以學生為中心的體驗式設計學習成果分析

蔡曉君 竇艷濤 張建軍 郭煒

[摘 要]以學生為主的體驗式設計實踐，使學生通過案例學習、實地考察、親身體驗、討論、小組活動、思考領會、感悟、運用等設計活動完成設計任務，對培養(yǎng)訓練學生的設計能力、激發(fā)學生的學習興趣、加深學生對相關課程內容的理解和掌握具有重要的作用。文章以機械設計課程設計實踐課程為例，基于體驗式教學和學習策略，進行了機械設計課程設計課程學習成果評估矩陣設計，提出了運用學習成果評估學生知識、技能、態(tài)度和行為結果等維度的發(fā)展情況，得到了學生學習成果多維度測評數(shù)據(jù)反饋，為課程的持續(xù)改進提供了數(shù)據(jù)支持。

[關鍵詞]以學生為主;體驗式;學習成果;評估分析

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）11-0082-03

機械設計課程設計是機械類專業(yè)學生在校期間第一次自主設計實踐，是對學生前期所學課程的一次綜合運用的歷練，涉及課程包括機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、工程材料以及公差與技術測量等機械技術基礎課程知識。課程主要教學目標有：1.掌握機械結構設計的相關知識;2.具有根據(jù)功能要求，制定或分析設計方案、進行機械結構設計的能力;3.具有獲取與運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力;4.具有團隊合作與技術交流能力。如何才能更好地實現(xiàn)課程教學目標？如何才能讓學生將所學知識融會貫通并由此獲得學習的愉悅感？如何通過設計實踐讓學生初步具備解決工程問題的能力？如何讓設計實踐成為學生在校期間一次難忘的工程體驗？筆者認為，教學策略或學習策略可以采用以學生為主的體驗式設計實踐，通過體驗式設計實踐真正確立學生在教學過程的主體性，使學生享有更充分的思想和行為的自由，讓學生的學習更加主體化、主動化，這更有利于教學目標的實現(xiàn)[1]。

一、以學生為主的體驗式設計實踐

20世紀80年代，美國組織行為學教授大衛(wèi)·庫伯提出了體驗學習理論，并概括了體驗學習的基本特征：“體驗學習是作為一個學習過程，而不是結果;體驗學習是以體驗為基礎的持續(xù)過程;體驗學習是在辯證對立方式中解決沖突的過程;體驗學習是一個適應世界的完整過程;體驗學習是個體與環(huán)境不斷交互作用的過程;體驗學習是一個創(chuàng)造知識的過程[2]。大衛(wèi)·庫伯用學習循環(huán)模型來描述體驗式學習，該模型包括四個步驟，他給出了在每個階段中進行學習或教學所應采取的策略（如表1所示）[3]。

結合機械設計課程設計教學目標設計實踐以學生深入理解設計任務為基礎，基于設計小組，實行組長負責制，發(fā)揮學生自我管理機制。

教師通過資料查閱—方案論證—設計計算—結果分析—三維造型與工程圖繪制—交流提高等學習環(huán)節(jié)設計，使學生進入設定的工程領域，讓學生感受設計實踐全過程，讓學生在解決問題的同時，經(jīng)歷積極思考領悟、困難挫折考驗、團結協(xié)作分享等。同時，在學習質量評價監(jiān)控上讓學生參與，即組長可隨時根據(jù)本組設計進程提出是否要求教師集體答疑解決設計問題。組長須掌握小組組員的設計進程，分享教師對課程成績的評定權利。在設計檢查節(jié)點，教師聽取小組成員匯報階段工作，并提出修改建議或意見;教師記錄每位學生設計過程所獲得的平時成績，組長對小組成員的成績評定可占20%—30%。對于學有余力、喜歡挑戰(zhàn)的學生來說，設計成果除設計說明書、三維建模與分析、工程圖樣外，還增加專利初稿撰寫和物理樣機制作，這樣可以達到激發(fā)學生潛能、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與工程素質的目標。

這一教學過程和學習策略把學生的收獲、學生的體驗放在第一位，真正以學生為中心，相信這種學習體驗學生將會終生難忘[4]。教師的引導支架作用體現(xiàn)在：1.向學生清晰解讀設計任務、教學目標、學習成果;2.合理安排任務進度，公布階段性成果及檢查時間節(jié)點;3.提供設計參考目錄及案例，參與小組討論，利用微信平臺隨時解答問題，提供設計思考建議;4.開放實驗室，為學生提供小組活動場地，提供設備機械模型等[5]。

二、學習成果評估

學習成果簡單理解就是學習的結果，學習成果評估是評價學生在學習結束后的知識、技能、態(tài)度和行為結果等維度的發(fā)展情況。學習成果評估的核心內涵：首先，評估對象是學生的“學”，而非教師的“教”;其次，強調“過程”，是系統(tǒng)地收集、分析學習證據(jù)的過程;再次，其最終目的是促進“改進”，使用評估結果改進教學，提升質量[6]。

機械設計課程設計學習評估主要關注如下問題：1.學生是否清楚課程的學習目標;2.學生完成的學習成果證據(jù)是否有助于實現(xiàn)學習目標;3.能否為學習后續(xù)課程及畢業(yè)設計積累經(jīng)驗、奠定基礎。

課程學習評估矩陣包括以下幾個方面。1.一般目標：寬泛概括的學習內容說明。2.具體成果：在課程中習得的具體的、可衡量的技能或內容。3.學習方法：幫助學生獲得理想的知識或技能的具體教學策略。4.評估：分析學生表現(xiàn)以及教學有效性作為學習證據(jù)的評估工具和策略。具體如表2所示[7]。

學生的學習成果評估由教師、設計小組組長及學生個體參與，鼓勵學生在答辯期間用設計成果、實踐感悟、小組作用等對自己成績提出期望值，從而摒棄以往教師一言堂評定成績的現(xiàn)象。通過學生參與成績評定，加深了學生對學習目標、學習成果的理解，學生在設計中積極思考、團結協(xié)作、討論分享、及時修正錯誤，設計實踐過程是忙碌的、也是愉悅[8]。

三、基于學習成果評估的持續(xù)改進

學習成果評估是教師提高教學質量的重要環(huán)節(jié)和途徑，是課程持續(xù)改進的重要依據(jù)，其最終目標是提高學生的學習質量。建立基于學生學習成果的課程評估模型，通過分析學生學習成果的達標情況，得到學生學習成果多維度測評數(shù)據(jù)反饋，可以為課程的持續(xù)改進提供數(shù)據(jù)支持 [9]。

圖1是課程設計學習成果評估分析圖，從圖中可見，學生學習成果三維軟件運用分析能力是學生設計實踐的薄弱環(huán)節(jié)，有50%的學生三維軟件運用能力只停留在完成零件的三維造型階段，機械裝置的裝配設計、運動模擬、零件靜力學分析、合格工程圖的生成等技能沒有完全掌握，導致設計工作進程緩慢。建議教師在前期課程學習中通過項目訓練、課外科技活動、選修或自學三維軟件課程等加強這方面的訓練，切實提高學生的三維軟件的運用能力，這也是現(xiàn)代化人才必備的技能之一。

此外，學生的工程繪圖能力也是設計實踐的薄弱環(huán)節(jié)，工程繪圖表達能力涉及學生所學的工程制圖、公差與技術測量、工程材料等課程的知識，學生在完成相關課程的學習后，缺乏將所學融會貫通、靈活運用的設計訓練，導致工程圖表達存在既隨意不規(guī)范、不符合國家標準的現(xiàn)象，又存在所有零件都只會用主視圖、俯視圖和左視圖三視圖過于生硬表達的現(xiàn)象，不能依據(jù)零件形狀靈活正確選用表達方法。此外，還存在尺寸公差和技術要求不知如何查閱國家標準等問題，建議在工程制圖、公差與技術測量課程學習期間，為學生盡量多提供繪圖設計實踐，通過任務驅動放手讓學生自主繪圖實踐、查閱國家標準，學生只有通過工程項目的多次設計歷練，才能具有這方面的能力。

在圖中一個值得關注的現(xiàn)象是學生的平時表現(xiàn)和答辯表現(xiàn)在學生各項學習成果中成績處于領先位置，這項成果評估以學生的工作態(tài)度、勤奮精神、在小組中的作用、設計感悟、答辯表現(xiàn)等為標準，組長參與評分，鼓勵學生通過設計成果呈現(xiàn)、小組作用說明、專利文稿以及物理樣機展示等手段提出自己對設計成績的期望值。從課程設計學習成果評估分析圖可見，絕大部分學生能夠重視此次課程實踐訓練，積極思考，參加小組設計討論，認真分享設計體驗，獲得知識、能力、情感的多重訓練和提高，這也是以學生為主的體驗式設計實踐獲得學生認可的重要標志。

正如阿爾伯特·愛因斯坦所說：“教育不是要記住各種事實，而是要訓練大腦如何思考。”以學生為中心的教育教學理念正是這一思想的具體體現(xiàn)，高校教師用科學的方式培養(yǎng)未來的學生，這才是以學生為中心本科教學改革的基本精神[9]。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 邢以群，魯柏祥，施杰.以學生為主體的體驗式教學模式探索：從知識到智慧[J].高等工程教育研究，2016（5）：122-128.

[2] 大衛(wèi)·庫伯.體驗學習：讓體驗成為學習和發(fā)展的源泉[M].王燦明等，譯.上海：華東師范大學出版社，2008.

[3] 肖海平，付波華.體驗式教學：素質教育的理想選擇[J].教育理論研究，2004（1）：9-13.

[4] 葛文杰.對機械基礎課程教學方法改革的思考與探討[J]. 中國大學教學，2009（10）：4-7.

[5] 劉海燕，常桐善.美國大學學習成果評估：內涵、現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 高等工程教育研究，2015（7）：97-102.

[6] 王麗麗，溫恒福.大學生學習成果評估研究[J]. 高教育評論，2014（5）：81-83.

[7] 楊卓娟.機械類專業(yè)課程內容分類及其對應教學方法[J].中國大學教學，2016（6）：40-43.

[8] 黃海濤.美國“學生學習成果評估”研究評析[J]. 清華大學教育研究，2011，32（2）：120-124.

[9] 趙炬明.論新三中心：概念與歷史[J].高等工程教育研究，2016（3）：34-56.

[責任編輯：陳 明]