郝曉曦

李辛沫

（五邑大學機械工程及其自動化系，江門529020）

1 教改背景

工業(yè)設(shè)計是一門涉及科學和美學、技術(shù)和藝術(shù)的以產(chǎn)品設(shè)計為主要對象的新興的綜合性學科，它是將先進的科學技術(shù)和現(xiàn)代審美觀念有機地結(jié)合起來，最終實現(xiàn)“人-機（產(chǎn)品）-環(huán)境”的和諧統(tǒng)一。根據(jù)上述特點，教育部工業(yè)設(shè)計課程指導委員會在該專業(yè)的課程設(shè)置上明確規(guī)定了兩類：①藝術(shù)設(shè)計類課程，以培養(yǎng)藝術(shù)素養(yǎng)和設(shè)計思想、設(shè)計方法為目的；②工程技術(shù)類課程，著眼于輸送科學思想、傳授工程技術(shù)知識，《電子電工》就是其中必修的內(nèi)容。

由于五邑大學的工業(yè)設(shè)計專業(yè)隸屬于機電系，授予的是工學學位，因此，該校的工業(yè)設(shè)計專業(yè)屬于工科類，對于《電子電工》課程采用的是獨立設(shè)課。同時，由于工業(yè)設(shè)計不是純工程設(shè)計，也就決定了工業(yè)設(shè)計專業(yè)的《電子電工》課程有別與純工程設(shè)計專業(yè)。根據(jù)該校工業(yè)設(shè)計專業(yè)授課的情況，以及調(diào)研國內(nèi)同類大學工業(yè)設(shè)計專業(yè)的情況來看，發(fā)現(xiàn)包括《電子電工》課程在內(nèi)的工程技術(shù)課程的教學研究明顯不足。具體表現(xiàn)為以下三點：

①缺乏恰當?shù)慕虒W定位。工業(yè)設(shè)計學生學習《電子電工》的主要目的是為產(chǎn)品造型設(shè)計服務(wù)，通過了解常見工業(yè)產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)的一般性設(shè)計、測試方法和安全標準，使得在設(shè)計電器產(chǎn)品外觀造型時獲得必要的工程技術(shù)依據(jù)。然而，目前工業(yè)設(shè)計的教學大綱的安排與純工科相似，強調(diào)理論性和技術(shù)性，卻忽略了實用性，使得該門課程的教學定位脫離了培養(yǎng)目標。

②教學內(nèi)容與專業(yè)需求聯(lián)系不緊密。目前工業(yè)設(shè)計專業(yè)的《電子電工》課程的內(nèi)容包括電路基礎(chǔ)、模擬電路分析與設(shè)計以及數(shù)字電路分析與設(shè)計三個部分，主要講授原理、技術(shù)與設(shè)計方法等。然而對于電路結(jié)構(gòu)對外形設(shè)計的要求、外形設(shè)計對電路結(jié)構(gòu)的影響、外形的安全測試標準等都沒有提及。從教學內(nèi)容方面該課程對外型設(shè)計沒有起到應(yīng)有的工程輔助作用。

③課程實驗環(huán)節(jié)缺乏針對性。當前的課程實驗主要以驗證性實驗和簡單的設(shè)計實驗為主，學生在實驗環(huán)節(jié)僅僅是按照實驗指導教師的要求完成實驗，實驗過程和結(jié)果也與外形設(shè)計無關(guān)。學生在實驗環(huán)節(jié)沒有能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)設(shè)計與造型設(shè)計有機地聯(lián)系起來。

綜上所述，工業(yè)設(shè)計專業(yè)《電子電工》課程的教學改革是必要與重要的。

2 CDIO模式下課程改革思路

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間存在有機聯(lián)系的方式學習工程。

CDIO模式提出了四個層次的學生能力培養(yǎng)：①掌握必要的技術(shù)知識和推理能力；②鍛煉個人的職業(yè)技能與素質(zhì)；③加強學生人際技能、團隊與溝通能力；④在企業(yè)與社會環(huán)境下的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)以及運用。

CDIO模式能很好地體現(xiàn)教改的目的——讓工業(yè)設(shè)計的學生掌握一定的工程常識，并運用抽象的知識創(chuàng)造具象的產(chǎn)品的能力。在此模式下，要求在整個課程講授過程中強調(diào)基礎(chǔ)教育的同時，將講授內(nèi)容置身于產(chǎn)品生命周期的具體環(huán)境中，即以項目實現(xiàn)為教育的組織原則，將企業(yè)界的需求與工程教育緊密結(jié)合，在技術(shù)基礎(chǔ)上給學生提供更多的工程知識，培養(yǎng)產(chǎn)品設(shè)計師成長為在社會與外部工程環(huán)境中，進產(chǎn)品、新流程或新系統(tǒng)創(chuàng)造和執(zhí)行過程中的領(lǐng)導者。

五邑大學作為全國18所CDIO的試點單位，而機電系又為五邑大學的試點單位，借此契機，可以將CDIO的教學模式和教學理念應(yīng)用于《電子電工》課程的改革中來。另一方面，由于該校地處珠三角地區(qū)，周邊的相關(guān)企業(yè)，特別是一些與該校建立產(chǎn)學研基地的企業(yè)，能夠提供充足的教學實踐場所。為此，提出如圖1所示的改革思路。

首先進行需求分析。工業(yè)設(shè)計教育的最終目標是培養(yǎng)高素質(zhì)的設(shè)計師，以適應(yīng)市場的需求和發(fā)展。市場是決定一切的根源，要培養(yǎng)怎樣的工業(yè)設(shè)計師，設(shè)計師需要具備什么樣的素質(zhì)，只能到企業(yè)進行調(diào)研，從工業(yè)設(shè)計在企業(yè)整個運作鏈條中的位置及企業(yè)的需求中尋找答案。

第二步，根據(jù)企業(yè)需求，進行教學定位，制定教學大綱，包括理論與實驗環(huán)節(jié)。

第三步，根據(jù)教學大綱進行基于CDIO模式的教學內(nèi)容改革與教學手段改革。

第四步，CDIO模式下的評價、反饋與總結(jié)。

3 CDIO模式下的課程改革探索

圖1 改革思路

3.1 教學定位

通過與相關(guān)企業(yè)的座談與對本地小家電企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)需要的工業(yè)設(shè)計師應(yīng)該具有：對產(chǎn)品工藝和結(jié)構(gòu)等技術(shù)方面的了解、熟悉與外形設(shè)計有關(guān)的國家標準以及滿足產(chǎn)品造型安全性的檢測等。由此確定了工業(yè)設(shè)計專業(yè)開設(shè)《電子電工》課程的主要目的是需要學生通過對該課程的學習，掌握基本的電工電子技術(shù)，了解常見電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，為該類產(chǎn)品造型設(shè)計提供必要的工程依據(jù)。

3.2 教學內(nèi)容制定

根據(jù)調(diào)研結(jié)果和企業(yè)需求，將教學大綱作了相應(yīng)的調(diào)整，制定了符合工程的教學內(nèi)容。其中，課堂授課部分的內(nèi)容作了如下調(diào)整：將以往的電子電路的基礎(chǔ)知識進行壓縮（約占總課時的1/2），增加與電子類產(chǎn)品造型相關(guān)的標準，例如3C、UL等常用標準（約占總課時的1/4），電子產(chǎn)品安全性測試方法與產(chǎn)品造型設(shè)計安全性原則等內(nèi)容（約占總課時的1/4）。同時還會根據(jù)調(diào)整過的教學內(nèi)容，編制一本能夠適用于該校工業(yè)設(shè)計專業(yè)特點的《電子電工》教材。

實驗教學方面，基本思路是“從模仿到設(shè)計”。即將實驗教學的場所由學校搬移至產(chǎn)學研合作基地，學生通過學習已有產(chǎn)品（例如燈飾、小家電等）的設(shè)計過程、設(shè)計方法、設(shè)計經(jīng)驗等，讓學生對實際電子類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計與造型設(shè)計的方法、思路、經(jīng)驗等有了足夠的認識后，再將學到的這些實際經(jīng)驗應(yīng)用于自己的設(shè)計中去。將驗證性實驗的教學由實驗教師完成變?yōu)橛善髽I(yè)中的特聘教學完成。這樣可以將課堂的抽象理論學習轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)實踐中的具體應(yīng)用，學生的學習熱情被激發(fā)，學習效率顯著提高。

3.3 教學實踐

依據(jù)CDIO理念，教學的目標是通過學習該課程，增強學生的“構(gòu)思-設(shè)計-實施-運作實踐”的能力。在具體的教學實施過程中，將課堂教學分為兩部分：第一部分，基礎(chǔ)專業(yè)知識的講授，由工科的教師擔任，主要是建立學生對電子電工技術(shù)中常用的基本技術(shù)和方法的使用原則；第二部分，工程實踐的講授，這部分以講座的形式授課，邀請相關(guān)企業(yè)的工程技術(shù)人員作為特聘教師，以企業(yè)實際項目為例，系統(tǒng)全面地剖析產(chǎn)品造型與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝之間的聯(lián)系，同時，解答學生在實驗或?qū)W習中遇到的實際問題。

實驗教學部分，改“學?！獙W?！钡挠柧毞绞綖椤皩W校——企業(yè)——學?！钡挠柧毞绞?，安排學生深入產(chǎn)學研企業(yè)，通過對企業(yè)中各類電子類產(chǎn)品開發(fā)周期的了解，學習其開發(fā)經(jīng)驗，開發(fā)的方法?；氐綄W校后，學生根據(jù)自己的興趣選擇參觀到的某一具體產(chǎn)品作為訓練項目，仿照學習到的開發(fā)過程，重新完成開發(fā)過程。這種訓練方式讓學生在課程中將學習和實際應(yīng)用相配合，能夠充分了解工業(yè)設(shè)計實踐教學的動機；從基礎(chǔ)學習階段深入到實際應(yīng)用與技巧的使用，切身體驗實際項目的經(jīng)驗與專業(yè)設(shè)計知識的均衡發(fā)展，能使學生真正體會到設(shè)計理念的真諦及實踐教學的真正意義；由于實際設(shè)計項目的參與，使學生日后的設(shè)計相關(guān)工作經(jīng)驗更為豐富，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。學生對看到的和學到的內(nèi)容有更深刻的了解和理解。具體完成過程如圖2所示。

除此之外，還將這門課程學到的內(nèi)容與工業(yè)設(shè)計專業(yè)其他課程進行“嫁接”。比如與工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計課程、產(chǎn)品包裝等課題聯(lián)合，形成綜合性大實驗項目，讓學生通過這些綜合性項目對工程類課程與藝術(shù)類課程很好地結(jié)合與應(yīng)用，鍛煉其綜合分析運用能力。

3.4 綜合評價

根據(jù)CDIO理念，針對《電工電子》課程改革的目的，對學生評價方法也做了調(diào)整。改原來的純理論考試為理論考試與實驗考查各占50%，其中，在實驗環(huán)節(jié)的成績又分為幾個方面：學生在團隊中起的作用，與團隊的合作與交流占10%，綜合利用工程方法能力占30%，作品展示期間，由參與評價的其他老師和同學的打分占10%。這樣一來，能夠更加客觀地反映學生對基本技能的掌握和對工程實踐的認識，加強學生人際技能、團隊與溝通能力。

圖2 學生實驗流程

4 CDIO模式下教學改革探索與實踐總結(jié)

《電子電工》課程在CDIO模式下的教學改革經(jīng)過一段時間的試實施，表現(xiàn)出如下特點：

①在端正學生學習態(tài)度、明確學習方向、提高工程意識和團隊合作意識等方面發(fā)揮出明顯作用；

②改變學生傳統(tǒng)的學習模式，將被動的學習向自覺學習轉(zhuǎn)變，學習興趣和學習的主觀能動性被積極地調(diào)動起來；

③學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力得到了一定的提高；

④對于教師，雖然工作量和強度明顯增大，但是對提升教師自身素質(zhì)有顯著效果；

⑤對工業(yè)設(shè)計工科類課程的教學大綱與教學方式提供了良好的借鑒。

對于工業(yè)設(shè)計專業(yè)來說，學生的工程思想和方法是本專業(yè)今后教育中必須重視與加強的，因此，該專業(yè)的工程類課程的改革也是今后工作的方向。如何將工業(yè)設(shè)計中藝術(shù)類課程與工程類課程完美地結(jié)合起來，是教師日后工作的最終目標。同時也希望為同類學校工業(yè)設(shè)計專業(yè)的工程類課程的改革提供一定的思路與方法。

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