學科，涉及美學、藝術學、機械、工程、材料、人機、服務等多個領域，以培養具有高水平設計應用能力的綜合性人才為目標[1]。隨著社會和市場的發展，行業對工業設計人才的要求進一步提升，在掌握扎實的設計理論知識基礎上更加強調設計實踐能力、工程應用能力和創新設計能力。實踐教學作為實現這一目標的重要途徑和環節，對于工業設計專業的發展和人才培養具有重要的意義，也是各高校深化教育改革、提升人才培養質量的關鍵問題。

近年來，在教育國際化和全球化的背景下，高等教育改革也隨著時代的發展不斷的推陳出新。由1994年提出的基于成果導向的OBE (outcomes- based education)工程教育理念[2-3]，在全球工程教育改革中已經得到了廣泛的重視和應用。該理念重視學生的學習目標和學習成果(learning outcomes)，以保證學生真正具備步入社會后所需要的知識、能力和素質[4]。與傳統的高等教育理念相比，OBE教育理念為高等教育實踐教學改革提供了更為明確的目標和更加靈活的方法。自從中國加入華盛頓計劃以來，OBE理念在中國工程教育改革中得到了廣泛的關注和探討，在相關專業課程的教學改革、教學計劃制定、考核評價改革中都得到了一定的應用[5-8]，非常符合應用型人才培養的目標需求[9]。

構思-設計-實現-運作(conceiving-designing- implementing-operating，CDIO)理念是美國MIT及瑞典的3所大學提出的一種新型工程教育模式，是全新的國際工程教育與人才培養創新模式，其核心是以實際項目為載體，引導學生以主動、實踐的方式進行學習，將知識、能力、素質的培養緊密結合，使理論、實踐、創新融為一體[10]。實踐教學是CDIO理念下的主導模式，通過在“做中學”和“項目驅動”教學方法實現專業知識、實踐技能的掌握。CDIO教學模式能在實踐教學實施過程中培養學生的創新設計能力和實踐應用能力。

為了構建工業設計專業課程實踐教學體系，提高實踐教學質量，培養學生的創新設計能力和綜合素質，本文將OBE理念和CDIO理念進行有機融合，提出OBE-CDIO理念下的工業設計專業課程實踐教學體系建設。針對工業設計專業實踐教學中存在的問題，以OBE理念將社會需求轉化為學生不同層次的能力培養目標，以此指導課程培養目標的制定，并反推實踐教學內容，以CDIO項目為實踐課程主線，建立以設計單元-專項設計-科研項目為主要載體的遞進式實踐教學模式，循序漸進的將目標能力指標與專業知識貫穿于各實踐環節，注重培養學生實踐應用能力，關注學生創新設計能力以及綜合素質的提升。同時構建相應的多元化考核體系，形成完整、規范的實踐教學體系，最終達成學生設計實踐能力從基礎到綜合、創新的遞進式培養。

1 現有工業設計專業實踐教學體系存在的問題

目前，各高校工業設計專業課程體系中均開設了實踐類課程，其授課形式主要以課內實踐為主，通常與理論課同時安排，如產品造型設計、文字與標志設計、計算機輔助工業設計、綜合設計、畢業設計等。工業設計專業教師也都認同實踐教學環節在工業設計專業人才培養和輸出中的重要性，優秀的設計實踐能力不僅是為了滿足企業需求，也是提升畢業生就業競爭力的有效手段。然而，目前中國石油大學(華東)工業設計實踐教學體系仍然存在以下問題。

1.1 實踐課程培養目標不明確，作為專業課堂教學的補充，沒有明確的對學生實踐能力提出規劃

目前工業設計專業課程主要是以課程為導向，雖然設置了實踐學時，但是卻沒有明確的實踐教學目標。各專業課程對學生經過學習之后需要掌握的具體設計實踐能力、達到什么程度、如何培養都沒有明確的規劃，其描述往往是比較籠統、模糊的一句話，即掌握相應的設計實踐能力，這導致了工業設計專業在人才培養過程中忽視了實踐教學的重要性，僅僅將其作為理論知識的補充。這也導致了學生在進入社會開展工作時，缺乏實際應用能力，無法快速適應行業、企業的實際需求。

1.2 實踐教學環節缺乏有效整合，無法實現有序銜接，缺乏對學生創新設計能力和綜合素質的培養

由于專業課程實踐教學培養目標和體系的缺乏，很多課程雖然開展了實踐教學，但是普遍存在各自為政甚至重復教學的問題，課程內實踐、課程設計、畢業設計、大學生創新訓練等環節之間的相關性較弱，普遍缺乏橫向關聯和縱向深入[11]。這也導致了實踐教學只能實現幫助學生掌握課本理論以及熟悉各操作模塊的目的，無法實現學生創新設計能力的整合以及綜合素質的培養。

1.3 部分實踐教學環節教學方式陳舊，教學方法單一，缺乏互動性，無法激發學生對專業實踐的興趣

目前專業課程實踐教學多以驗證性教學為主，部分課程內容局限于課本，不注重實用性，教學方式陳舊且方法單一，驗證性實踐造成了教與學過程缺乏有效互動，往往無法激發學生對專業實踐的興趣及學習的積極性和創造性。

1.4 實踐教學評價體系不完善，存在以教師為評價主體，終結性評價為主的問題

目前，工業設計專業實踐教學的成績評定主要是以課程為單位，沒有單獨的實踐成績評定及詳細的評定標準。主要以任課教師上課按照個人安排進行比例設定，期末自己給出成績，以教師為評價主體，既缺乏對學生實踐學習過程的評價，也缺乏對學生各項能力的評價，無法實現評價對教學的引導和督促作用。

2 OBE-CDIO理念下工業設計專業實踐教學體系構建

2.1 構建思路

OBE-CDIO理念下的工業設計實踐教學體系構建，首先要實現從學科教育到目標教育的轉變[12]，應以社會和市場需求為基礎，不僅要考慮畢業生的初始崗位要求，更要關注學生在后續職業發展中的能力要求，滿足可持續發展。本文將以學習產出為導向的OBE理念和以項目為載體的CDIO理念應用于指導工業設計專業課程實踐教學體系的構建，強調以學生為中心，以學生畢業5年后應達到的能力為目標，即具有獨立承擔并解決比較復雜的設計項目的研究、設計工作，有一定從事設計、科研工作的實踐經驗，具有良好的團隊溝通和寫作能力，能夠較好地完成表達、闡述、撰寫報告等綜合素質。以此能力目標為導向進行實踐教學設計，引入項目式教學，并建立多元化考核體系，依照教學目標對實踐過程和學習產出成果進行評價，構成基于OBE-CDIO的實踐教學體系(圖1)。

2.2 構建過程

2.2.1 以能力為核心，OBE理念為導向，定位專業課程實踐教學目標

OBE理念注重學習產出，最終強調的是學生通過知識學習達到的應用與實踐能力。工業設計專業培養的是適應社會、市場發展需求的具有良好設計應用能力和綜合素質的人才，因此各專業課程實踐教學目標的設置也要明確反映對畢業生各項能力的支撐[13-14]。結合工業設計專業特點以及社會需求，畢業生達到的能力要求劃分為3個層次，即基礎實踐能力培養、綜合設計能力培養和創新設計能力與綜合素質培養(圖2)。將工業設計實踐教學目標明確細化為對學生不同層次的能力培養目標，不僅使學生掌握基礎實踐能力，如軟件操作技能等，也要培養學生的綜合設計能力以及創新設計能力，從而實現構建遞進式實踐教學體系，循序漸進培養學生各項實踐能力的目標。

圖1 OBE-CDIO理念下的工業設計專業課程實踐教學體系

從專業培養層次上，將學生能力層次映射到專業課程設置上，將專業課程分為基礎實踐課程、課內綜合實踐課程和課外綜合實踐課程3類：基礎實踐課程主要以通識課以及學科基礎課為主，主要培養學生的基礎實踐能力和動手操作能力；課內綜合實踐課程主要是以專業基礎課和專業課程為主，主要鍛煉學生的綜合設計能力；課外綜合實踐課程主要以學生的創新創業訓練計劃、各類設計競賽、教師的科研項目為依托，培養學生的創新設計能力和綜合素質。

2.2.2 以目標為導向，反向設計課程實踐環節，依托CDIO項目式教學，培養學生不同層次實踐能力

CDIO項目化教學是實施工業設計實踐教學的關鍵環節。在CDIO理念指導下，以項目為主線，以學生為主體，將原本零碎的實踐內容連接成線、擴展成面，使學生的創新設計能力和綜合素質在完整的實踐教學過程中實現遞進式的提升[15]。

圖2 工業設計專業課程實踐設置及能力層次培養

針對學生不同層次能力培養，將課程實踐項目劃分為3類，對于基礎實踐內容，主要是以設計單元為載體，采用多樣的教學方法和手段，激發學生興趣，培養學生的動手能力和實踐能力；基礎課程實踐內容完成后，在課內綜合實踐課程中，借助專項設計，使學生熟悉設計流程，學會綜合運用各種設計知識，培養學生綜合設計能力；在課外綜合實踐課程中，以教師科研項目為依托，立足科教融合，培養學生創新設計能力，從而構建遞進式實踐教學模式(圖3)，循序漸進培養學生各項實踐能力。每一個設計單元、專項設計、科研項目的都經過構思、設計、實施、運作的全過程演練。使學生體驗從設計理論到實踐應用，從方案到實施的整體設計流程。

(1) 以設計單元為載體，培養學生基礎實踐能力。對于基礎專業課程，應從其課程特點出發，對教學過程與教學內容進行重新的梳理并進行合理的階段劃分，將教學內容分解成不同的設計單元，把課程的知識點分解到每一個單元課題中，每個單元前半部分由教師講解課程內容，后半部分由教師根據該單元中知識點、技能點布置相應的實踐作業，由學生進行上機實際操作練習并提交單元式設計作業。在完成單元式設計作業的過程中，學生的基礎實踐能力如軟件操作能力、資料搜集能力、創意能力、設計作品完成能力等都得到鍛煉和培養。其實踐操作主要是通過讓學生掌握設計工具、熟練并靈活運用各設計軟件，完成完整的設計作業，達到培養和提升學生的基礎實踐能力的目標。要重點設計以問題為導向的實踐內容，在教學中引入設計問題，使學生明確解決該設計單元的要求，將教師傳授的設計理論進行實踐應用，并獨立處理簡單的設計問題。

圖3 CDIO遞進式實踐教學模式

(2) 利用專項設計，培養學生綜合設計能力和綜合素質。學生的綜合設計能力和素質培養是課程教學更高層次的目標[16]。在完成基礎實踐設計單元任務的基礎上，教師在課內綜合實踐課上安排專項設計鍛煉學生的綜合設計能力。專項設計進一步培養學生對設計知識的運用、發展和創新。這種實踐方式不僅有利于課程知識的綜合運用，也有利于學生真正掌握完整的設計流程并勝任實際設計工作，從而促進工業設計專業應用性人才培養目標的實現。因此，該實踐環節要求專項設計選題具有一定的廣度和深度，同時選題要注重與學生興趣相結合，學生可以根據自己的設計觀察，自主選擇對象進行創新設計或改良設計。在組織形式上采用個人與小組相結合的模式，鼓勵團隊合作，多元化運用先進的設計手段。以任務為導向，實現學生的綜合設計能力的鍛煉和提升。

專項設計促使學生由被動完成作業向主動設計轉化，最大程度的發揮學生的主觀能動性，為學生提供思考、創造的空間。學生在項目中遇到各種問題，需主動想方設法解決問題，包括有針對性的查閱資料、文獻，團隊討論、分工協作，以及向教師求助。通過問題的解決，學生對課程學習的積極性提到提高，激發了學生的學習熱情。通過專項設計訓練，學生將專業及不同課程之間的知識融會貫通、串聯運用到項目中，提高了學生對知識的綜合運用能力。

(3) 以科研項目為依托，立足科教融合，培養學生的創新設計能力。培養學生的創新設計能力和工程意識是工業設計專業課程教學最終目標。在學生能夠完成獨立專項設計的基礎上，以科研項目為依托，立足科教融合，開展科研探索型的創新實踐活動。該項實踐活動主要以教師的科研項目為主要載體，進行科研探索性設計實踐，強化學生的自主創新意識和設計興趣。主要培養學生發現問題、解決問題的能力以及工程和科研意識，學會利用掌握的設計知識解決實際問題。該項實踐主要是在課外綜合實踐課程中完成，學生自主選擇教師項目進行參與，即在教師的指導下開展相關研究和開發，并鼓勵參加各項設計類大賽或發表論文和申報專利，使學生進一步了解科研工作以及設計成果的申請保護。對有商業前景的設計，可與企業合作并促進成果轉化。整個科研實踐以教師為主導，學生為主體，培養學生的工程意識、科研能力以及對實際設計問題的認知能力，進一步培養學生的創新能力和綜合素質。

2.2.3 以學習成果為導向，創新評價方式，建立多元化考核體系

實踐教學作為教學的必要環節，無法僅僅使用成績衡量，學生的實踐環節考核要綜合考慮學生的過程表現、報告撰寫、團隊協作能力、綜合素質等。根據確定的課程培養目標以及多層次遞進式的實踐教學方式，建立實踐課程多元化考核體系。課程成績主要由平時成績、設計理論成績、設計單元成績、專項設計成績和科研項目成績(選做)等組成(表1)。不僅考察學生的日常表現，同時對學生的基礎設計能力、綜合設計能力和創新設計能力進行合理的評價，分析學生預期的學習目標與實際學習成果的差異，重點考核學生知識增長、設計實踐應用和創新能力的提高，引導學生建立更加自主、積極的學習態度。根據考核內容設置不同的考核方法，包括觀察法、學生自評、組內互評、教師點評等。使教師、學生都成為教學考核的主體。該多元化考核體系，以培養工業設計專業學生各項設計能力為目標，注重對學生整個學習過程的考核和評價，并強調發揮考核的引導、檢測與評價功能。同時在對課程實踐效果的追蹤過程中，給出評價結果以及改進意見，實現對培養目標的持續改進，充分發揮課程考核在實踐教學過程中的引導、評價、激勵的作用。

表1 工業設計專業課程多元化考核方法

3 結束語

培養具有創新設計能力和綜合素質的人才是工業設計專業建設的核心目標，通過探索OBE-CDIO理念下工業設計專業課程實踐教學體系的構建，明確了以學生不同層次能力培養為核心的實踐課程培養目標。以目標為導向，反向設計課程實踐環節，以項目式教學貫穿于整個課程實踐教學過程，構建多層次遞進式實踐教學模式，循序漸進培養學生各項實踐能力。目前，該體系在中國石油大學(華東)工業設計專業課程實踐教學改革中已經取得了一定的效果，學生進行實踐學習的積極性明顯提高，在實踐項目中表現出了更高的學習熱情和自主性，其實踐應用能力、自主創新意識、團隊意識等均有了較大提升。學生在進入企業實習或工作后，用人單位普遍反映中國石油大學(華東)學生上手快、實踐能力和創新設計能力較強。OBE-CDIO理念下的工業設計專業課程實踐教學體系運行時間還較短，在今后的實踐課程教學中還需繼續改革，持續改進和完善。

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The Construction of Practical Teaching System of Professional Courses of Industrial Design Under the Concept of OBE-CDIO

LIU Jing1, LIU Yan-cong1,2

(1. College of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum, Qingdao Shandong 266580, China; 2. Shengli College China University of Petroleum, Dongying Shandong 257061, China)

Aiming at the problems in practical teaching of industrial design courses, in order to cultivate students’ abilities and comprehensive qualities at different levels, this paper discusses the construction of practical teaching system of industrial design courses under the concept of OBE-CDIO. The present study conducted an in-depth analysis of the needs of society, market, and enterprises, taking ability training as the core, to position the teaching goals of professional practice courses. All practical teaching links are reverse-designed. Based on CDIO project teaching, design units, special designs and research projects, progressive practice teaching mode was constructed to stepwise cultivate students’ practical ability. Finally, with an orientation towards the learning outcome, the evaluation method is innovated and a diversified assessment system is established to promote the continuous improvement of practice teaching system. Through these measures, the goal of training industrial design talents’ innovative practice ability and comprehensive quality will be achieved.

outcomes-based education; conceiving-designing-implementing-operating; practical teaching system; industrial design

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2019020416

A

2095-302X(2019)02-0416-06

2018-09-12；

2019-01-02

2016年中國石油大學(華東)教學研究與改革項目(QN201610)

劉 敬(1982-)，女，山東新泰人，講師，碩士。主要研究方向為計算機輔助工業設計、人機工效學等。E-mail：liujingupc@163.com

劉衍聰(1962-)，男，山東淄博人，教授，博士，博士生導師。主要研究方向為工業設計、工程圖學等。E-mail：liuyc@upc.edu.cn