基于CBE与CDIO交互设计教学模式探索

唐 茜， 刘 艳， 任思曼， 潘 洋

（湖北工业大学工业设计学院，武汉 430068）

0 引 言

在这一新的就业趋势下，越来越多的高等教育院校逐渐重视交互设计人才的培养。现在我国已经有不少的学校开设了交互设计相关的课程，主要分布于以下3类科系中：①设置在新闻传播相关学科下，如同济大学设计与艺术学院（数字媒体设计）；②设置在艺术设计相关学科下，如广州美术学院（视觉传达设计）；③设在计算机、工业设计等理工学科下，如我校工业设计学院开设交互班［3］。开设交互设计类课程的高等院校由于现有的师资状态，不同的学科出身以及招生来源等方方面面因素的限制，规划了不同的人才培养目标与教学方法，从而培养出交互设计相关岗位不同维度的应用型创新设计人才。但目前大部分高校关于交互设计类课程体系仍不成熟与系统化，而且相关课程开设时间较短，需进行不断地教学探索，通过实践性教学总结，构建更完善的知识体系和教学模式，以提升学生的理论素养与增加学生的专业实践技能，以应对交互设计行业快速地发展与日益成熟趋势下实践型、专业型、创新型交互设计人才的供需矛盾［4］。顺应当前应用型本科教育改革的趋势，针对交互设计行业人才的实际需求以及目前高校交互设计课程的现状，将我校工业设计专业交互设计方向课程引入能力本位教育（CBE）和CDIO相结合的教学模式，探索交互类课程改革的新思路和新方法。

1 教学现状分析

限于学生数量和教师资源等条件的制约，我校将交互设计作为工业设计的延续和补充，是工业设计专业深入学习的一个方向。

1.1 学生明确自己的职业定位

“知己知彼，百战不殆”，如果在大学学习期间，学生能提前了解到公司企业实际的工作岗位，同时及早思虑与明确自己的职业定位，将对日后的工作起到积极的推动作用，也能较好地把握住工作的机遇［5］。我校工业设计专业的学生进入大三后，选择不同的设计方向深入学习。一部分同学选择了交互设计方向，但是并不明确了交互设计专业素质及能力素养［5-6］。所以学生需要了解交互设计专业素质及能力素养（见图1），结合课程学习，明确自身的优缺点，才能不断地学习知识技能向心中的目标靠近，才能在毕业时找到自己心仪的工作，才能在就业中做到“知己知彼，百战不殆”。

图1 交互设计专业素质及能力素养

1.2 学生缺乏综合运用多方面知识技能解决问题的能力

依据现有教学经验，运用传统教学模式时，对于单项技能，单独的知识点，学生掌握学习情况通常较好，但对于综合多项技能或多个知识点糅杂在一起解决问题时，学生常常止步不前。尤其在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、红点设计大奖、IF等比赛项目中，该不足表现较为突出。其缘由一方面在于传统教学模式注重单项知识与技能的培养；另一方面，不管是教学内容还是教学方法宏观性表现的较少。但是若学生无法从宏观上对各门课程知识点之间的逻辑关系进行把握，某一个环节出现了问题，都将会影响最终作品的效果与学生综合能力的培养［7］。为解决此问题，本文先采用以“能力培养为中心”的CBE教学模式，进行单个知识技能的模块化教学，再采用项目化的教学模式，让学生理解各门学科知识点相应的逻辑关系，从而提高学生的综合解决问题的能力。

1.3 知识迁移能力不够，不能将其系统化应用

不同课程教学存在时间与空间上的差异，学生没有合适的途径将所学知识进行整合，只是单门学科知识记忆，会使知识点与知识点间脱离关系，也会使学生偏重某一方面的知识点。最终造成学生知识迁移能力不足，不能将所学的课程知识系统化。为此，采用CDIO“构思—设计—实现—运作”的教学模式，将其课程知识融会贯通，综合运用［8］。

2 教学改革措施

基于上述分析，本文以PDCA质量环为整体框架（见图2）进行交互设计课程改革设计，教学改革整体框架包括P（Plan）人才培养目标、D（Do）课程设计与实施、C（Check）教学质量考核和A（Action）教学改进［9］。

图2 教学改革整体框架

2.1 人才培养目标

针对当前应用型本科教育变革、交互行业人才实际的需求，培养高素质应用型创新设计人才。为了实现目标，一方面了解学生自身特点，我校交互设计方向的学生一部分是理工科出生，一部分是艺术生出生，各有所长，教师应该充分了解学生自身的优势，采用小组分工的方式，使其取长补短，共同进步。另一方面，鼓励学生依照交互设计专业素质及能力素养明确自身奋斗目标。

2.2 课程设计与实施

基于当前教学现状分析，采取了基于CBE和CDIO相结合的教学模式进行探索交互设计课程教学。课程教学分为两大阶段，第1阶段基于CBE能力本位对与之课程模块进行教学，培养交互设计工作岗位所应具备的知识技能，为后续系统化教学打下基础；第2阶段基于CDIO模式，让学生在掌握相关知识的基础上进行综合项目教学，了解具体项目如何经历构思、设计、实现和运行4个阶段，并培养学生综合解决问题的能力及综合素养。整体流程图如图3所示。

图3 课程改革实施流程

2.2.1 基于CBE教学模式的交互设计课程模块化设计

首先从网络社区问答网站(如百度知道)上获取大量的问句答案对数据，结合GenQA 发布的问答对和知识库，致力于获取更高质量的学习数据。对齐问题答案与知识库中的事实，一个最基本的想法就是，三元组的头部实体出现在问句中(一般不会加上属性的匹配，因为一方面属性的描述更加多种多样，另一方面是因为很多属性是隐含表示的)，并且该三元组的尾部实体出现在答案中，该三元组就可以作为回答该问句的候选三元组。但是，有效的监督数据还需要精确的、能帮助回答问句的事实三元组。事实上，如图2所示，可能会有多个三元组匹配问句与答案，这是因为实体与问句和答案的匹配过程中、事实三元组与问答对的匹配过程中都可能存在歧义。

CBE是以“能力培养为中心”的教育模式［10］。该模式强调由实际岗位所需的知识及技能、掌握和运用知识及技能需具备的态度、理解力、决策能力等组成的结构化整体，作为教育活动的出发点和核心，并围绕该核心进行教学内容设计、教学方法设定等［11-12］。

能力本位课程开发流程为：①依据Boss直聘网关于交互设计相关的岗位，运用DACUM方法［5，13］，根据职责总结分为用户调研与分析、界面设计、开发工程、用户体验、综合运用5个交互设计方向；②分析每一项职责需要完成的任务，明确每个工作岗位所需要的综合才能；③根据每一项综合才能所需要的知识技能，制定相应的课程模块与学习目标，具体为模块1主要培养学生的调研与需求分析能力，模块2重点锻炼学生界面设计能力，模块3的关键是培养学生的软硬件开发能力，模块4是培养学生通过用户体验掌握用户需求的能力，模块5锻炼学生的综合能力；④任课教师根据前4个课程模块的目标，指导学生完成相应的任务。其DACUM（developing a curriculum，一种职业教育的课程开发模式）分析与相应课程模块图如图4所示。

图4 DACUM分析与相应课程模块图

2.2.2 基于CDIO教学模式的交互设计课程综合技能教学实施

经过前4个模块系统地学习后，相应的知识技能已基本掌握。第5个模块即是对前4个模块知识与技能的迁移与运用。①根据选题或者自己的兴趣爱好选择项目主题［14］。教师根据课程内容介绍一些选题范围，如远程医疗服务、智慧交通、智慧健身、益智玩具、体感交互等相关的设计主题，开拓学生的创意思路，深度挖掘出各组的项目主题。②在进行模块5的教学之前，教师应先通过与相应模块的教师沟通或通过他们的学习成绩等形式对班级学生进行了解，将4个模块能力好的同学进行交叉分组，使他们能取长补短，发挥他们的优势。③采用CDIO构思—设计—实施—运行模式进行项目化教学。其CDIO各阶段岗位能力细分，如表1所示。

表1 CDIO各阶段岗位能力细分表

（1）构思阶段。①分析师根据本小组的选题，进行市场调研，分析同类微信小程序，APP，网页优缺点以及人群定位；②确定本小组选题项目的人群定位，进行用户研究，主要是用户需求研究、用户行为与交互方式、用户认知分析、使用情境分析以及用户模型与场景分析。③小组全体成员根据调研结果与用户需求，运用创建场景、故事板、头脑风暴等方法，开发可选择的多个设计方案，进行概念设计，包括功能架构设计与低保真原型设计。

（2）设计阶段。小组全体成员根据每一种概念设计方案，以打分投票的形式选择最佳设计方案。设计师根据最佳设计方案进行高保真原型设计，即Logo设计、开机界面、引导界面、主要界面、地图界面。具体而言，设计师运用Photoshop、Adobe、Sketch等相关设计软件确定具体的界面架构、按钮、面板、菜单栏、图标、滚动条、状态栏、屏幕大小、图标、最佳触摸面、最佳操控区域、视觉设计元素以及色彩搭配。

（3）实施阶段。开发工程师运用软件实现具体界面操作（见图5）。就界面设计而言，输入技术包括数据、图像、语言、动作等。通过普通屏幕输出或虚拟现实显示器进行视觉输出，通过语音播报或语言交互进行听觉输出，通过操纵设备或震动反馈进行触觉输出。

图5 软件界面设计方案

（4）运行阶段。用户体验师进行使用产品，洞察尚存问题与需求并提出解决方案。“用户体验”（简称UE/UX）用户使用产品过程中或使用过程后在情绪或情感上的感受，其目的是让产品、系统更加易用、方便而且能够为用户带来愉悦体验产生更大的价值。用户体验设计具有双重性包括功能型产品与信息型产品，功能型产品，用户体验师主要关注的是任务，所有的操作都被纳入一个过程，去思考人们如何完成这个过程［15］。信息型产品，用户体验师的关注点是信息，产品和系统应该提供哪些信息，这些信息对用户的意义是什么［15］。所以首先用户体验师根据小组项目选题确定为哪一类产品，明确自己在使用产品时所要关注的要点。为了解决网页这种基本的双重性质，让用户体验师从中间把这5个层面分开，在图6所示的左边这些要素仅用来描述功能型的平台类产品，在右边，设计师把这些要素用于描述信息型的媒介类产品［16］。所以功能型产品对应的用户体验师从产品目标、用户需求、功能规格、交互设计、信息设计、界面设计、感知设计去洞察痛点与用户需求。信息型产品则从产品目标、用户需求、内容需求、信息架构、信息设计、导航设计、感知设计去洞察痛点与用户需求。以此得出新的用户需求进而进行迭代修改。

图6 用户体验层次图

2.3 教学质量考核

教学质量考核包括学生毕业设计成绩和就业情况两部分。学生成绩对比2019届、2020届交互班毕业设计成绩（见图7）优秀等级由10.71%增长到13.33%，良好等级由78.57%增长到86.67%，中等等级由10.71%下降到0%。2019届毕业设计成绩最高分为93，2020届毕业设计成绩增长到94，最低分由76增长到81且平均分由84.7增长到86.4。根据2020届毕业生就业情况统计，6人出国深造，11人考研，13人工作，其中工作人员分别从事UI设计师，界面设计师，交互设计师等5个岗位方向。由以上数据可以分析，基于CBE与CDIO理念下的教学模式提升了交互设计的教学质量。

图7 2019届与2020届毕业设计成绩对比

2.4 教学改进

一方面，需要注重单个技能课程模块的学习，只有单个模块课程知识学习得牢固，才能为综合运用课程奠定基础，才能灵活地进行知识迁移，将所学的知识形成一个完整的系统。另一方面，重视项目的选择。项目选题最好的来源在于校企合作的项目，这样最终做出来的产品才能发挥它应有的价值。其次，学生应该充分挖掘用户需求，使其最终的产品是有意义的，不仅仅徒有其表。

3 结 语

鉴于当前一系列的问题，应用型本科交互设计专业人才培养不能紧密结合公司的实际需要，学生缺乏知识迁移的能力和运用多种技能综合解决问题的能力，因此，结合实践课程提出了基于CBE和CDIO相结合的教学改革模式。实践表明，该模式不仅可以使学生较好地掌握相关的知识技能，而且能使学生从宏观的角度掌握产品的生命周期以及了解各种技能之间的逻辑关系，提高了学生知识迁移的能力和综合解决问题的能力。同时，提高了学生的就业竞争力，为他们日后尽快融入公司奠定了良好的基础。