教学逆向设计研究与实践——以产品设计手绘课程为例

2023-09-01黄骁

设计 2023年15期

黄骁

摘要：为了落实学生中心并有效达成教学目标。以省一流课程为例，将逆向设计理论应用于课程教学。提出了教学逆向设计的“鱼形”模型，以基本问题架构教学目标、聚焦问题的表现性任务设计、贯穿课程的教学评价设计为主要手段，通过“任务+练习”保障教学有效性、“两测一察”保障评价一致性。教学质量和学生满意度得到明显提升。为构建科学的教学设计范式提供了参考。

关键词：教学设计教学评价逆向设计产品设计手绘

中图分类号：G423 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2023）15-0086-05

Abstract：In order to implement the student center and effectively achieve the teaching objectives. Taking the provincial first-class course as an example，the reverse design theory is applied to the course teaching. This paper proposes a"fish-shaped" model of teaching reverse design. The main methods are framing course objectives with fundamental questions，problem-centered expressive task design and the teaching evaluation design throughout the course. The effectiveness of teaching is guaranteed through "tasks + exercises"，and the consistency of evaluation is guaranteed through "two tests and one inspection". Teaching quality and student satisfaction have been significantly improved. It provides a reference for constructing a scientific instructional design paradigm.

Keywords：Instructional design Instructional evaluation Reverse design Product design Sketching

前言

“坚持学生中心”是建设高水平本科教育的基本原则之一[1]，既注重“教得好”，更注重“学得好”，这是新时代教育发展的要求。其目的是回归教育教学的本质，切实提高人才培养质量。“学得好”是“教得好”之上的更高要求，要求教师由关注“教”转变为真正关注学生、学习及学习过程。具体到一门课程，应重点思考如何通过教学设计来组织教学活动、激发主动学习、评价学习成果并最终达成教学目标。

一、逆向设计理论的解读分析

美国教育评估专家格兰特·威金斯和杰伊·麦克泰格在Understanding by Design（追求理解的教学设计）一书中提出了逆向设计理论，开展教学逆向设计简单来说包括三个阶段：确定预期结果、确定合适的评估证据、设计学习体验和教学[2]。确定预期结果即教学目标要考虑学生学习產出，学生应理解什么、会做什么，而不是教师准备教什么内容。确定教学目标后并不是直接进入到教学内容选定、教学方法选择，而是先明确学习证据，什么样的证据能够证明学生达到了课程预期结果。有了明确的预期结果和合适证据之后，最后考虑需要什么样的知识和技能，组织什么样的教学活动，进而确定教学内容、方式、方法、资源等。

（一）逆向设计理论解决了以下几个关键教学问题：

1.教学设计思维。先有评估方案才能实施教学，这与“先教学再评价”的常规思维是相“逆”的，是落实“学得好”的前提。

2.学生为何而学。以基本问题架构教学目标，使教学设计的重心落在学生“为何学”，即围绕真实的“问题”展开设计，激发学生对知识和技能的需求，避免“灌输式”教学。

3.评价的有效性。教学活动要与教学目标保持一致，评价是关键，包括如何确定评价指标、如何评分和反馈、如何用好的证据准确测量等。

（二）逆向设计理论为课程教学设计提出了指导性框架。笔者根据该理论将教学逆向设计概括为以下6个部分，即目标（会什么）、问题（为何学）、证据（评什么）、活动（如何学）、评价（如何评）、反思（有效吗），并以“鱼形”模型图（图1）表示其相互关系。“鱼头”对应教学目标，表示教学设计的起点。通过基本问题架构教学目标，保证教学活动围绕“问题”而展开，以表现性任务作为学生获得预期理解的重要评估“证据”。“问题”和“证据”是使教学活动与教学目标保持一致性的重要环节，与教学活动共同构成了“鱼身”部分。“鱼尾”也不可或缺，其中“评价”包括评价方案设计、指标和量规的制定，驱动着教学目标的达成；“反思”包括目标达程度分析、效度和信度的检查自评，用以动态调整和持续改进教学。

二、课程定位与学情分析

（一）课程定位分析

产品设计手绘是产品设计专业的必修基础课程，是将思维意念“物化”的最快速有效的方法[3]。有的高校虽然没有单独设置手绘课程，但在设计表达等其他课程中仍是一项重要内容。手绘是必不可少的训练手段和表达方式，近年来数位板和平板电脑等新型工具的广泛使用并没有改变其本质。产品设计手绘同时具有工具属性和思维属性，对后续课程提供产品设计创意表达的技法知识以及产品造型的感知理解、视觉化表达、美的捕捉能力。课程除了教授技法知识和手绘技能，还要培育学生的专业素养，树立基本的职业态度。

（二）课程学情分析

手绘是通过二维形式来表达三维实体的过程，是设计表达的基本手段[4]。课程学习的难点在于三维到二维的转换能力，需要具备良好的空间思维和透视应用能力。空间思维属于形象思维的范畴，是形象思维的一种表现[5]。形象思维的处理对象有二维形象和三维形象，包括几何形状、色彩、特征、质感等。空间思维负责处理三维空间中的几何形状，是进行三维设计的前提，是决定手绘是否能够真正服务于创意表达的关键。空间思维能力不足将难以流畅地表现想象中的三维形体，导致手绘技能与三维设计脱节，使其仅停留在二维形象处理的层面。这是很多学生虽能绘制漂亮的手绘效果图，但是难以灵活应用于实际设计情境的主要原因，并成为后续专业学习的瓶颈。

三、以基本问题架构教学目标

教学目标是教学设计的起点也是终点，其描述了学生通过课程学习应该“会什么”。以基本问题架构教学目标则是帮助学生明确“为何学”，教师明确“为何教”，导向教学的本质思考。

（一）明确教学目标（会什么）

课程有三个教学目标，根据所在专业人才培养方案中毕业要求下的二级指标点来设定。目标1——“熟练运用光影、比例、故事版等技法进行产品的视觉化表现”针对技法方面的培养；目标2——“具有产品造型的认知和归纳能力，能快速准确地表现三维空间产品透视和空间结构关系”针对三维形体理解和空间思维的能力培养；目标3——“具有一定的产品设计评价及创作的能力”针对评价和创作能力培养。在达成上述教学目标的同时培育学生的工匠精神，在实践学习中建立“求精”的工作态度，在勤奋努力不断追求设计师职业理想的过程中培养 “尚巧”的创造精神，体现社会主义核心价值观中“敬业”的要求，引导学生追求“道技合一”的理想境界[6]。

（二）提炼基本问题（为何学）

笔者设计表1用于提炼基本问题，架构教学目标。以目标1为例，根据其具体描述提取关键词“光影”“比例”“故事版”。“光影”期望学生获得的预期理解是“光影及明暗关系的概括能力是关键”，其对应的基本问题是“如何快速表现产品立体效果？”；“比例”期望学生获得的预期理解是“比例能够用于控制形体和塑造美感”，其对应的基本问题是“形体比例在设计中如何发挥作用？”；“故事版”期望学生获得的预期理解是“视觉化语言的信息传达效率高”，其对应的基本问题是“如何以直观的方式有效传递信息？”。通过提炼基本问题引导学生思考，明确“为何而学”，使教学围绕“问题”展开，避免“灌输式”教学。

四、聚焦问题的表现性任务设计（评什么）

明确了教学目标、提炼了基本问题后，需要进一步确定什么样的证据能够评估学生获得了预期理解。评估证据的收集方式多样，包括观察和对话、测验和测试、表现性任务和项目、学生自我评估等[7]。下面以本课程的几项任务为例阐述如何聚焦问题进行表现性任务设计。

（一）表现性任务——组合形体

1.问题：如何快速表现产品立体效果（光影）；形体比例在设计中如何发挥作用（比例）。产品大多由若干形体组合及过渡变化而来，将基本几何形体的光影及明暗分布规律应用于复杂多变的产品形体中，同时通过比例控制形体的准确度及塑造美感是设计师必备的技能。

2.任务：设计师小王经常与工程师沟通工作，免不了要看平面图纸，平面网格图中表示的是回转体组合的正视图，请你按照比例将其立体效果绘制出来（图2）。首先，任务假设学生已掌握几何体光影及明暗分布规律、透视原理，考察其是否能够将光影、透视、比例综合应用于组合体绘制中；其次，该组合体并不是以三维效果表示，而是采用有网格坐标的二维图纸，避免出现临摹或写生的行为；再次，任务涉及二维到三维的转换，要精确绘制必须按照空间定位推导的方法完成，因此增加了定位推导的图示提醒。

3.练习：定位推导。通过几何体组合的定位推导练习帮助学生建立由里及表的思維习惯，即“先结构、再轮廓”，为空间思维培养奠定基础。

（二）表现性任务——圆角应用

1.问题：如何掌握造型原理及方法（造型）；结构是如何影响产品造型的（结构）。圆角广泛存在于产品造型中，是一种常见的造型手段。圆角是如何形成的、有哪些常见结构类型，在手绘中如何快速准确地绘制圆角造型是产品设计手绘的一大难点。

2.任务：设计师小王接到一项设计改良的小任务，需要改善原有产品的生硬感，请你帮忙将产品进行圆角处理，绘制3个以上的造型方案供内部评审使用。该任务融合了圆角造型应用和结构表达，需要对圆角结构的形成有深入了解，有较高难度。

3.练习：圆角推导（图3 ）。通过一步步严谨的推导过程深入理解单向圆角、复合圆角等结构，从而在创意草图表达中得心应手。

（三）表现性任务——角度翻转

1.问题：形体比例在设计中如何发挥作用（比例）；如何掌握造型原理及方法（造型）；结构是如何影响产品造型的（结构）。产品设计的对象是三维空间形体，设计师需要从不同角度表达预想效果，这种任意“翻转”的实现除了需要把握结构和比例，还需要造型的归纳能力。

2.任务：设计师小王设计了一款产品，此时他需要以更多角度呈现设计效果，请你帮他绘制有助于表达该产品的另一个角度的效果图。该任务综合了二维“图像”与三维“空间”的认知，要求学生能够在两种思维间相互转换，根据“图像”判断三维空间中的结构、造型和比例，在“空间”关系中检验并调整误差。

3.练习：结构简化（图4）。该练习是在结构和空间认知基础上进行造型归纳，强调对复杂产品结构本质的理解，从复杂造型中快速找到主要特征和结构关系，提高手绘的效率和准确度。根据产品结构的特点选择相应的简化方法：①组合体简化；②立方体+剖面简化；③立方体简化。

（四）表现性任务——特征重构

1.问题：如何掌握造型原理及方法（造型）；如何设计作品并充分表达（创作）。设计师需要对产品有广泛理解，能够灵活地塑造产品形体特征，与意义或功能进行良好匹配。

2.任务：现有一个以喜庆为主题的产品设计任务，委托方要求以中国传统“鱼灯”为原型，请你结合家居生活中的某件产品展开设计创意并绘制效果图（图5）。该任务考察学生对产品的理解、对造型特征的解构及重构能力。

3.练习：形体过渡（图6）。练习要求在指定的两个完全不同的产品形体之间创建4-5个过渡形体，使两个完全不相干的形体建立联系。该练习非常灵活，可以随意挑选产品限时完成，是平时磨炼技能的不错选择。

上述四项表现性任务结合真实情境中的问题进行设计，在“任务+练习”的教学方式强化学生的迁移能力。其类似于竞技体育项目的“比赛”和“训练”，可以在课中、课后环节灵活地展开。通过两者的交替循环促进学生在实际的任务和环境中有效地运用知识和技能[8]。

五、贯穿课程的教学评价设计（如何评）

评价不能仅存在于课程结束时的考试、大作业或者设计项目环节，而应贯穿整个课程。教学过程中需要积极开展评估，不断揭示学习者的理解和误解[9]。

（一）“两测一察”评价

从学生的已有旧知起步，才能启动教学[10]。课程设置“前测”作为课程启动环节便于学生明确学习目标“中测”使学生再次明确了学习目标，同时使教师有机会对整体学习情况进行诊断，必要时及时调整教学策略和方法。课程最后采用“过程作品集”[11]考察整个课程的学习情况，包括学习总结、自我反思、个性提升三大部分。过程作品集是各学习环节的“证据集”，反映了每位学生的学习“增值”情况，既是对评价可信度的检验，也是专业素养和工匠精神的直接体现。

（二）评价指标

制定评价指标用于检查教学评价对于知识、技能、目标的覆盖情况，以合理规划教学单元。表2列出了课程部分任务对应的评价指标，该表中四项任务同时覆盖了目标2中的“透视”这一指标，说明透视是学好手绘的核心和基础。例如任务“圆角应用”，其聚焦于圆角的结构理解及其在产品造型中的应用，造型和结构是评价的核心指标，透视是基础指标。如果在任务1中发现普遍存在明显的透视问题，那么有必要加大学习强度，以支撑后续教学。

（三）量规

量规是基于指标的评分指南，由固定的测量等级组成，并对每一个级别的特征进行详细描述[12]。量规的具体描述一般在教学大纲中有所体现，但普遍与实际教学脱节。其原因在于仅凭文字描述不直观、存在理解偏差，无法形成准确一致的理解。因而仅对作业或作品给出分数是不够的，通过集中点评、优秀作品线上展示等环节以多个样例展示和说明“哪些是好的、哪些是不足的”，这样能够充分地发挥好量规的作用。

（四）矩阵式评价表

表3是根据评价证据、教学目标的矩阵关系制作的评价表，该表为课程学习分析提供了框架支撑。将各个目标所对应的评价分值进行统计，可开展各个目标的达成度分析、与往届学生的比对等，获得比传统方式更加全面的学习评价数据。

六、单元规划及教学活动设计（如何学）

（一）单元規划

本课程共32学时，分八个单元进行教学（表4）。课程前5个单元侧重空间思维能力培养，引导学生以定位推导方法进行结构认知、以结构简化方法进行形体归纳。在产品形体认知与归纳的基础上再进行光影的分析与表达，避免学生仅停留于二维图像的表层思考。复杂曲面形体产品绘制难度高、综合性强，将其作为“中测”任务考察学生的迁移能力，也是对前几个单元学习的综合反馈。课程后期侧重应用能力的培养，并引导学生进行个性化提升训练。

（二）教学活动设计

随着教学的网络化、信息化发展，新的教学方式必将渗透到各个教学活动之中[13]，线上与线下的教学整合必不可少。分课前、课中和课后三个部分设计教学活动（图7），贯通线上与线下的学习行为，在教师、学生、同伴等主体间构建多个沟通循环，促使生成知识和产生行动。课程借助超星学习通平台，持续更新和补充教学资源，即时评价和反馈任务完成情况，在线推送优秀作品和学生经验分享视频，对平时学习情况进行数据分析等。学生在课内课外、线上线下的学习得到了充分的保障和支持，突破了传统课堂时间和空间的限制。

七、教学反思检查与持续改进（有效吗）

（一）目标达成度

目标达成度分析并不仅仅在课程结束后才进行，在课程中期也非常有必要开展。以笔者所教的某班级为例，在中测后进行数据统计和分析发现：1.个别学生没有按时完成前测和单元作业，但中测成绩并不差，很可能是学习态度问题；2.有学生前测成绩不错，中测却大幅下滑，目标2和目标3达成度明显偏低，反映其空间思维和创作能力很弱。经了解该学生对专业没有兴趣、态度消极，需要帮助其建立学习信心。3.有学生前测、中测、总分分布基本正常，但都明显低于均值，很可能是学习困难，需要重点帮扶。阶段性的目标达成度分析一方面有助于教师针对学生个体差异采取有效的应对措施，另一方面学生可以获得及时反馈，找准后续学习发力方向。

（二）效度

效度是指所采用的证据能够准确测出所需要意义的程度。教学目标的达成需要用好的证据来判断，如果学生只练就了娴熟的技法而无法在实际工作中用手绘顺畅表达创意，那么任务设计的有效性显然是可疑的。例如在课程前期，经检查分析和反馈“角度翻转”任务对于检验学生空间思维和造型理解的有效性是最高的。因为“角度翻转”完全杜绝了临摹行为出现的可能，而且不运用造型归纳、结构简化、比例分析、定位推导的技能是根本无法完成好的，其作为中测的核心任务保证了中测的整体效度。

（三）信度

除了评估证据的有效性，还要考虑评估结果的一致性。如果只在课程结束时一考了之，其结果是不可靠的，因为始终会有偶然性因素的干扰。理解是随着探究和反思的进行逐渐形成的，其评估应该是“证据集”，而不是单个“事件”[14]。这也正是本课程采用多次、多种形式评估的原因。此外，教学中还可能会出现前测成绩不错而中测成绩反而下降的情况，那么就需要调研和反思，是测试任务的设计问题还是指标、量规的问题，或者其他原因导致。

八、教学实践成果与总结

（一）高阶目标有效达成

手绘的思维属性得到强化，产品形体的认知和归纳能力的培养使高阶教学目标得以达成。从中测的汽车角度翻转任务来看，虽然学生普遍没有汽车绘制经验，但通过学习迁移大部分同学能基本完成，个别甚至超出预期（图8）。此外，个别学生会出现学习困难，需要在教学中通过实物教具、光影实验等直观体验强化认知，并采取针对性训练。

（二）专业素养明显提升

聚焦问题的任务设计激发了学习主动性，课内外积极钻研和探讨数位板、平板电脑等新型工具的使用，工具和技法真正成为创意表达的手段而非目的。“任務+练习”的方式使学生在真实任务和基础练习的交替中不断锤炼，学习信心和专业素养有明显提升，为专业学习奠定了基础。部分学生在课外主动尝试设计创作并参赛，表现出设计师应有的创造精神和敬业精神。随着学习自主性的提升，需要为学生提供更广泛的课外学习资源、更多元的对外讨论交流机会。

（三）课程满意度明显提高

“两测一察”的学习评价更加全面，表现性任务设计衡量学生能力更为准确，容易找到学习症结并“对症下药”。充分利用线上教学平台和工具，在导学、助学、促学、督学环节提供全面的学习支持服务，个性化指导得到强化，近几年学生满意度达到93.75%以上。课程评价方面将进一步完善多元化评价主体及评价方式，包括学生互评、小组互评、公开评价等。

结语

逆向设计与常规设计的最大不同在于评价成为诊断和驱动教学的工具，教学成为发现证据的过程，形成“教学——评价——教学”的螺旋式上升环[15]，保证了教学活动的有效性及其与教学目标的一致性，是学生“学得好”的重要保证。教师其实就是“设计师”，扮演着学习规划和评价规则制定的角色，应具备专业的教学设计思维，能够综合各方面需要进行目标定位、应用相关理论及知识设计教学方案，并在实践中不断检验和改进。逆向设计并不是具体的设计方法，而是一个指导性框架。在该框架下笔者结合教学实践提炼出逆向设计的6个部分及“鱼形”模型，以基本问题架构教学目标、聚焦问题的表现性任务设计、贯穿课程的教学评价设计作为开展教学活动的前提，并通过创建基本问题提炼表格、“任务+练习”教学、“两测一察”评价等，形成了一套行之有效的教学设计方法，学生的获得感和满意度得到明显提升。逆向设计的教学理论及指导性框架的实践应用彻底转变了单纯注重“教得好”的思维定式，有效落实了“学生中心”的教学，保障了教学质量和学生权益，为构建科学的教学设计范式提供了一定的参考。

基金项目：

1. 广东省2021年度省一流本科课程建设项目（粤教高函〔2022〕10 号）；

2. 2020年广东省高等教育教学改革项目（GDJX2020011 ）；

3. 2020年五邑大学教学质量工程与教学改革工程项目（JX2020001）。

参考文献

[1]教育部.关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见[Z].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/ A08/s7056/201810/t20181017_351887.html.2018年10月8日.

[2][7][8][9][12][14]（美）格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰格.闫寒冰等译.追求理解的教学设计（第二版）[M].上海：华东师范大学出版社，2017：18、7、7、276、193、171.

[3]贺可可，张雯.混合式教学背景下产品设计表现课程线上教学研究[J].设计.2021，34（15）：103-106.

[4]徐健，王华杰.基于认知理论的产品设计手绘教学创新与实践[J].设计.2018（11）：24-27.

[5]刘佳.空间思维与制图教学[J].图学学报.2013，34（4）：146-149.

[6]肖群忠，刘永春.工匠精神及其当代价值[J].湖南社会科学.2015（06）：6-10.

[10]（美）M·戴维·梅里尔.盛群力，钟丽佳等译.首要教学原理[M].福州：福建教育出版社，2016：3.