OBE-CDIO理念下工业设计专业课程实践教学体系构建

刘 敬，刘衍聪,2

OBE-CDIO理念下工业设计专业课程实践教学体系构建

刘 敬1，刘衍聪1,2

(1. 中国石油大学(华东)机电工程学院，山东 青岛 266580； 2. 中国石油大学胜利学院，山东 东营 257061)

针对工业设计专业课程实践教学存在的问题，以培养学生不同层次能力和综合素质为目标，探讨了在OBE-CDIO理念下工业设计专业课程实践教学体系的构建。深入分析社会、市场、企业需求，以能力培养为核心，定位专业实践课程教学目标。反向设计各实践教学环节，依托CDIO项目式教学，借助设计单元、专项设计和科研项目，构建递进式实践教学模式，循序渐进培养学生各项实践能力。并以学习成果为导向，创新评价方式，建立了多元化考核体系，促进实践教学体系的持续改进，以期实现培养工业设计人才创新实践能力和综合素质的目标。

OBE；CDIO；实践教学体系；工业设计

工业设计作为一门艺术与科学相结合的综合性交叉学科，涉及美学、艺术学、机械、工程、材料、人机、服务等多个领域，以培养具有高水平设计应用能力的综合性人才为目标[1]。随着社会和市场的发展，行业对工业设计人才的要求进一步提升，在掌握扎实的设计理论知识基础上更加强调设计实践能力、工程应用能力和创新设计能力。实践教学作为实现这一目标的重要途径和环节，对于工业设计专业的发展和人才培养具有重要的意义，也是各高校深化教育改革、提升人才培养质量的关键问题。

近年来，在教育国际化和全球化的背景下，高等教育改革也随着时代的发展不断的推陈出新。由1994年提出的基于成果导向的OBE (outcomes- based education)工程教育理念[2-3]，在全球工程教育改革中已经得到了广泛的重视和应用。该理念重视学生的学习目标和学习成果(learning outcomes)，以保证学生真正具备步入社会后所需要的知识、能力和素质[4]。与传统的高等教育理念相比，OBE教育理念为高等教育实践教学改革提供了更为明确的目标和更加灵活的方法。自从中国加入华盛顿计划以来，OBE理念在中国工程教育改革中得到了广泛的关注和探讨，在相关专业课程的教学改革、教学计划制定、考核评价改革中都得到了一定的应用[5-8]，非常符合应用型人才培养的目标需求[9]。

构思-设计-实现-运作(conceiving-designing- implementing-operating，CDIO)理念是美国MIT及瑞典的3所大学提出的一种新型工程教育模式，是全新的国际工程教育与人才培养创新模式，其核心是以实际项目为载体，引导学生以主动、实践的方式进行学习，将知识、能力、素质的培养紧密结合，使理论、实践、创新融为一体[10]。实践教学是CDIO理念下的主导模式，通过在“做中学”和“项目驱动”教学方法实现专业知识、实践技能的掌握。CDIO教学模式能在实践教学实施过程中培养学生的创新设计能力和实践应用能力。

为了构建工业设计专业课程实践教学体系，提高实践教学质量，培养学生的创新设计能力和综合素质，本文将OBE理念和CDIO理念进行有机融合，提出OBE-CDIO理念下的工业设计专业课程实践教学体系建设。针对工业设计专业实践教学中存在的问题，以OBE理念将社会需求转化为学生不同层次的能力培养目标，以此指导课程培养目标的制定，并反推实践教学内容，以CDIO项目为实践课程主线，建立以设计单元-专项设计-科研项目为主要载体的递进式实践教学模式，循序渐进的将目标能力指标与专业知识贯穿于各实践环节，注重培养学生实践应用能力，关注学生创新设计能力以及综合素质的提升。同时构建相应的多元化考核体系，形成完整、规范的实践教学体系，最终达成学生设计实践能力从基础到综合、创新的递进式培养。

1 现有工业设计专业实践教学体系存在的问题

目前，各高校工业设计专业课程体系中均开设了实践类课程，其授课形式主要以课内实践为主，通常与理论课同时安排，如产品造型设计、文字与标志设计、计算机辅助工业设计、综合设计、毕业设计等。工业设计专业教师也都认同实践教学环节在工业设计专业人才培养和输出中的重要性，优秀的设计实践能力不仅是为了满足企业需求，也是提升毕业生就业竞争力的有效手段。然而，目前中国石油大学(华东)工业设计实践教学体系仍然存在以下问题。

1.1 实践课程培养目标不明确，作为专业课堂教学的补充，没有明确的对学生实践能力提出规划

目前工业设计专业课程主要是以课程为导向，虽然设置了实践学时，但是却没有明确的实践教学目标。各专业课程对学生经过学习之后需要掌握的具体设计实践能力、达到什么程度、如何培养都没有明确的规划，其描述往往是比较笼统、模糊的一句话，即掌握相应的设计实践能力，这导致了工业设计专业在人才培养过程中忽视了实践教学的重要性，仅仅将其作为理论知识的补充。这也导致了学生在进入社会开展工作时，缺乏实际应用能力，无法快速适应行业、企业的实际需求。

1.2 实践教学环节缺乏有效整合，无法实现有序衔接，缺乏对学生创新设计能力和综合素质的培养

由于专业课程实践教学培养目标和体系的缺乏，很多课程虽然开展了实践教学，但是普遍存在各自为政甚至重复教学的问题，课程内实践、课程设计、毕业设计、大学生创新训练等环节之间的相关性较弱，普遍缺乏横向关联和纵向深入[11]。这也导致了实践教学只能实现帮助学生掌握课本理论以及熟悉各操作模块的目的，无法实现学生创新设计能力的整合以及综合素质的培养。

1.3 部分实践教学环节教学方式陈旧，教学方法单一，缺乏互动性，无法激发学生对专业实践的兴趣

目前专业课程实践教学多以验证性教学为主，部分课程内容局限于课本，不注重实用性，教学方式陈旧且方法单一，验证性实践造成了教与学过程缺乏有效互动，往往无法激发学生对专业实践的兴趣及学习的积极性和创造性。

1.4 实践教学评价体系不完善，存在以教师为评价主体，终结性评价为主的问题

目前，工业设计专业实践教学的成绩评定主要是以课程为单位，没有单独的实践成绩评定及详细的评定标准。主要以任课教师上课按照个人安排进行比例设定，期末自己给出成绩，以教师为评价主体，既缺乏对学生实践学习过程的评价，也缺乏对学生各项能力的评价，无法实现评价对教学的引导和督促作用。

2 OBE-CDIO理念下工业设计专业实践教学体系构建

2.1 构建思路

OBE-CDIO理念下的工业设计实践教学体系构建，首先要实现从学科教育到目标教育的转变[12]，应以社会和市场需求为基础，不仅要考虑毕业生的初始岗位要求，更要关注学生在后续职业发展中的能力要求，满足可持续发展。本文将以学习产出为导向的OBE理念和以项目为载体的CDIO理念应用于指导工业设计专业课程实践教学体系的构建，强调以学生为中心，以学生毕业5年后应达到的能力为目标，即具有独立承担并解决比较复杂的设计项目的研究、设计工作，有一定从事设计、科研工作的实践经验，具有良好的团队沟通和写作能力，能够较好地完成表达、阐述、撰写报告等综合素质。以此能力目标为导向进行实践教学设计，引入项目式教学，并建立多元化考核体系，依照教学目标对实践过程和学习产出成果进行评价，构成基于OBE-CDIO的实践教学体系(图1)。

2.2 构建过程

2.2.1 以能力为核心，OBE理念为导向，定位专业课程实践教学目标

OBE理念注重学习产出，最终强调的是学生通过知识学习达到的应用与实践能力。工业设计专业培养的是适应社会、市场发展需求的具有良好设计应用能力和综合素质的人才，因此各专业课程实践教学目标的设置也要明确反映对毕业生各项能力的支撑[13-14]。结合工业设计专业特点以及社会需求，毕业生达到的能力要求划分为3个层次，即基础实践能力培养、综合设计能力培养和创新设计能力与综合素质培养(图2)。将工业设计实践教学目标明确细化为对学生不同层次的能力培养目标，不仅使学生掌握基础实践能力，如软件操作技能等，也要培养学生的综合设计能力以及创新设计能力，从而实现构建递进式实践教学体系，循序渐进培养学生各项实践能力的目标。

图1 OBE-CDIO理念下的工业设计专业课程实践教学体系

从专业培养层次上，将学生能力层次映射到专业课程设置上，将专业课程分为基础实践课程、课内综合实践课程和课外综合实践课程3类：基础实践课程主要以通识课以及学科基础课为主，主要培养学生的基础实践能力和动手操作能力；课内综合实践课程主要是以专业基础课和专业课程为主，主要锻炼学生的综合设计能力；课外综合实践课程主要以学生的创新创业训练计划、各类设计竞赛、教师的科研项目为依托，培养学生的创新设计能力和综合素质。

2.2.2 以目标为导向，反向设计课程实践环节，依托CDIO项目式教学，培养学生不同层次实践能力

CDIO项目化教学是实施工业设计实践教学的关键环节。在CDIO理念指导下，以项目为主线，以学生为主体，将原本零碎的实践内容连接成线、扩展成面，使学生的创新设计能力和综合素质在完整的实践教学过程中实现递进式的提升[15]。

图2 工业设计专业课程实践设置及能力层次培养

针对学生不同层次能力培养，将课程实践项目划分为3类，对于基础实践内容，主要是以设计单元为载体，采用多样的教学方法和手段，激发学生兴趣，培养学生的动手能力和实践能力；基础课程实践内容完成后，在课内综合实践课程中，借助专项设计，使学生熟悉设计流程，学会综合运用各种设计知识，培养学生综合设计能力；在课外综合实践课程中，以教师科研项目为依托，立足科教融合，培养学生创新设计能力，从而构建递进式实践教学模式(图3)，循序渐进培养学生各项实践能力。每一个设计单元、专项设计、科研项目的都经过构思、设计、实施、运作的全过程演练。使学生体验从设计理论到实践应用，从方案到实施的整体设计流程。

(1) 以设计单元为载体，培养学生基础实践能力。对于基础专业课程，应从其课程特点出发，对教学过程与教学内容进行重新的梳理并进行合理的阶段划分，将教学内容分解成不同的设计单元，把课程的知识点分解到每一个单元课题中，每个单元前半部分由教师讲解课程内容，后半部分由教师根据该单元中知识点、技能点布置相应的实践作业，由学生进行上机实际操作练习并提交单元式设计作业。在完成单元式设计作业的过程中，学生的基础实践能力如软件操作能力、资料搜集能力、创意能力、设计作品完成能力等都得到锻炼和培养。其实践操作主要是通过让学生掌握设计工具、熟练并灵活运用各设计软件，完成完整的设计作业，达到培养和提升学生的基础实践能力的目标。要重点设计以问题为导向的实践内容，在教学中引入设计问题，使学生明确解决该设计单元的要求，将教师传授的设计理论进行实践应用，并独立处理简单的设计问题。

图3 CDIO递进式实践教学模式

(2) 利用专项设计，培养学生综合设计能力和综合素质。学生的综合设计能力和素质培养是课程教学更高层次的目标[16]。在完成基础实践设计单元任务的基础上，教师在课内综合实践课上安排专项设计锻炼学生的综合设计能力。专项设计进一步培养学生对设计知识的运用、发展和创新。这种实践方式不仅有利于课程知识的综合运用，也有利于学生真正掌握完整的设计流程并胜任实际设计工作，从而促进工业设计专业应用性人才培养目标的实现。因此，该实践环节要求专项设计选题具有一定的广度和深度，同时选题要注重与学生兴趣相结合，学生可以根据自己的设计观察，自主选择对象进行创新设计或改良设计。在组织形式上采用个人与小组相结合的模式，鼓励团队合作，多元化运用先进的设计手段。以任务为导向，实现学生的综合设计能力的锻炼和提升。

专项设计促使学生由被动完成作业向主动设计转化，最大程度的发挥学生的主观能动性，为学生提供思考、创造的空间。学生在项目中遇到各种问题，需主动想方设法解决问题，包括有针对性的查阅资料、文献，团队讨论、分工协作，以及向教师求助。通过问题的解决，学生对课程学习的积极性提到提高，激发了学生的学习热情。通过专项设计训练，学生将专业及不同课程之间的知识融会贯通、串联运用到项目中，提高了学生对知识的综合运用能力。

(3) 以科研项目为依托，立足科教融合，培养学生的创新设计能力。培养学生的创新设计能力和工程意识是工业设计专业课程教学最终目标。在学生能够完成独立专项设计的基础上，以科研项目为依托，立足科教融合，开展科研探索型的创新实践活动。该项实践活动主要以教师的科研项目为主要载体，进行科研探索性设计实践，强化学生的自主创新意识和设计兴趣。主要培养学生发现问题、解决问题的能力以及工程和科研意识，学会利用掌握的设计知识解决实际问题。该项实践主要是在课外综合实践课程中完成，学生自主选择教师项目进行参与，即在教师的指导下开展相关研究和开发，并鼓励参加各项设计类大赛或发表论文和申报专利，使学生进一步了解科研工作以及设计成果的申请保护。对有商业前景的设计，可与企业合作并促进成果转化。整个科研实践以教师为主导，学生为主体，培养学生的工程意识、科研能力以及对实际设计问题的认知能力，进一步培养学生的创新能力和综合素质。

2.2.3 以学习成果为导向，创新评价方式，建立多元化考核体系

实践教学作为教学的必要环节，无法仅仅使用成绩衡量，学生的实践环节考核要综合考虑学生的过程表现、报告撰写、团队协作能力、综合素质等。根据确定的课程培养目标以及多层次递进式的实践教学方式，建立实践课程多元化考核体系。课程成绩主要由平时成绩、设计理论成绩、设计单元成绩、专项设计成绩和科研项目成绩(选做)等组成(表1)。不仅考察学生的日常表现，同时对学生的基础设计能力、综合设计能力和创新设计能力进行合理的评价，分析学生预期的学习目标与实际学习成果的差异，重点考核学生知识增长、设计实践应用和创新能力的提高，引导学生建立更加自主、积极的学习态度。根据考核内容设置不同的考核方法，包括观察法、学生自评、组内互评、教师点评等。使教师、学生都成为教学考核的主体。该多元化考核体系，以培养工业设计专业学生各项设计能力为目标，注重对学生整个学习过程的考核和评价，并强调发挥考核的引导、检测与评价功能。同时在对课程实践效果的追踪过程中，给出评价结果以及改进意见，实现对培养目标的持续改进，充分发挥课程考核在实践教学过程中的引导、评价、激励的作用。

表1 工业设计专业课程多元化考核方法

3 结束语

培养具有创新设计能力和综合素质的人才是工业设计专业建设的核心目标，通过探索OBE-CDIO理念下工业设计专业课程实践教学体系的构建，明确了以学生不同层次能力培养为核心的实践课程培养目标。以目标为导向，反向设计课程实践环节，以项目式教学贯穿于整个课程实践教学过程，构建多层次递进式实践教学模式，循序渐进培养学生各项实践能力。目前，该体系在中国石油大学(华东)工业设计专业课程实践教学改革中已经取得了一定的效果，学生进行实践学习的积极性明显提高，在实践项目中表现出了更高的学习热情和自主性，其实践应用能力、自主创新意识、团队意识等均有了较大提升。学生在进入企业实习或工作后，用人单位普遍反映中国石油大学(华东)学生上手快、实践能力和创新设计能力较强。OBE-CDIO理念下的工业设计专业课程实践教学体系运行时间还较短，在今后的实践课程教学中还需继续改革，持续改进和完善。

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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年中国石油大学(华东)教学研究与改革项目(QN201610)

刘 敬(1982-)，女，山东新泰人，讲师，硕士。主要研究方向为计算机辅助工业设计、人机工效学等。E-mail：liujingupc@163.com

刘衍聪(1962-)，男，山东淄博人，教授，博士，博士生导师。主要研究方向为工业设计、工程图学等。E-mail：liuyc@upc.edu.cn