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以学生为中心的体验式设计学习成果分析

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蔡晓君窦艳涛张建军郭炜

[摘要]以学生为主的体验式设计实践，使学生通过案例学习、实地考察、亲身体验、讨论、小组活动、思考领会、感悟、运用等设计活动完成设计任务，对培养训练学生的设计能力、激发学生的学习兴趣、加深学生对相关课程内容的理解和掌握具有重要的作用。文章以机械设计课程设计实践课程为例，基于体验式教学和学习策略，进行了机械设计课程设计课程学习成果评估矩阵设计，提出了运用学习成果评估学生知识、技能、态度和行为结果等维度的发展情况，得到了学生学习成果多维度测评数据反馈，为课程的持续改进提供了数据支持。

[关键词]以学生为主;体验式;学习成果;评估分析

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）11-0082-03

机械设计课程设计是机械类专业学生在校期间第一次自主设计实践，是对学生前期所学课程的一次综合运用的历练，涉及课程包括机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、工程材料以及公差与技术测量等机械技术基础课程知识。课程主要教学目标有：1.掌握机械结构设计的相关知识;2.具有根据功能要求，制定或分析设计方案、进行机械结构设计的能力;3.具有获取与运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力;4.具有团队合作与技术交流能力。如何才能更好地实现课程教学目标？如何才能让学生将所学知识融会贯通并由此获得学习的愉悦感？如何通过设计实践让学生初步具备解决工程问题的能力？如何让设计实践成为学生在校期间一次难忘的工程体验？笔者认为，教学策略或学习策略可以采用以学生为主的体验式设计实践，通过体验式设计实践真正确立学生在教学过程的主体性，使学生享有更充分的思想和行为的自由，让学生的学习更加主体化、主动化，这更有利于教学目标的实现[1]。

一、以学生为主的体验式设计实践

20世纪80年代，美国组织行为学教授大卫·库伯提出了体验学习理论，并概括了体验学习的基本特征：“体验学习是作为一个学习过程，而不是结果;体验学习是以体验为基础的持续过程;体验学习是在辩证对立方式中解决冲突的过程;体验学习是一个适应世界的完整过程;体验学习是个体与环境不断交互作用的过程;体验学习是一个创造知识的过程[2]。大卫·库伯用学习循环模型来描述体验式学习，该模型包括四个步骤，他给出了在每个阶段中进行学习或教学所应采取的策略（如表1所示）[3]。

结合机械设计课程设计教学目标设计实践以学生深入理解设计任务为基础，基于设计小组，实行组长负责制，发挥学生自我管理机制。

教师通过资料查阅—方案论证—设计计算—结果分析—三维造型与工程图绘制—交流提高等学习环节设计，使学生进入设定的工程领域，让学生感受设计实践全过程，让学生在解决问题的同时，经历积极思考领悟、困难挫折考验、团结协作分享等。同时，在学习质量评价监控上让学生参与，即组长可随时根据本组设计进程提出是否要求教师集体答疑解决设计问题。组长须掌握小组组员的设计进程，分享教师对课程成绩的评定权利。在设计检查节点，教师听取小组成员汇报阶段工作，并提出修改建议或意见;教师记录每位学生设计过程所获得的平时成绩，组长对小组成员的成绩评定可占20%—30%。对于学有余力、喜欢挑战的学生来说，设计成果除设计说明书、三维建模与分析、工程图样外，还增加专利初稿撰写和物理样机制作，这样可以达到激发学生潜能、培养学生创新精神与工程素质的目标。

这一教学过程和学习策略把学生的收获、学生的体验放在第一位，真正以学生为中心，相信这种学习体验学生将会终生难忘[4]。教师的引导支架作用体现在：1.向学生清晰解读设计任务、教学目标、学习成果;2.合理安排任务进度，公布阶段性成果及检查时间节点;3.提供设计参考目录及案例，参与小组讨论，利用微信平台随时解答问题，提供设计思考建议;4.开放实验室，为学生提供小组活动场地，提供设备机械模型等[5]。

二、学习成果评估

学习成果简单理解就是学习的结果，学习成果评估是评价学生在学习结束后的知识、技能、態度和行为结果等维度的发展情况。学习成果评估的核心内涵：首先，评估对象是学生的“学”，而非教师的“教”;其次，强调“过程”，是系统地收集、分析学习证据的过程;再次，其最终目的是促进“改进”，使用评估结果改进教学，提升质量[6]。

机械设计课程设计学习评估主要关注如下问题：1.学生是否清楚课程的学习目标;2.学生完成的学习成果证据是否有助于实现学习目标;3.能否为学习后续课程及毕业设计积累经验、奠定基础。

课程学习评估矩阵包括以下几个方面。1.一般目标：宽泛概括的学习内容说明。2.具体成果：在课程中习得的具体的、可衡量的技能或内容。3.学习方法：帮助学生获得理想的知识或技能的具体教学策略。4.评估：分析学生表现以及教学有效性作为学习证据的评估工具和策略。具体如表2所示[7]。

学生的学习成果评估由教师、设计小组组长及学生个体参与，鼓励学生在答辩期间用设计成果、实践感悟、小组作用等对自己成绩提出期望值，从而摒弃以往教师一言堂评定成绩的现象。通过学生参与成绩评定，加深了学生对学习目标、学习成果的理解，学生在设计中积极思考、团结协作、讨论分享、及时修正错误，设计实践过程是忙碌的、也是愉悦[8]。

三、基于学习成果评估的持续改进

学习成果评估是教师提高教学质量的重要环节和途径，是课程持续改进的重要依据，其最终目标是提高学生的学习质量。建立基于学生学习成果的课程评估模型，通过分析学生学习成果的达标情况，得到学生学习成果多维度测评数据反馈，可以为课程的持续改进提供数据支持 [9]。

图1是课程设计学习成果评估分析图，从图中可见，学生学习成果三维软件运用分析能力是学生设计实践的薄弱环节，有50%的学生三维软件运用能力只停留在完成零件的三维造型阶段，机械装置的装配设计、运动模拟、零件静力学分析、合格工程图的生成等技能没有完全掌握，导致设计工作进程缓慢。建议教师在前期课程学习中通过项目训练、课外科技活动、选修或自学三维软件课程等加强这方面的训练，切实提高学生的三维软件的运用能力，这也是现代化人才必备的技能之一。

此外，学生的工程绘图能力也是设计实践的薄弱环节，工程绘图表达能力涉及学生所学的工程制图、公差与技术测量、工程材料等课程的知识，学生在完成相关课程的学习后，缺乏将所学融会贯通、灵活运用的设计训练，导致工程图表达存在既随意不规范、不符合国家标准的现象，又存在所有零件都只会用主视图、俯视图和左视图三视图过于生硬表达的现象，不能依据零件形状灵活正确选用表达方法。此外，还存在尺寸公差和技术要求不知如何查阅国家标准等问题，建议在工程制图、公差与技术测量课程学习期间，为学生尽量多提供绘图设计实践，通过任务驱动放手让学生自主绘图实践、查阅国家标准，学生只有通过工程项目的多次设计历练，才能具有这方面的能力。

在图中一个值得关注的现象是学生的平时表现和答辩表现在学生各项学习成果中成绩处于领先位置，这项成果评估以学生的工作态度、勤奋精神、在小组中的作用、设计感悟、答辩表现等为标准，组长参与评分，鼓励学生通过设计成果呈现、小组作用说明、专利文稿以及物理样机展示等手段提出自己对设计成绩的期望值。从课程设计学习成果评估分析图可见，绝大部分学生能够重视此次课程实践训练，积极思考，参加小组设计讨论，认真分享设计体验，获得知识、能力、情感的多重训练和提高，这也是以学生为主的体验式设计实践获得学生认可的重要标志。

正如阿尔伯特·爱因斯坦所说：“教育不是要记住各种事实，而是要训练大脑如何思考。”以学生为中心的教育教学理念正是这一思想的具体体现，高校教师用科学的方式培养未来的学生，这才是以学生为中心本科教学改革的基本精神[9]。

[ 参考文献 ]

[1] 邢以群，鲁柏祥，施杰.以学生为主体的体验式教学模式探索：从知识到智慧[J].高等工程教育研究，2016（5）：122-128.

[2] 大卫·库伯.体验学习：让体验成为学习和发展的源泉[M].王灿明等，译.上海：华东师范大学出版社，2008.

[3] 肖海平，付波華.体验式教学：素质教育的理想选择[J].教育理论研究，2004（1）：9-13.

[4] 葛文杰.对机械基础课程教学方法改革的思考与探讨[J]. 中国大学教学，2009（10）：4-7.

[5] 刘海燕，常桐善.美国大学学习成果评估：内涵、现状与挑战[J]. 高等工程教育研究，2015（7）：97-102.

[6] 王丽丽，温恒福.大学生学习成果评估研究[J]. 高教育评论，2014（5）：81-83.

[7] 杨卓娟.机械类专业课程内容分类及其对应教学方法[J].中国大学教学，2016（6）：40-43.

[8] 黄海涛.美国“学生学习成果评估”研究评析[J]. 清华大学教育研究，2011，32（2）：120-124.

[9] 赵炬明.论新三中心：概念与历史[J].高等工程教育研究，2016（3）：34-56.

[责任编辑：陈明]

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