CDIO模式的工業(yè)設計工程課程改革

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了CDIO模式的工業(yè)設計工程課程改革范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：基于cdio模式的工業(yè)設計人機工程學改革，將設計理論知識和設計實踐環(huán)節(jié)緊密結合，優(yōu)化教學方式，建立科學、合理的人機工程學課程考評機制，改變被動的教與學關系為積極主動的引導和啟發(fā)式關系。

關鍵詞：CDIO思想；創(chuàng)新實踐能力；工業(yè)設計；人機工程學；課程改革

CDIO是國際社會普遍認可的新型工程教育模式，是國際工程教育改革的最新成果。其含義為Conceiving，構思；Designing，設計；Implementing，實現(xiàn)；Operation，運行，簡稱CDIO[1]。CDIO是基于實踐能力培養(yǎng)的一種教育模式構思，著重以工程項目開發(fā)與運行流程為載體，讓學生在掌握專業(yè)課程知識理論的基礎上，通過對問題的發(fā)現(xiàn)、分析和解決來學習應用型工程知識和技術，從而激發(fā)實踐應用能力和自學創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具備綜合實踐能力的創(chuàng)新型工程技術人才。人機工程學是大部分設計類學科的專業(yè)基礎課程，涵蓋了人機工學綜述、人體尺寸測量及數(shù)據應用、人體心理與行為特征、感知與運動、交互信息界面、作業(yè)空間與行為、手動工具專題等內容。教學目的是使學生了解和掌握人的因素在產品設計中的意義，并能夠恰當合理地應用于設計中[2]。這是一門實踐性要求很高的專業(yè)課程，內容和要求與CDIO的培養(yǎng)模式和思想理念相契合[3]。

一、存在問題

（一）教學

人機工程學課程內容比較豐富，數(shù)據、尺度及理論內容較多，教學大綱設置的學時勉強滿足理論內容講授要求，實踐性課程內容不足。一些測量內容及實踐環(huán)節(jié)只能放在課下作業(yè)中進行，導致學生平時作業(yè)及期末考試中的理論知識無法有針對性地應用在專業(yè)設計實踐，出現(xiàn)理論與實踐嚴重脫節(jié)的問題。盡管教師不斷對教材理論進行歸納和提煉，但由于缺少鮮活的案例支撐和新穎的呈現(xiàn)方式，學生無法通過實踐課程加深理解，一些學生學習興趣不高，設計作品草草了事[4]。

（二）考試

綜合設計能力包含很多方面，如設計創(chuàng)新能力、二維表達能力、三維建模能力、設計表現(xiàn)力、版式及審美能力、語言表達能力、分組協(xié)作能力、設計執(zhí)行能力、設計書面總結能力，等等，僅僅靠一份結課作業(yè)無法客觀和全面地評價學生，造成學生重分數(shù)，輕能力。課程結束后，通過批閱學生上交的作業(yè)進行成績評價，并歸檔封存。批閱后的作業(yè)無法返回學生手中，因此，學生沒有機會主動完善相關作業(yè)內容，在沒有掛科的情況下，不會進行重復學習，導致課程考試對課程作業(yè)的導向性不明顯，考試的激勵作用相對較差[5]。

二、改革實踐

CDIO四個字母分別代表了產品設計流程中產品從構思到落地的4個節(jié)點式步驟，在邏輯上呈現(xiàn)順序遞進的鏈條式關系，其教育理念具有兩點啟示作用：規(guī)范了產品設計教學中的步驟和流程，使學生的設計過程標準化和展示了理論教學和實踐教育之間的關系，即在理論教學的基礎上進行實踐驗證，確保設計教學的現(xiàn)實價值和意義?；诖?，人機工程學課程改革按照這4個節(jié)點設定了相應的教學進度，改變了考試方式，將考試與階段性教學緊密結合。

（一）課程第一階段——構思

將構思引入課程導論部分的授課，合理定位教與學的關系，構思多條思路進行師生間互動。將學生的興趣點快速帶入課程教學，引導學生發(fā)散性思考并確定解決方案。在本階段植入生活中的人機工程學新內容，增加了相關問題案例，啟發(fā)學生討論和分析。案例一：家中的寬大沙發(fā)，為什么都要放置“腰靠”，在沒有使用“腰靠”的情況下為什么會感覺到“腰酸背痛”。（生理問題）啟發(fā)式答案（非唯一）：寬大的沙發(fā)一般座面的進深比較大，在沒有“腰靠”的情況下，人體腰椎懸空，且彎曲度加大，造成了不正常的腰椎形態(tài)，感覺不適。案例二：公共衛(wèi)生間內的沖水按鈕邊上一般都會貼著醒目的“便后沖水”提示，但是為什么不沖水的現(xiàn)象還是司空見慣。（心理問題）。啟發(fā)式答案（非唯一）：主要原因是人們覺得水箱按鈕不衛(wèi)生，從心理上對其產生排斥感，導致了不沖水的行為。一些城市公廁里的腳踩沖水開關是解決該問題的可行方案之一[6]。以布置課下作業(yè)的方式對學習內容做導向性和啟發(fā)式引導，調動學生的探究和思考興趣。第一階段的課后作業(yè)是發(fā)現(xiàn)生活中的10個人機學問題，提出自己的觀點，分析相關問題，制作PPT報告，并作報告演講。教師根據學生報告作出成績評定。

（二）課程第二階段——設計

設計階段的教學內容主要有人體測量與數(shù)據應用、人體的感知與運動特征以及人的心理及行為等內容，隨著課程的深入，大量的人體數(shù)據引入教學，單純地要求學生背數(shù)據、記尺度難以達到預期的教學效果，學生死記硬背下的數(shù)據也無法應用到實際設計?；谶@種情況，將人機尺度數(shù)據部分內容融入具體設計需求，學生根據實際需要和設計需求靈活應用相關數(shù)據。在人機課程的改革中，弱化數(shù)據而強調設計方法和人機因素在產品設計中的應用。將相應人機尺度數(shù)據和心理學變量整理成冊，供學生查閱，學生的自學能力和學習效率有顯著提高。該階段考核內容是第一階段的升級和深化。學生運用所學設計原則和方法以及相應的人機尺度數(shù)據，從作業(yè)一的10個問題中選擇其中之一進行深入調研和思考，針對新的問題提出有效解決方案，形成論文或PPT報告。學生基于自己的觀察和思路完成設計構思，教師嚴格把關和評價，有效培養(yǎng)和提升了設計思考能力。

（三）課程第三階段——實現(xiàn)

這一階段主要內容是相關產品的專題設計，如人機座椅、手動工具及基于人機因素的其他產品設計等。本階段的作業(yè)與作業(yè)一、二在邏輯上是順序遞進關系。根據作業(yè)二的報告結論進行實際模型制作，通過簡易模型檢驗設計方案的可行性。模型的材料有精雕油泥、手工雕塑泥、木質板材、卡紙、鐵絲、石膏等。通過制作簡易實體模型可以使學生清晰地了解多種材料的特性，以及個體設計方案的可行性，動手能力和設計實現(xiàn)能力得以提升。

（四）課程第四階段——運行

這是課程教學和考核的最后階段，主要圍繞作業(yè)三的內容運行。具體形式有兩種：學生在作業(yè)三可行性簡易模型驗證的基礎上，對方案進行深化和美化，對數(shù)字模型的建模和細化，確定渲染效果方案，以及產品版式效果制作；教師對所有學生的作業(yè)檢查和評定，確定一定比例和數(shù)量的優(yōu)秀及良好成績，進行定稿后的產品模型制作。主要是使用最新的快速成型和3D打印技術，保證了手板制作的精細度。這部分作業(yè)的作：下一輪教學環(huán)節(jié)中優(yōu)秀作業(yè)展示，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及相關設計展會的參展作品進行推廣，國內外相關設計競賽參賽作品儲備[7]。

參考文獻：

[1]劉蘋，賈海利，吳鳴，等.基于CDIO模式的產學合作設計-制作實踐探討[J].科技創(chuàng)新導報，2010（18）：255.

[2]丁玉蘭.人機工程學（第三版）[M].北京：北京理工大學出版社，2006：1.

[3]高炳學，石小濱.基于CDIO模式的工業(yè)設計專業(yè)培養(yǎng)計劃基本結構研究[J].藝術與設計，2010，15（4）：142-144.

[4]陳亦仁，郭星，馬強.CDIO模式下工業(yè)設計專業(yè)人機工程學教學改革的實踐性探索[J].河北工程大學學報：社會科學版，2013，30（3）：113-116.

[5]岳涵，張雙翼.二維形態(tài)構成課程考試體系改革[J].中國冶金教育，2016（1）：66-71.

[6]阮寶湘.工業(yè)設計人機工程（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010：1.

[7]岳涵，劉永翔，邊鵬.引入競賽機制的工業(yè)設計專業(yè)教學[J].中國冶金教育，2017（1）：9-12.

[8]陳凈蓮.“人機工程學”教學改革的思考與探索[J].中國林業(yè)教育，2009（27）：3-5.

作者:岳涵 徐靖涵 單位:遼寧科技大學機械工程與自動化學院 遼寧科技大學建筑與藝術設計學院