“三進階”混合式教學在“工業設計制圖”課程中的應用

王卓 陳駿

（沈陽航空航天大學設計藝術學院，沈陽 110136）

隨著數字經濟的發展，工業設計與智能制造相互融合，進入了數字智能設計的新階段。在這樣的背景下，工業設計專業畢業生需要具備設計表達能力、設計創新能力、設計工程能力、信息分析與整合能力、團隊合作能力等[1-3]。“工業設計制圖”課程是這些能力的基礎，但是在教學中存在諸多問題，如制圖知識點繁多抽象、學生難以理解等。為了解決這些問題，需要構建“學—用—創”三進階混合式教學模式[4]。借助線上線下混合式教學模式，學生得以更加自由靈活地選擇適合自己的學習方式。在課程教學中，需要貫徹“新工科”的培養思路，讓學生在實踐中不斷涉獵各個領域，提高跨界融合的能力，從而更好地適應未來工業設計的發展趨勢。

未來的工業設計行業將更加注重實踐應用和創新設計能力，因此工業設計課程應當采用“理論學習、實踐應用、創新設計”逐步深入的教學模式，以更好地培養學生的實踐和創新能力，使他們更好地適應未來的工作需求。此外，采用進階式教學模式，可以讓學生在理論學習的基礎上更好地掌握實踐應用和創新設計知識，從而深入地了解工業設計的各個方面，提高學生的綜合素質。

1 “三進階”混合式教學概述

“三進階”混合式教學是基于學生認知順序的人才培養方法，在課程教學中采用“學—用—創”層級遞進的教學模式[5]。該模式中，“一進階”以“學”為目標，即初級階段的理論學習，采用線上線下混合式教學，強調學生知識目標的達成，掌握產品制圖國家標準的有關規定和要求，形成嚴謹的設計表達思維及空間想象能力。“二進階”以“用”為主，即中級階段的實踐應用，理論知識與實踐項目的結合，強調學生能力目標的達成。基礎實踐能力包括繪圖軟件的應用能力、產品拆解測繪的觀察力、思維辨析能力及團隊合作能力，注重培養學生設計過程中的工程創新意識。“三進階”以“創”為核心，即高級階段的創新設計，立足于科教融合培養學生的創新實踐以達成素質目標，樹立社會責任感，培養學生創新設計的價值觀，提高學生的創新思維能力。

2 “三進階”混合式教學在課程中的應用思路

在工業設計領域的教學實踐中，應用性知識的價值不僅僅體現在完成的實際項目中，更在于教師對這些知識的深入剖析與總結。這樣的探究能幫助學生將零散的知識要點融會貫通，構建起有機的系統性知識鏈，進而搭建起完整的知識框架體系，如圖1所示。“學—用—創”三進階混合式教學模式是基于數字化教學資源和智能化教學平臺，包括理論學習、實踐應用和創新設計三個階段[6]。在“工業設計制圖”課程教學中，“三進階”混合式教學的應用思路主要包括以下三方面：多維立體式教學讓學生“好學”，以成果產出為導向讓學生“善用”，引入創新創業項目讓學生“喜創”。

圖1 “學—用—創”三進階混合式教學模式框架

2.1 多維立體式教學讓學生“好學”

多元化的多維度立體式“線上+線下”混合式教學模式具備全方位的潛力，以增進學生的學習成效。該教學方式不僅貫徹了前瞻性的線上預習、面授深度學習、課后師生反思的教育流程，更可為各層次的學生提供個性化的教學輔導與知識拓展，以推進課程內涵和學習范疇的進一步拓寬。在線上環節，教師可巧用雨課堂數據平臺，持續追蹤并分析教學進程，借助雨課堂的多元活動培養豐富體驗感與激勵性的授課手段，以激發學生的求知欲望，進而提升學生的積極投入與參與度。同時，借助如釘釘、微信、騰訊會議等社交平臺，實現實時答疑和線上討論，從而培養學生獨立思考與創造性思維的素養，提高學生的學術自覺性。進入線下課堂，教師應組織學生進一步分組展開討論，以共同研討與交流的形式深化知識探索，每組出一個代表進行習題比拼，獲勝小組進行積分獎勵，此積分計入教學評價體系。“工業設計制圖”課程可以培養學生的三維立體感官，教師讓學生根據兩個視圖或一個視圖建立不同的三維模型，再根據不同的三維模型補全三視圖，這樣反復的從二維到三維再從三維到二維的訓練能增強學生的立體思維。通過多維度立體式“線上+線下”混合式教學模式的實施，學生能夠在不同的學習環節中獲取到更多的知識和信息，提高學生的學習效率。

2.2 以成果產出為導向讓學生“善用”

創新性的教育模式有助于增進學生的綜合素養和設計實踐能力，同時培養學生的創新思維與問題解決能力。由此，在課程教學的特定階段，教師應針對課程內容，布置綜合性設計實踐項目，讓學生對現有產品進行拆解、測繪并繪制圖樣，引導學生進行產品外形的改良和三維建模，以及最后的三維打印。通過這樣的綜合性項目來串聯碎片化的知識點，幫助學生更好地理解和掌握課程理論知識，加深他們對產品結構和造型的理解，從而培養他們的應用能力和創新能力。在這個過程中，教師采用線上和線下相結合的方式根據不同學生的學習情況進行有針對性的輔導和指導，學生將學習如何分析和理解實際物品的材料、結構和功能，了解產品的設計原則和制造流程。學生將對現有產品的外形進行改良，同時學習如何使用CAD 軟件進行三維建模，并通過3D 打印將設計變為現實。讓學生在教師的指導下深入學習和掌握知識，同時教育評價才能更加綜合、客觀地反映學生的學習、應用和創新能力，還可以激發他們的創造力和創新意識，培養他們的實踐能力和團隊合作精神[7]。實踐應用階段以產出為導向，以項目為依托，包括單元實踐項目和綜合實踐項目，讓學生將所學理論知識應用到實際問題中去。這一階段的教學方式包括實物拆解與測繪、案例分析、3D 打印、三維建模等，通過這些方式，讓學生對課程內容有一個更深入地理解和掌握。創新設計階段主要通過創業競賽、創新項目，創新專利，讓學生運用所學知識進行創新設計，提高他們的創新能力和實踐能力。

2.3 引入創新創業項目讓學生“喜創”

教師可以將自己從事的科研項目和創新創業競賽融入課程內容中，以科研為載體，讓學生學以致用、以用促學、以賽促學[8]。指導學生確立崇高的價值觀，使學生在實踐探索與創新競賽中培養自信，培養學生的創新能力，讓學生熱愛創新。“工業設計制圖”課程是一門實踐性很強的學科，需要持續的培養和實踐[9-11]。因此，在整個學生專業學習期間不同的工程類課程和工作室的專業課能夠通過項目實戰連續地對產品的造型和結構進行深入地研究，從而使課程體系具有連貫性。此外，在作業中增加產品結構設計，包括結構爆炸圖、外形六視圖、內部結構剖視圖等，讓學生可以解決實際問題，聯系實際探索創新，培養自主探索、求真務實的科研態度和一絲不茍的工匠精神。教師需要形成一個團隊，以便對學生進行分階段的指導。學生也可以自主選擇參與教師的項目，然后在教師的指導下進行相關研究和開發。注重激發學生的創造力和創新意識，鼓勵他們提出新穎的設計理念和創新的解決方案。鼓勵學生參加各種設計類競賽、組織展覽、發表論文和申報專利等方式，讓學生展示自己的作品和成果，讓他們進一步了解科研工作及設計成果的申請保護，與企業合作，并促進成果轉化，激發學生的學習熱情和積極性。

3 “三進階”混合式教學“工業設計制圖”在課程中的應用實踐

3.1 教學資源平臺的構建

為增進“工業設計制圖”課程的教學成效，該課程構建了兩個平臺：數字化教學資源平臺和智能化教學平臺，具體示例如圖2 所示。數字化教學資源平臺是為學生提供全面、豐富的教學資源，包括資料共享、科研創新、虛擬仿真和拓展學習四個方面。資料共享方面，提供了教學資料、教學視頻、學習筆記等多種資源，以便學生隨時隨地獲取所需信息。科研創新方面，提供了科研項目資源共享、比賽資訊等，鼓勵學生積極參與科研和創新活動，提升學生的創新能力。在虛擬仿真方面，提供了包括三維軟件虛擬仿真、3D 動畫、3D 打印等多種虛擬仿真工具，使學生得以在虛擬環境中進行實踐性操作，從而進一步提升學生的實際操作能力；拓展學習方面，通過科研項目、參加比賽使學生對產品結構設計、智能工藝、裝備產品、高精設備等有所了解，幫助學生擴展知識視野，提高他們的綜合素質。資源共享方面，提供了課程資源配置、課件上傳、慕課資源、完善題庫等多種資源，讓教師和學生能夠快速獲取所需資源。授課備課方面，提供了發布課前任務及習題、課堂簽到、實時互動、線上考核等多種功能，讓教師能夠更加便捷地備課和授課。信息反饋方面，提供了學生學情數據分析、課堂反饋及學生評價反饋等多維度數據，為教師提供全景式的學生學習情況信息，幫助教師及時了解學生的學習進展，為教學提供有力的支持。不斷動態優化信息化平臺和資源，可進一步提升課程優質平臺資源在更廣泛范圍內的傳播和共享效果，進一步凸顯課程“開放共享”的理念。

圖2 教學資源平臺模型

3.2 教學實踐體系的構建

理論學習、成果應用和創新設計是“三進階”混合式教學實踐的三個核心維度，如圖3 所示。理論學習是學生掌握知識和理論的基礎，成果應用是學生將所學知識應用于實際工作中的能力，創新設計則注重發掘學生的創造潛力和創新能力。這三個維度相互關聯，相輔相成，共同構建了一個多元化的教學實踐體系。

圖3 多維度教學實踐體系架構圖

在教學實踐中，針對“學”這一維度，即理論知識層面，可運用多種方法進行教學評估，如表1所示。在教學過程中，可以采用在線測試、課堂測驗及課堂積分等方式，以評估學生在課前自主學習方面的情況，以便教師調整講授的重點。同時，還應進行平臺單元小測和課程期中期末測試，以檢驗學生在各個單元及整個課程中應用型知識的掌握情況。這些多元化的評估手段有助于深入了解學生的學習進展和掌握程度。這樣的評估方式可以更全面地了解學生的學習情況，幫助教師精準教學，提高教學效果。

表1 工業設計制圖課程教學實踐體系

對于“用”維度，實踐教學可以從兩個方面入手。一方面，針對課程單元實踐項目的完成情況，及時了解學生對單元技能的掌握情況；另一方面，對于課程單元的實踐項目完成情況，應及時了解學生對于單元技能的掌握程度。同時，針對課程的綜合性項目完成情況，應當協助學生將零散知識應用于解決系統性難題。這樣的教學方式可以全面地了解學生的掌握程度，幫助學生加深對知識點的理解，提高學習效果。

對于“創”維度的教學主要以鼓勵為主，且教學不應該只看重單一方面，而應該從多個角度進行系統性講解。例如，可以引導學生進行創新專利、開發創新項目或參與各類創新創業競賽等。綜合考慮各個維度的表現，以全面提升學生的學習能力、應用能力和創新能力[12]。這樣的教學方式可以更高效地提升學生的綜合素質水平，為學生未來的學習和發展提供更好的指導。此外，對于“創”維度的教學也應該是動態的，及時反饋學生的表現，并及時調整教學方法和策略，以更好地促進學生的學習和發展。

4 結語

文章針對目前“工業設計制圖”課程教學存在的問題，通過對“學—用—創”混合式教學模式進行分析，構建了“工業設計制圖”課程的“三進階”混合式教學模式。結果表明，通過多維立體式教學能讓學生更“好學”，以成果產出為導向能讓學生更“善用”，引入創新創業項目可以讓學生更“喜創”，利用多維度評價考核提高學生的綜合能力。在后期“工業設計制圖”課程的授課過程中，教師應關注不同階段學生的學習效果和反饋，促進實踐教學體系的持續改進，以強化學生對設計工程制圖的標準化、規范化的工程素養，培養學生嚴謹細致、追求卓越的“設計工匠”精神。