基于OBE的产品设计课程的教学设计与创新

孔琳

（西安航空职业技术学院航空制造工程学院，陕西西安 710089）

高职院校已经成为我国教育界的主要力量，占了教育界的半壁江山。但是由于高职院校的学生来源复杂、层级分化严重、学习能力存在差异等问题，课程体系下的教学设计很难使得程度不一的学生达到近乎统一的目标。我们要在现有条件下进行分层教学，成果导向，满足不同学生的发展需求[1]。因此，在分析该校产品设计课程现状的基础上，进一步通过对兄弟院校相关课程调研、陕西地区相关专业的课程调研、阎良本地航空基地相应企业的调研、走访沿海地区进行产业链相关企业调研。探究产品设计课程以成果为导向进行分层次教学设计，使学生的特长和能力得到充分发挥，更好地掌握所学知识和技能，在就业和工作中占据有利位置。

1 OBE 的课程改革框架

中国制造2025 战略提出了创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展的要求，明确提出大力发展数字化设计与快速制造和提高产品的质量，加快从制造大国转向制造强国的要求。社会相关行业对具备产品创新设计能力，特别是对数据采集、逆向造型、创新设计、产品快速原型制造等先进制造技术流程的技术技能型人才的需求越来越迫切。随着工业4.0、“互联网+”的发展和国家对大学生创新创业能力的要求，越来越多的机械设计与制造专业的学生喜欢从事数字化设计工作。特别是近几年高职学生在机械创新设计、数字化创新设计及工业产品数字化设计与造型等大赛中取得的可喜成绩，这就要求我们进行基于OBE 的课程改革，并逐级细化建立了包括培养目标、课程标准、教学设计以及课堂教学的四级课程改革的框架体系。

以该次实施的产品设计课程为例： 首先采用分层教学，是针对学生知识、能力结构和学习需求的不同类型，科学地选择不同的教学目标和内容，从而实现既定的课程目标的一种教学方式。那么就需要从以下几个方面界定，包括课程培养目标、职业定位与能力分析、知识和案例链路图、学生课后拓展素质教育等方面详细阐述了通过产品设计课程如何培养一名能进行数字化设计的高职学生。这就使得课程内容更加落地，可操作性强，贴近生产实际。

有了具体的目标就落实到建立基于OBE 的课程标准。主要包括知识点、技能点；并通过完成什么样的成品，采用什么样的工作过程将其通过链路图串接起来[2]。课程标准建立的核心是培养学生什么样的能力，通过什么样的案例载体获得以及最终的课程成果是什么。

2 教学设计与创新设计

图1 守护精灵

图2 雪地救援机器人

依据课程目标与标准将案例载体细化为教学设计，这样在教学中就有了统一的设计模板，也使课程的实施有了可移植性和可复制性。以产品设计课程为例，课程组教师就提炼出了四个学生需要掌握的能力点，包括二维草绘、实体建模、曲面建模以及虚拟装配。结合在线开放课程的相关资源，将最终的成果落脚为飞行器适配板的设计与建模、定子叶片的建模与校核、两足机器人的建模装配与运动仿真、涡喷6 发动机的建模装配与运动仿真四个不同级别的案例载体。学习该课程的学生也就可以根据自身的兴趣和能力，有针对性地根据案例的成果进行课程学习，目标和标准也就更加具体和可实施了。同时，紧跟职业岗位，将工作过程提炼出来转化成教学设计在课程中实施。

以两足机器人的教学设计为例，课前准备阶段就提供给学生单一知识点分别为壳体建模、曲面建模、销钉装配以及电动机配置四个微课视频。在课堂教学阶段，就通过情景导入（案例模型结构）、知识学习（掌握学习思路）、实操演讲（突破教学重点）、答辩演讲（解决教学难点）、现场评价（提出进一步教学目标）这五个环节有效解决案例实操过程。课后则通过拓展资源、多元评价、交流心得等环节实现分层教学的目的，使优秀的同学在课堂学习的基础上更进一步，有所提升。

在详细的课程实施过程中，首先采取学生分组的方式，同学们之间自由搭配，取长补短，同时根据团队的能力进行SWOT 分析，找到适合自身难度的案例。在第一阶段的教学分析环节，需要进行教学目标以及标准、学情定位、教学重点以及难点的分析，因此需要有分层次并且差异化教学资源的配给，在线课程的出现为课程改革提供了一个崭新的平台。第二阶段教学策略，信息化教学手段采用线上线下、理实一体化的混合教学模式，例如，在产品设计实训课程中，课程内容又分层表达为课前准备、课堂教学、课后拓展，为不同能力的学生提供了多元化多层次的丰富资源[3]。第三阶段教学过程中，课前准备是为了创设情境，激发学生学习兴趣，并且进行线上动态分组；课堂教学中发挥教师引导作用，运用线上的微课程资源进行学习；完成后，学生演示讲解，提升学生分析和评价的能力；课后拓展更是注重培养学生交流能力，提升个人综合素养。录屏视频、微课程的使用，为差异化教学提供了有力的技术援助，为部分学生提供了反复学习的可能，提高了教学效果，有效解决教学难点问题；第四阶段注重过程管理的多元评价，有助于教师和学生及时掌握教与学的情况，教师可以及时进行反思并进行下一轮的课程改革。在这种新的教学过程中，教师的角色有了明显的转变，更加注重协助学生解决棘手问题以及提供多元化的学习渠道和学习资源。由于分组差别式成果提交的方式，即防止了实训作业的雷同化，又有效调动了学生们的积极性。课程结束后，学生们提交了多样化的作品，同样是根据两足机器人案例进行学习，在原有案例的基础上，学生们都有了带有自身特性的创新设计。依据作品性质的不同参加同期的各类大赛。其中袋鼠机器人推荐参加 《全国大学生工业设计大赛》 作品编号27B01536； 守护精灵推荐参加一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛并获得全国总决赛三等奖；雪地救援机器人推荐参加第三届中国3D 打印创意设计大赛并均获得全国总决赛三等奖。在作品的表达中，也更加的丰富多样，不仅有传统的效果图、说明书、PPT，还有了新技术支持的3D 打印实物以及视觉效果绚丽的作品展示视频。

3 课程改革的成效与影响

课程的改革使得同学们在学习中创建了带有自身标签的作品，为了磨炼自己的技术和心志参加了省级以及国家级别的各类大赛。主要包括3D 建模类锻炼软件实操以及创新设计的能力；3D 打印类锻炼动手实操以及创意设计的能力； 机械创新类锻炼机械结构以及创新创业的能力。另外，分层课程的改革建立了普试化的标准；基于OBE 的课程标准和教学设计为可移植的课程开展提供了可能； 各类大赛也为最新技术和案例引入课程提供了一个渠道，为课改的进一步实施打下了一个良好的平台。