基于CBE與CDIO交互設計教學模式探索

唐 茜， 劉 艷， 任思曼， 潘 洋

（湖北工業大學工業設計學院，武漢 430068）

0 引 言

在這一新的就業趨勢下，越來越多的高等教育院校逐漸重視交互設計人才的培養。現在我國已經有不少的學校開設了交互設計相關的課程，主要分布于以下3類科系中：①設置在新聞傳播相關學科下，如同濟大學設計與藝術學院（數字媒體設計）；②設置在藝術設計相關學科下，如廣州美術學院（視覺傳達設計）；③設在計算機、工業設計等理工學科下，如我校工業設計學院開設交互班［3］。開設交互設計類課程的高等院校由于現有的師資狀態，不同的學科出身以及招生來源等方方面面因素的限制，規劃了不同的人才培養目標與教學方法，從而培養出交互設計相關崗位不同維度的應用型創新設計人才。但目前大部分高校關于交互設計類課程體系仍不成熟與系統化，而且相關課程開設時間較短，需進行不斷地教學探索，通過實踐性教學總結，構建更完善的知識體系和教學模式，以提升學生的理論素養與增加學生的專業實踐技能，以應對交互設計行業快速地發展與日益成熟趨勢下實踐型、專業型、創新型交互設計人才的供需矛盾［4］。順應當前應用型本科教育改革的趨勢，針對交互設計行業人才的實際需求以及目前高校交互設計課程的現狀，將我校工業設計專業交互設計方向課程引入能力本位教育（CBE）和CDIO相結合的教學模式，探索交互類課程改革的新思路和新方法。

1 教學現狀分析

限于學生數量和教師資源等條件的制約，我校將交互設計作為工業設計的延續和補充，是工業設計專業深入學習的一個方向。

1.1 學生明確自己的職業定位

“知己知彼，百戰不殆”，如果在大學學習期間，學生能提前了解到公司企業實際的工作崗位，同時及早思慮與明確自己的職業定位，將對日后的工作起到積極的推動作用，也能較好地把握住工作的機遇［5］。我校工業設計專業的學生進入大三后，選擇不同的設計方向深入學習。一部分同學選擇了交互設計方向，但是并不明確了交互設計專業素質及能力素養［5-6］。所以學生需要了解交互設計專業素質及能力素養（見圖1），結合課程學習，明確自身的優缺點，才能不斷地學習知識技能向心中的目標靠近，才能在畢業時找到自己心儀的工作，才能在就業中做到“知己知彼，百戰不殆”。

圖1 交互設計專業素質及能力素養

1.2 學生缺乏綜合運用多方面知識技能解決問題的能力

依據現有教學經驗，運用傳統教學模式時，對于單項技能，單獨的知識點，學生掌握學習情況通常較好，但對于綜合多項技能或多個知識點糅雜在一起解決問題時，學生常常止步不前。尤其在“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、紅點設計大獎、IF等比賽項目中，該不足表現較為突出。其緣由一方面在于傳統教學模式注重單項知識與技能的培養；另一方面，不管是教學內容還是教學方法宏觀性表現的較少。但是若學生無法從宏觀上對各門課程知識點之間的邏輯關系進行把握，某一個環節出現了問題，都將會影響最終作品的效果與學生綜合能力的培養［7］。為解決此問題，本文先采用以“能力培養為中心”的CBE教學模式，進行單個知識技能的模塊化教學，再采用項目化的教學模式，讓學生理解各門學科知識點相應的邏輯關系，從而提高學生的綜合解決問題的能力。

1.3 知識遷移能力不夠，不能將其系統化應用

不同課程教學存在時間與空間上的差異，學生沒有合適的途徑將所學知識進行整合，只是單門學科知識記憶，會使知識點與知識點間脫離關系，也會使學生偏重某一方面的知識點。最終造成學生知識遷移能力不足，不能將所學的課程知識系統化。為此，采用CDIO“構思—設計—實現—運作”的教學模式，將其課程知識融會貫通，綜合運用［8］。

2 教學改革措施

基于上述分析，本文以PDCA質量環為整體框架（見圖2）進行交互設計課程改革設計，教學改革整體框架包括P（Plan）人才培養目標、D（Do）課程設計與實施、C（Check）教學質量考核和A（Action）教學改進［9］。

圖2 教學改革整體框架

2.1 人才培養目標

針對當前應用型本科教育變革、交互行業人才實際的需求，培養高素質應用型創新設計人才。為了實現目標，一方面了解學生自身特點，我校交互設計方向的學生一部分是理工科出生，一部分是藝術生出生，各有所長，教師應該充分了解學生自身的優勢，采用小組分工的方式，使其取長補短，共同進步。另一方面，鼓勵學生依照交互設計專業素質及能力素養明確自身奮斗目標。

2.2 課程設計與實施

基于當前教學現狀分析，采取了基于CBE和CDIO相結合的教學模式進行探索交互設計課程教學。課程教學分為兩大階段，第1階段基于CBE能力本位對與之課程模塊進行教學，培養交互設計工作崗位所應具備的知識技能，為后續系統化教學打下基礎；第2階段基于CDIO模式，讓學生在掌握相關知識的基礎上進行綜合項目教學，了解具體項目如何經歷構思、設計、實現和運行4個階段，并培養學生綜合解決問題的能力及綜合素養。整體流程圖如圖3所示。

圖3 課程改革實施流程

2.2.1 基于CBE教學模式的交互設計課程模塊化設計

首先從網絡社區問答網站(如百度知道)上獲取大量的問句答案對數據，結合GenQA 發布的問答對和知識庫，致力于獲取更高質量的學習數據。對齊問題答案與知識庫中的事實，一個最基本的想法就是，三元組的頭部實體出現在問句中(一般不會加上屬性的匹配，因為一方面屬性的描述更加多種多樣，另一方面是因為很多屬性是隱含表示的)，并且該三元組的尾部實體出現在答案中，該三元組就可以作為回答該問句的候選三元組。但是，有效的監督數據還需要精確的、能幫助回答問句的事實三元組。事實上，如圖2所示，可能會有多個三元組匹配問句與答案，這是因為實體與問句和答案的匹配過程中、事實三元組與問答對的匹配過程中都可能存在歧義。

CBE是以“能力培養為中心”的教育模式［10］。該模式強調由實際崗位所需的知識及技能、掌握和運用知識及技能需具備的態度、理解力、決策能力等組成的結構化整體，作為教育活動的出發點和核心，并圍繞該核心進行教學內容設計、教學方法設定等［11-12］。

能力本位課程開發流程為：①依據Boss直聘網關于交互設計相關的崗位，運用DACUM方法［5，13］，根據職責總結分為用戶調研與分析、界面設計、開發工程、用戶體驗、綜合運用5個交互設計方向；②分析每一項職責需要完成的任務，明確每個工作崗位所需要的綜合才能；③根據每一項綜合才能所需要的知識技能，制定相應的課程模塊與學習目標，具體為模塊1主要培養學生的調研與需求分析能力，模塊2重點鍛煉學生界面設計能力，模塊3的關鍵是培養學生的軟硬件開發能力，模塊4是培養學生通過用戶體驗掌握用戶需求的能力，模塊5鍛煉學生的綜合能力；④任課教師根據前4個課程模塊的目標，指導學生完成相應的任務。其DACUM（developing a curriculum，一種職業教育的課程開發模式）分析與相應課程模塊圖如圖4所示。

圖4 DACUM分析與相應課程模塊圖

2.2.2 基于CDIO教學模式的交互設計課程綜合技能教學實施

經過前4個模塊系統地學習后，相應的知識技能已基本掌握。第5個模塊即是對前4個模塊知識與技能的遷移與運用。①根據選題或者自己的興趣愛好選擇項目主題［14］。教師根據課程內容介紹一些選題范圍，如遠程醫療服務、智慧交通、智慧健身、益智玩具、體感交互等相關的設計主題，開拓學生的創意思路，深度挖掘出各組的項目主題。②在進行模塊5的教學之前，教師應先通過與相應模塊的教師溝通或通過他們的學習成績等形式對班級學生進行了解，將4個模塊能力好的同學進行交叉分組，使他們能取長補短，發揮他們的優勢。③采用CDIO構思—設計—實施—運行模式進行項目化教學。其CDIO各階段崗位能力細分，如表1所示。

表1 CDIO各階段崗位能力細分表

（1）構思階段。①分析師根據本小組的選題，進行市場調研，分析同類微信小程序，APP，網頁優缺點以及人群定位；②確定本小組選題項目的人群定位，進行用戶研究，主要是用戶需求研究、用戶行為與交互方式、用戶認知分析、使用情境分析以及用戶模型與場景分析。③小組全體成員根據調研結果與用戶需求，運用創建場景、故事板、頭腦風暴等方法，開發可選擇的多個設計方案，進行概念設計，包括功能架構設計與低保真原型設計。

（2）設計階段。小組全體成員根據每一種概念設計方案，以打分投票的形式選擇最佳設計方案。設計師根據最佳設計方案進行高保真原型設計，即Logo設計、開機界面、引導界面、主要界面、地圖界面。具體而言，設計師運用Photoshop、Adobe、Sketch等相關設計軟件確定具體的界面架構、按鈕、面板、菜單欄、圖標、滾動條、狀態欄、屏幕大小、圖標、最佳觸摸面、最佳操控區域、視覺設計元素以及色彩搭配。

（3）實施階段。開發工程師運用軟件實現具體界面操作（見圖5）。就界面設計而言，輸入技術包括數據、圖像、語言、動作等。通過普通屏幕輸出或虛擬現實顯示器進行視覺輸出，通過語音播報或語言交互進行聽覺輸出，通過操縱設備或震動反饋進行觸覺輸出。

圖5 軟件界面設計方案

（4）運行階段。用戶體驗師進行使用產品，洞察尚存問題與需求并提出解決方案。“用戶體驗”（簡稱UE/UX）用戶使用產品過程中或使用過程后在情緒或情感上的感受，其目的是讓產品、系統更加易用、方便而且能夠為用戶帶來愉悅體驗產生更大的價值。用戶體驗設計具有雙重性包括功能型產品與信息型產品，功能型產品，用戶體驗師主要關注的是任務，所有的操作都被納入一個過程，去思考人們如何完成這個過程［15］。信息型產品，用戶體驗師的關注點是信息，產品和系統應該提供哪些信息，這些信息對用戶的意義是什么［15］。所以首先用戶體驗師根據小組項目選題確定為哪一類產品，明確自己在使用產品時所要關注的要點。為了解決網頁這種基本的雙重性質，讓用戶體驗師從中間把這5個層面分開，在圖6所示的左邊這些要素僅用來描述功能型的平臺類產品，在右邊，設計師把這些要素用于描述信息型的媒介類產品［16］。所以功能型產品對應的用戶體驗師從產品目標、用戶需求、功能規格、交互設計、信息設計、界面設計、感知設計去洞察痛點與用戶需求。信息型產品則從產品目標、用戶需求、內容需求、信息架構、信息設計、導航設計、感知設計去洞察痛點與用戶需求。以此得出新的用戶需求進而進行迭代修改。

圖6 用戶體驗層次圖

2.3 教學質量考核

教學質量考核包括學生畢業設計成績和就業情況兩部分。學生成績對比2019屆、2020屆交互班畢業設計成績（見圖7）優秀等級由10.71%增長到13.33%，良好等級由78.57%增長到86.67%，中等等級由10.71%下降到0%。2019屆畢業設計成績最高分為93，2020屆畢業設計成績增長到94，最低分由76增長到81且平均分由84.7增長到86.4。根據2020屆畢業生就業情況統計，6人出國深造，11人考研，13人工作，其中工作人員分別從事UI設計師，界面設計師，交互設計師等5個崗位方向。由以上數據可以分析，基于CBE與CDIO理念下的教學模式提升了交互設計的教學質量。

圖7 2019屆與2020屆畢業設計成績對比

2.4 教學改進

一方面，需要注重單個技能課程模塊的學習，只有單個模塊課程知識學習得牢固，才能為綜合運用課程奠定基礎，才能靈活地進行知識遷移，將所學的知識形成一個完整的系統。另一方面，重視項目的選擇。項目選題最好的來源在于校企合作的項目，這樣最終做出來的產品才能發揮它應有的價值。其次，學生應該充分挖掘用戶需求，使其最終的產品是有意義的，不僅僅徒有其表。

3 結 語

鑒于當前一系列的問題，應用型本科交互設計專業人才培養不能緊密結合公司的實際需要，學生缺乏知識遷移的能力和運用多種技能綜合解決問題的能力，因此，結合實踐課程提出了基于CBE和CDIO相結合的教學改革模式。實踐表明，該模式不僅可以使學生較好地掌握相關的知識技能，而且能使學生從宏觀的角度掌握產品的生命周期以及了解各種技能之間的邏輯關系，提高了學生知識遷移的能力和綜合解決問題的能力。同時，提高了學生的就業競爭力，為他們日后盡快融入公司奠定了良好的基礎。