CDIO理念下的工业设计专业实践教学体系研究*

张明坤 袁超 李保坤

安徽理工大学机电工程学院 安徽淮南 232001

0 引言

CDIO是近年来工程教育改革的新成果，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）[1]。强调通过工程项目实施的全过程来培养学生的创新实践能力，以满足行业对人才的需求。近年来，安徽理工大学机械、电气、土木等专业相继引入CDIO教育理念，在提高人才培养质量方面取得显著成效。工业设计是一个应用型专业，培养具有创新思维和专业设计能力，能够解决企业实际问题的专门人才。CDIO以产品的整个生命周期为载体，让学生以主动实践的方式从产品研发到产品运行的全过程进行学习。工业设计专业的培养目标与CDIO强调以应用为导向的理念不谋而合。因此，将CDIO教育模式运用于工业设计专业实践教育中，具有一定的操作性，为工业设计专业实践教育改革提供了新的思路。

1 CDIO与工业设计培养目标

CDIO培养大纲将毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4个方面[2]。根据学校工业设计专业定位，结合CDIO教学大纲对学生能力的要求，工业设计专业的总体培养目标是具备坚实的工业设计基础理论、基本知识与应用能力，具有国际化视野和社会责任感、综合性的创新思维方式和团队合作精神，能在工业设计领域从事产品开发、研究、策划、管理等方面工作的高素质专门人才。分为5个具体目标，与CDIO培养预定目标4个层面基本相一致，如表1所示。

表1 CDIO培养大纲与工业设计专业培养目标

2 工业设计专业实践教学能力目标

根据CDIO工程教育标准的要求和工业设计专业特色，满足社会和企业对工业设计高质量人才的需求，工业设计专业人才应具备工程基础能力、专业实践能力、创新创业能力、人文艺术素养四个方面的实践能力。

2.1 工程基础能力

工业设计专业人才应具备能够将自然科学、工程基础知识及专业知识应用于解决工业设计领域复杂的产品研发问题。这就要求学生了解和掌握与设计对象相关的工程等方面的知识，具备一定的工程技术经验。在工业设计专业的课程设置中，工程基础类课程是必不可少的，但传统的以理论为主的授课方式，繁杂的课程内容，有限的教学学时，阻碍了该类课程教学目标的实现。CIDO教育理念是将学科概念和能力培养结合在一起，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的方式学习工程[3]。

针对学生不同学习阶段能力培养的特点，有针对性地分阶段构建工程基础实践教学体系，对一、二年级本科生进行全面、系统的工程技术教育和工艺技术训练[4]。合理把握实践课程的设置与组织管理原则，科学系统确定教学内容。在教学内容安排上，以现代工程图学、设计材料与工艺、机械设计基础为主线，合理整合工程基础课程群，注重理论联系实际，大力提高课程实践环节所占比重。充分利用学校工程基础实践教学平台和工业设计实验实训中心开展工程实训等实践课程，同时，借助校企合作的实习基地，开展生产实习、工程案例实训等形式的工程实践，让学生全面了解现代工业生产方式,完成生产工艺、技术方法和工程实践能力的系统训练，获得全方位的工程素质的培养。

2.2 专业实践能力

CDIO理念的构思、设计、实现和运作，具体应用在工业设计当中就是能完成新产品的开发、设计、研究，合理有效地提出设计和解决方案,是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。根据CIDO教育理念，在对能力培养进行分析的基础上，修订工业设计专业实践教学体系，确保该体系能够更有效地培养学生的专业实践能力与创新思维。将工业设计专业实践教学分为两个部分：一部分是理论课程当中的实践学时；另一部分是课程设计等实践课程。其中理论课程确立以项目为中心组织教学的原则，实践环节将理论和案例、项目相结合，通过设计实践加深对理论知识的理解，考核形式以设计实践、汇报交流为主。实践课程通过专业课程后面的专题设计、学期末的课程设计以及毕业设计来培养和检验学生理论联系实际的能力。

已建立的工业设计创新实践教育中心、工业设计综合训练实验室等专业实践教学平台，主要面向工业设计专业的三四年级本科生。针对人机工程学、模型制作、产品开发设计、交互设计等专业主干课进行实践教学。在此基础上，通过设计项目让学生接触实际的产品开发流程，在低年级提供一些简单易懂的产品和系统，到高年级逐渐传授复杂的系统设计和开发设计的实践经验，提高学生综合实践能力，进而加强学生对专业的认识和对行业发展的把握。在设计实践中使学生认识产品开发的系统及全过程，进一步锻炼学生运用所学知识解决实际问题的能力，缩短学生综合能力与企业要求的差距。

2.3 创新创业能力

创新源于实践，将CDIO融入创新教育，使学生在掌握各种基本技能的同时，具有创新意识、创新精神、创新能力。在教学过程中让学生熟练掌握工业设计的创新方法和理论，追求原创设计。将设计项目与创新方法相融合，将项目要求与设计技能训练相结合，将项目进度与设计管控过程相对应，给学生提供各类实训机会，协助学生进行设计成果转化。以提高学生的创新能力为导向，以各级各类科技创新、学科竞赛活动为载体，创建与专业实践紧密结合的大学生课外创新能力培养模式，并将其纳入日常的教学管理。每个年级均有8个固定的创新设计团队，积极吸纳机械设计等专业学生，实现知识互补，每个团队都有专业教师指导，规划每年需要参加的各种创新实践活动。鼓励学生积极参加“互联网+”“安徽省工业设计大赛”“全国大学生工业设计大赛”“全国大学生广告设计大赛”“挑战杯”等各种赛事。

CDIO使专业学习与企业人才需求有效衔接，学生在完成核心技能学习的基础上，能够具备基本的职业素养。让学生通过大量不同类型的设计实践训练，具备一定的项目经验，了解一名工业设计师的职业生涯服务体系，关注工业设计师在企业中承担的责任以及工业设计师在职业生涯和创业过程中应具备高尚的职业道德。CDIO大纲中关于个人职业技能和态度、职业道德方面有明确的要求，工业设计师的责任应在CDIO的基础上提出更高的要求，将设计师的社会责任、设计伦理与人文精神融入其中，丰富原有CDIO关于职业责任及职业道德的培养要素内涵[2]。

2.4 人文艺术素养

CDIO是一个开放、包容的教育模式。不同专业在引入CDIO理念时，应根据各自特点做出适当的调整。对工业设计专业而言，一方面，工业设计是应用型学科，与产品开发、生产制造紧密联系，以解决企业实际问题为出发点；另一方面，工业设计作为典型的交叉学科，涉及一些人文与艺术方面的能力培养目标，而CDIO教育模式立足工程教育，并未太多关注这方面的内容。因此，应针对工业设计的专业特点和发展需求，对CDIO的适应面进行拓展，将原CDIO大纲未有效涵盖的人文、艺术方面的能力目标纳入，为工业设计人才培养以及实践教学发展提供更完善的目标指导。

将与专业相关的人文课程体系纳入CDIO教学框架，构建面向工业设计专业学生的人文学科方面的课程和实践教学。注重学生价值观和精神世界的培养，以培养工业设计师为目标，在价值观层面对CDIO教学理念进行强化。工业设计师还应具备良好的审美能力和美学修养，具有驾驭美的能力和经验，将美的形式与内容融入产品设计。人文、艺术类的课程应加大实践教学内容，通过内容丰富的实践教学，激发学生的学习兴趣，增强学生人文、艺术素养在设计层面的转化和应用能力。这是工业设计师与工程师的明显区别，体现了交叉学科人才培养的特点，这就要针对教学大纲进行调整，同时在CDIO标准基础上新增相应的评价体系。

3 工业设计专业实践教学体系构建

通过对以上四个实践教学目标的研究，将学生所要达到的实践教学能力目标映射到课程设置上，构建学校工业设计专业实践体系教学体系。将课程分为工程基础实践课程、专业实践课程、创新创业实践课程、人文艺术实践课程4个教学模块，以能力目标为导向，设置具体课程内容，如图1所示。

图1 工业设计专业实践课程设置

4 结论

CDIO教育模式作为培养工业设计学生创新精神和实践能力的有效途径，强调的是学生的综合能力与社会大环境的协调发展，同时更加注重工程实践，加强培养学生的设计实践能力。基于CDIO工程教育理念，以培养学生综合实践能力为目标，围绕工程基础能力、专业实践能力、创新创业能力、人文艺术素养四个实践教学能力目标，构建工业设计实践教学体系，目的是更好地培养学生解决实际问题、应对设计项目的各个环节挑战的能力，对于培养符合社会和企业需求的高质量工业设计人才具有重要的意义。