核心课程教学工业工程的论文

摘要：创新人才的培养是当前教育关注的重点问题。创客运动近几年迅速兴起，开展得如火如荼。然而，在目前众多的创客实践中，核心指导思想和活动设计理念的缺乏，使得创客教育流于形式，难以有效提升学生的创造力和实现创新能力的培养目标。当前，设计思维发展成为一种被广泛采用的、有影响力的、高效的创新手段，它是创新思维培养的有效方法，同时也是开展创客教育的有效途径。今天小编给大家找来了《核心课程教学工业工程的论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

核心课程教学工业工程的论文 篇1：

基于核心能力的人因工程实践教学设计与评价

[摘 要]在IEA（International Ergonomics Association， IEA）关于人因工程师9项核心能力的基础上，项目组构建了基于核心能力的人因工程实践教学设计与评价，主要包括基于核心能力的人因工程实践教学设计和基于核心能力的人因工程实践教学评价。基于核心能力的人因工程实践教学设计结合人因工程师的9个核心能力和能力要素，构建了人因工程课程实践教学主线图。在此基础上，要针对每一能力要素，细化能力指标。这种教学设计强调从课程核心能力培养的角度出发，从核心能力、能力要素和能力指标三个层级，依次细化培养目标和评价体系，思路清晰、目标明确，可以兼顾能力培养的全面性和评价维度的客观性，在实施中收到了良好的效果。

[关键词]人因工程;核心能力;能力要素;能力指标;教学目标

据国际人机工程协会（International Ergonomics Association， IEA）的定义，人因工程（或工效学）是一门研究各系统中人与其他元素之间相互作用的科学;它是一种运用理论、原则、数据和方法进行系统设计，以优化人类福祉和整个系统性能的职业 [1]。

在工业工程专业的本科和研究生培养体系中，人因工程学均是一门重要的专业核心课程。然而，人因工程学因其涉及知识面广、多学科交叉和实践性非常强等特点，使得现有教学过程中存在着大量的问题，如教学内容相对分散且系统性不强、综合性与学生知识局限性的矛盾、理论与实验互补性不强等[2]。针对以上问题，已有不少学者，包括笔者[3]对该课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行了研究。

笔者在省教改和校核心课程建设项目的基础上，构建了“理论-实验-实践”三维一体的教学模式。这里实践环节的设计主要采用项目教学法[4]，即将授课内容寓于项目中，教师辅助和引导学生实施和完成项目。学生在项目实施的过程中自主学习。学生完成这一项目，教师也完成了教学内容。其核心是：不再把将教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标;或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下去寻找得到这个结果的途径，最终得到这个结果，且进行展示和评价，同时在这个过程中锻炼各种能力。本文针对这种情况，提出了基于核心能力的人因工程课程实践教学设计与评价，主要包括基于核心能力的人因工程实践教学设计和基于核心能力的人因工程实践教学评价。

一、基于核心能力的人因工程实践教学设计

国际人机工程协会（IEA）PS&E委员会（Professional Standards and Education Standing Committee，PS&E）编制了一些与人因工程师的教育和认证有关的文档[5]，这些文档对人因工程师的专业知识要求进行了详细的描述，给出了一个有资质的人因工程师所应该具备的能力与知识，并建议将此作为培训人因工程师时课程体系设计的参考依据。

笔者结合自己多年在人因工程本科和研究生教学中的经验，以及与德国和美国知名高校学者的交流学习心得，曾在文献[3]中给出人因工程课程的教学目标。在后期的实践中，笔者结合IEA对人因工程的最新定义进行了一定的修正，修正后如图1所示。此外，笔者对PS&E委员会给出的人因工程师所应具备的专业技能和知识进行研究，發现两者是相辅相成的。对于人因工程的教学而言，前者是教学目标，后者则恰恰是为实现该目标所应培养的能力。为此，本文将两者结合，构建了基于核心能力的人因工程实践教学主线图（见图2）。

图2中，箭头主线表示的是课程教学目标，即希望通过本课程的学习，让学生学会如何从人因工程的角度发现问题、分析问题、构思解决方案，并能进行方案实施和评估。图中U1-U9表示实现该目标所需培养的核心能力。其中，U1是实现从人因工程的角度发现问题这一目标所需培养的能力;U2、U3和U4是实现从人因工程的角度分析问题这一目标所需培养的能力; U5和U6是实现构思人因解决方案这一目标所需培养的能力;U7、U8和U9是实现方案实施与评估这一目标所需培养的能力。

在图2的每一条支线上，依次标注了字母E开头的细分支，该细支上标注的是能力要素。以左上角的U1分支为例，在该分支上依次标注了6个细支，分别是E1.1-E1.6。这6个细支表示在U1这一核心能力下，有6项能力要素，该能力要素的具体含义见表2。表2给出了9项核心能力的每个具体要素，即E1.1、E1.2……分别表示核心能力U1下的各能力要素，其他以此类推。

二、基于核心能力的人因工程实践教学评价

在上一节中我们主要讨论了人因工程实践教学的目标，以及为实现该目标，需要培养的学生的核心能力和两者之间的关系。下面讨论如何针对核心能力及能力要素，度量学生的学习效果。换个角度，也可以理解为如何度量课程的教学效果。

（一）能力指标

下面将通过能力指标的方式来度量核心能力和能力要素。所谓能力指标又称绩效标准[6]，也称课程能力指标点。指标指的是衡量目标的单位或方法，标准指的是用来判定技术或成果优劣的根据。能力指标是对核心能力的逐条分解、细化，使核心能力成为若干更为具体、更易落实、更具可测性的指标，是考量核心能力实现程度的绩效标准。

人因工程实践教学的能力指标是从核心能力和能力要素延伸而出的各项具体指标，其明确指出达到该能力所需具备的知识、技能和素养，以反映学生学习成效，并减少对学生预期学习成果的误解，有助于拟定授课策略与度量程序。能力指标实际上是为学生搭建了一个能力结构，而这个能力结构的实现要依托于课程目标的达成。下面依次根据图1教学目标中的发现问题、分析问题、构思解决方案和进行方案实施和评估四个部分，给出各自对应的核心能力和能力要素下的能力指标。每个表格的左边第一列表示核心能力，第二列表示能力要素，第三列表示能力指标。第三列中的字母仅仅是编号，没有优先级;如果没有字母的，表示该能力要素下的能力指标没有细化。

根据图2，针对“发现人因问题”的核心能力U1，细化能力指标如表2所示：

根据图2，针对“分析人因问题”的核心能力U2、U3和U4，细化能力指标如表3所示：

根据图2，针对“构思人因解决方案”的核心能力U5和U6，细化能力指标如表4所示：

根据图2，针对“方案实施与评估”的核心能力U7、U8和U9，细化能力指标如表5所示：

（二）能力指标的应用

表2至表4的能力指标，既可以作为教师评价学生学习效果的对照，也可以作为课程教学效果的度量。在应用中，对于每项能力要素和能力指标所占的权重值，各个学校可根据自身专业特色和培养目标自行设计。

以笔者所教授的人因工程课程为例，作者将课程中的实践环节作为其特色内容，重在培养学生分析问题和解决问题的能力，因此与分析问题和解决问题相关的核心能力的权重值设置得相对较高，各占30%。

对于每一项核心能力细化后的能力指标，虽然非常具体和明确，但也造成了实际应用中评价的烦琐性。为此，作者采用指标掌握项数的比例来衡量。比如，针对U1这一核心能力下的所有能力指标，如果学生对表中的每项能力指标项数掌握在80%以上，那么该部分的学习效果可以评定为优良;如果掌握了50%以上，那么该部分的学习效果可以评定为中等;如果掌握不足30%，那么对该部分的学习效果可评定为不合格。具体的比例，这里只是给出一个参考值。

对于能力指标的应用，除了可以在课程结束后作为衡量学生学习效果的指标，也可以作为教师评价教学效果的方式，还可以在制定授课计划和内容时，将其作为一个重要的参考。由于篇幅所限，在此不便细述。

三、结论

本论文基于IEA关于人因工程师的9项核心能力，提出了基于核心能力的人因工程实践教学设计和基于能力指标的人因工程实践教学评价。基于核心能力的人因工程实践教学设计将人因工程师的9个核心能力融入课程的教学主线中，围绕教学目标，细化每一核心能力的能力要素。此外，针对每一能力要素，给出了具体的能力指标。但能力指标的具体细化也带来了实际应用烦琐的问题，因此笔者在实际应用过程中采用了一些简化的方式。由于篇幅有限，这部分内容没有展开。笔者认为更大的意义在于讓读者在此基础上，根据自己的特色，挖掘其实际应用具体方式。

笔者首次将IEA关于人因工程师9项核心能力的内容结合到本科和研究生的人因工程课程的教学中，以抛砖引玉，相信后续的研究者们在此基础上会有更多的拓展和应用。

[ 参 考 文 献 ]

[1]   Taylor & Francis， Inc. International Ergonomics Association. Definition and Domains of Ergonomics [EB/OL].  https：//www.iea.cc/whats/index.html.

[2] 万鹏，马莲欣，原丕业.基于实践能力培养的工业工程专业人因工程课程教学改革[J]. 大学教育，2015（6）：100-101+104.

[3] 蔡敏，陶俐言. 基于模块的分层次人因工程教学模式研究[J]. 人类工效学，2015（2）：65-67+71.

[4] 葛廷友. 项目教学法及其在高职院校中的应用[J]. 辽宁教育行政学院学报，2009（12）： 60-61.

[5]   Taylor & Francis， Inc. International Ergonomics Association. Core Competencies in Ergonomics Units， elements and performance criteria [EB/OL].https：//www.iea.cc/project/index.html.

[6] 徐永慧，田文君，孙旭. 成果导向教育培养目标、核心能力和能力指标的内涵与关系研究[J].现代职业教育，2017（22）：5.

[责任编辑：刘凤华]

作者：蔡敏 吴仁杰 黄刚

核心课程教学工业工程的论文 篇2：

设计思维：从创客运动到创新能力培养

摘要：创新人才的培养是当前教育关注的重点问题。创客运动近几年迅速兴起，开展得如火如荼。然而，在目前众多的创客实践中，核心指导思想和活动设计理念的缺乏，使得创客教育流于形式，难以有效提升学生的创造力和实现创新能力的培养目标。当前，设计思维发展成为一种被广泛采用的、有影响力的、高效的创新手段，它是创新思维培养的有效方法，同时也是开展创客教育的有效途径。该文通过梳理设计思维与创客教育及创新思维之间的关系，提出了面向设计思维的创客活动设计思想。该思想强调创客活动环节的可操作性、过程的迭代循环以及学生动手实践探究等。结合实践案例，该文进一步阐述了如何开展创客教育实践，可为创客教育提供有效的操作指导。最后，该文提出了创客教育和创新能力培养的未来研究方向，对从创客运动到创新能力培养的思想与实践的融合具有推动意义。

关键词：设计思维；创客运动；创造性思维；创新能力

在全球经济高速发展，科学技术不断进步的时代背景下，创新能力已经成为国家核心竞争力的重要组成要素，

“创新”逐渐成为了当今时代的鲜明特征Ⅲ。开展创新教育，培养创新意识、思维和能力，打造创新型人才，是创新时代对教育的新诉求。创新人才的竞争也成为国家综合竞争力的关键，创新人才的培养也成为教育当前关注的重点问题。如何培养适应时代发展的创新型人才，支撑创新时代的变革，是当前教育界面临的巨大挑战。

创客运动与创客空间近些年迅速兴起，作为一股新的教育现象，赢得绝大多数人的认可与重视。很多学者围绕美国的创客运动与创新教育做了分析，并提出我国开展创客教育的一些方法和策略，如构建完整的高校创客教育体系；借鉴“创客空间”众筹模式，发展创客教育支持学生创新创业；利用虚拟网络，建设实体与虚拟结合的创客空间平台；在STEM/STEAM课程、3D打印等一些课程中开展创客实践等。但是，在目前众多的文献中，主要以介绍内涵、特征、宏观规划、国外创客教育为主，而核心的指导思想、具体的活动设计范式与实践则比较单薄。创客教育流于形式，更多的只是给了学生开阔视野、动手做的机会，远远没有达到提升学生的创造力、创新能力的目标。

设计思维是运用思维方法、创新手段，实现最终设计、解决问题的思考过程。近年来，设计思维已经发展成为一种被广泛采用的、有影响力的高效的创新手段，是培养创新思维的有效的方法。基于此，本研究尝试在设计思维理论的指导下，综合其在工业、商业、设计领域中的模式和思路，根据教育领域所具有的特殊性和复杂性，形成符合创新教育要求的创客活动设计方案，以实现培养创新能力的目标。

一、创客教育亟需解决的问题

关于“创客运动”（Maker Movement），最早源于美国麻省理工学院（MIT）的比特及原子研究中心在2001年发起的FabLab（Fabrieation Laboratory，制作实验室）创新项目。美国白宫在奥巴马呼吁“每个学生都应成为创造者，而不仅仅是消费者”之后立即启动的“创客教育计划”（Maker Education Initiative，MEI），被普遍认为是“创客教育”（Maker Edueation）的起源。当前，创客教育不仅在美国、英国、加拿大等发达国家开始风行，我国等众多发展中国家也逐渐意识到创客教育的战略价值，开始积极推动创客教育。

创客教育与创新教育有着密切的联系，创新是创客教育的起点，也是它的最终目标。创客教育直接指向创新教育，具有明确的目的性与实施路径。它的核心理念在于通过动手实践培养人的创新意识、创新思维和创新能力，强调“动手、分享、问题解决”的行为和精神。“做中学”“工匠精神”以及“全人发展”等方面是众多学者关于创客教育的内涵的集中讨论点。其旨在为学生提供适宜的用于创造的环境、资源与机会，尤其是借助技术工具与资源让学生能够将学习过程融于创造过程，实现基于创造的学习；能够在创造过程中提升学科学习质量和学习兴趣、自信与创造力；能够全身心投入到基于创造的学习过程中，培养自己的批判性思维、创新思维与问题解决能力，实现全人发展。

目前国内创客教育实践还处于起步阶段，创客教育的探讨不断增多，但大多关注的是其内涵与特征、宏观规划、国外创客教育实践等等方面。对于其具体实施路径和方法等方面，我国创客教育实践探索时间较短，案例有限，研究者主要从介绍创客空间和创客教育在不同学科中的应用研究方面进行了探讨。但是，当前创客教育的发展出现了“不遵循教育规律，缺乏科学的教育设计，过分关注技术的炫酷等，缺乏基础性学科知识融合注入，使得创客教育变成学校秀场等”问题。创客教育流于形式，更多只是给了学生开阔视野、动手做的机会，远远没有达到提升学生的创造力、创新能力的目标。创客教育亟需相关理念的指导、思想的引领和路徑的指引，创客运动融入学校教育更是需要科学的指导思想来进行教学设计和课程开发。

二、设计思维与创客教育、创新思维培养

设计思维（Design Thinking）核心理念是“以人为中心的设计”（Human-Centered Design），它已经影响了全球500强中的诸多企业如西门子、宝洁等将其作为企业内部创新的主要方法论。不仅是企业通过设计思维进行创新，设计思维也能解决人类社会问题，提高个人竞争力。人人都可以用设计思维，它具有能够让人做到与他人共鸣的方法，人们试图通过协作积极寻求解决方法来明确问题所在，想象和探索答案，实现原型并测试迭代，最终解决不同类型的问题等。设计思维在设计、工程、商务和管理领域所发挥的作用是有目共睹的，其孕育的“创造性思维于行动中”的特点使它也越来越受到教育界人士的青睐。美国斯坦福大学、德国波茨坦大学、哈佛大学、麻省理工等国际著名高校纷纷成立的设计学院，以设计思维为核心开设相关课程和项目。斯坦福大学的ME310课程，至今已有40多年历史，是全球创新设计领域中理论实践完美结合的典范，该课程以全球化国际合作的方式为宗旨，以小组为单位，学员在导师指导下，通过完成一个真实的项目学习来掌握创新设计的具体方法。课程内容覆盖了创新设计的全流程，囊括了从设计研究、设计实践、工程设计和制造各个环节。世界著名设计公司IDEO与斯坦福大学合作专为教育工作者开发的设计思维工具包（Design Thinking for Educators），提供了具体的教育实践指导。澳大利亚政府“基于设计思维框架的变革性跨学科教学法”的课题，以培养大学生和研究生创新能力为目标。同时，在K12领域，设计思维也越来越多被用在课程教学中，Carroll等人也对设计思维整合于K12课堂进行了深入的探索研究，其结果表明，设计思维可以为学生提供一套切实可用的思维方法，能有效培养学生的想象力及创造力自信。

（一）设计思维的概念及内涵

在设计思维的研究初期，西蒙（Simon，1992）认为设计思维是一般的问题解决过程，并建立了分析一综合一评价的线性模型。有研究者则把设计思维定义为一套启发式规则、一系列步骤或策略，用于指导解决复杂问题或者制作具有创新性的产品。世界著名设计公司IDEO将设计思维定义为“用设计者的感知和方法去满足在技术和商业策略方面都可行的、能转换为顾客价值和市场机会的人类需求的规则”，其认为设计思维是实现创新的新方法和新途径。IDEO设计思维模型包括发现（Discovery）、解释（Interpretation）、构思（Ideation）、实验（Experiment）和评估（Evaluation）五个环节，每个环节包含多种策略和方法。斯坦福大学设计思维学院（D.School）将设计思维分成共情（Empathize）、定义（Define）、构想（Ideate）、原型（Prototype）和测试（Test）五个环节，这也是目前应用最多的设计思维过程模型。它不仅仅是头脑风暴会议或者一个流程，而是一个迭代反复的过程（如图1所示），这与创客活动中强调迭代不谋而合。

共情：通常在体验设计中被翻译为“同理心”，也就是认识主体对自我以外的人和事物的同感和通感。它是设计思维中强调以人为中心的最核心的环节，主要通过观察、倾听、融入等方法，其核心目标是为了了解需求，为接下来的定义和构想奠定基础。

定义：通过对上一步的信息中寻找需求点，并进行思维加工，分析总结确定要解决的有意义且可行的关键问题。

构想：小组成员之间通过各种方式如头脑风暴、九宫格、六顶帽子等，提出想法、梳理想法。

原型：将解决方案可视化，通过不断的创建、测试和迭代修正模型，越来越靠近用户的需求，逐渐生成更佳的解决方案。

测试：由目标用户对原型进行测试，通过获取用户的参与体验，询问开放性问题、观察等，获得反馈，不断提升产品方案。

设计思维介于商业思维和创造性思维二者之间，强调左右大脑全面的功能，在理性思维与感性思维二者间切换，在分析与创造间重复，侧重解决定义有缺点的问题，并“以人为中心”，指向客户体验，如表1所示。

（二）设计思维是创新思维培养的有效方法

对于创造性思维，心理学家发现其不仅仅指发散思维，还包括聚合思维，一个创造的过程往往既有发散思维的阶段，又有聚合思维的时期。发散思维和聚合思维是创新思维的最主要的特点，是测定创造力的主要标志之一。设计思维是一种打破常规的、开拓创新的思维形式，是逻辑思维与形象思维的结合。清晰、精确、逻辑性强的逻辑思维与自由、随意、形象性强的艺术思维之间形成鲜明的对比，二者的相互结合，有利于提高学生的创造力和想象力。在设计的整个过程中，思维贯穿其始终，各个环节过程中包含着发散思维（Divergent Thinking）和聚合思维，在共情和构想的环节主要是发散思维，而定义、原型、测试的环节主要是需要人们的聚合思维，具体如图2所示。

何克抗教授提出，“发散思维又称求异思维、辐射思维、逆向思维或扩散思维，其要求思维内容和思维成果应与传统观念或原有概念不同，甚至相反，其思维目标事先不能确定，可以是一个也可以是多个”。林崇德教授认为“发散思维是指根据已有信息，从不同角度、向不同方向思考，从多方面求得多样性答案的一种展开性思维方式，又被称之为求异思维、分散思维，它是与聚合思维相对应的。”在共情阶段，人们通过观察、访谈等方式对问题、设计对象进行全面深入地了解；在形成概念阶段，利用头脑风暴大胆进行思维扩散，针对问题提出多种解决方案。聚合思维（Convergent Thinking）是指从已有信息中产生逻辑结论，从现成资料中寻求答案的一种有方向、有范围、有条理的思维，其特点是思维始终集中于一个方向，具有条理化、简明化、逻辑化和规律化等特点，又常被称为“收敛思维”“求同思维”“辐集思维”或“集中思维”。设计思维的定义、原型、测试的阶段中主要是根据共情和构想的发散成果来运用聚合思维寻求解决方案。因此，设计思维与创新思维在思维过程的相似性，决定了设计思维是实现创新的有效方法，通过基于设计思维的项目过程是培养创新思维的有效途径。

国外提倡采用设计思维进行教学，作为专门针对创新人才培养的一种新型教学方式。将设计思维的理念用于学科教学中，团队成员深入分析确定研究问题，依靠团队的智慧提出各种解决方案，通过制作原型、测试筛选验证其可行性，确定最终的问题解决方案。基于设计思维的创新人才培養模式，已经成功地为世界著名设计公司IDEO、苹果等世界著名企业，培养了一大批优秀人才，贡献了丰硕的创新成果。

（三）设计思维是实现创客教育的有效途径

创客教育的目的是为了促进学生智力尤其是创造性智力和实践性智力的全面发展，同时提高学生的科学素养。创造性智力孕育在创造、设计、发明、想象和提出假设的过程中，以创新的作品或想法的可表达性、新颖性为典型特征。实践性智力需找到自己与环境的适应性，将知识应用于相似问题，将问题置于真实情境中。设计思维以人为中心，以真实项目为依托，通过小组合作的形式开展真实的体验，完成作品的创作，强调对创新精神、问题解决等综合能力的培养。这与创客运动倡导的通过“动手、分享、问题解决”等实践培养人的创新意识、创新思维和创新能力，促进创造性智力和实践性智力全面发展的目标相一致。因此这种内在核心的一致，决定了在创客教育中应用设计思维来指导，其方向是正确的。同时，创客教育中还强调发展学生的系统思考、团队协作、语言表达等核心技能，培养学生的综合素质和能力。在设计过程中，团队成员进行协作，深入分析确定研究问题，依靠团队的智慧提出各种解决方案，通过制作原型、测试筛选验证其可行性，确定最终解决方案。设计思维强调的同理心、原型迭代、团队合作、可视化、系统观等能力特征也正是学生科学素养和核心技能的组成部分。因此，运用设计思维方法解决问题的过程也是创客教育中提倡培养学生科学素养和核心技能的有效途径。在创客教育中引入设计思维，不仅符合了创客的“设计”“问题解决”“迭代”的属性，还有效地帮助了学生整合多门学科知识去“设计”作品，协作参与到真实的设计中，有意义地学习知识和训练设计技能。面向设计思维的创客活动，将设计与学习进行整合强调了学习过程与知识创新的有机结合，同时也体现了创客教育中的“创新”要求。

设计思维在创客教育中的有效应用，国外学者已经开展了一些相应的研究。Deborah Carter等人在9年级的教师的职业发展中，将创客运动和设计思维有效的结合起来，为了应对当前加拿大引进先进制造业及其对经济和劳动力市场的影响带来的课程改革，教育工作者不得不做出的一些改变。Margaret Honey在其书中强调了设计对于STEM创新者的重要性，列举了大量的案例研究，学生通过设计和制作，学习定义问题或需求，进行分析、计划、建模、测试、迭代等，完成在真实世界中的创新项目。

我国对设计思维的研究和关注起源于1979年，主要集中在艺术学科、建筑与工业工程学科等。当前设计思维与创新教育相结合的研究应用也主要集中在艺术和设计类学科，在其他学科领域中的研究较少。近年来，有一些研究者开始探索将设计思维应用于具体的创新实践。例如，2016年清华大学“城市创变客”暑期工作坊提供国际前沿的设计思维（Design Thinking）和创客实践（Maker Practice）训练，不同背景的学生组成跨学科团队，进行实地观察和体验城市社区、交通、环境、健康、文化面临的现实问题，通过设计思维来探究“人本城市”的发展趋势，并与创新型企业和社会机构密切合作，将创新理念转化为推动城市变革的解决方案，融合设计、科技与商业的多维视角，完成创新产品与服务的原型设计或规划，彰显青年创客改变世界的创新力。目前来说，在创客教育中关于设计思维的应用研究并不多见，创客教育对学生创新能力的培养不应仅仅是理念的指导，更重要的是提供适当的方法指导，培养学生的设计思维意识与能力，帮助学生学会创新地问题解决。

三、面向设计思维的创客活动设计与实践

（一）面向设计思维的创客活动设计

将设计思维作为学校创客教育变革性的方法，提升学生的“创新设计”技能，培养学生在创新能力、合作能力和解决问题能力等更多方面的核心素养和关键技能。根据设计思维模型，结合创客的特征，我们提出面向设计思维的创客活动过程方案。在设计思维的共情、定义、构想、原型和测试的5个过程环节中，每个过程环节包括目标、活动/任务、工具和成果，并且环节之间迭代反复，如表2所示。

面向设计思维的创客活动环节包括：（1）学习者通过用户访谈、非正式聊天、观察等方法，来调查和了解待解决的问题，得到用户反馈、用户特征、问题列表等成果；（2）学习者通过研讨会、面谈等，来确定最终要解决的问题及其特征，并得到问题解决方案的设计概要；（3）小组成员之间通过头脑风暴、研讨会、绘制思维导图等方法来对要解决的问题，进行充分讨论与分析，并最终形成详细的问题解决方案，包括草图概要、次序图与关系图等；（4）方案确定之后，小组成员借助一系列原型工具将方案快速可视化进行原型制作，并在制作过程中得到最优的解决方案；（5）进行用户测试、观察、评估、讨论等对原型进行测试，得到修改建议。

总的来说，从一个实际的问题或需求出发，学生先确定问题或需求，再针对问题进行一系列的调查和探究，得到他们需要的知识与技术，进而思考和选择解决方案并设计出原型（初步方案/作品）。原型制作完成后，通过原型测试、收集反馈，评估方案的可行性和实用性，找出存在的问题，进行不断迭代改进，最后得到最终方案或产品。这个过程形成循环，不断地迭代完善，每个环节不仅需要学科知识，还会涉及学生的系统观、协作能力、反馈与分享技能、发散与聚合思维、创造力与创新思维。

（二）面向设计思维的创客实践

基于上述的面向设计思维的创客活动设计，我们通过开展实证研究，探索设计思维方法在创客教育中的应用，从而总结归纳该方法在培养学生的创新精神、创造能力和问题解决能力等方面的途径和方法。

1.实践一：面向设计思维的App项目开发

“计算思维”被正式确立为今后的中小学信息技术课程教学的重点，写入了《高中信息技术课程标准》（2016年）版本之中。App Inventor是快速开发移动应用的设计工具，它结合教育的功能，把程序设计的思想通过代码块的拼接实现，它的这一特征尤其适合在中小学信息技术中对计算思维思想的培养。教育者可以利用App Inventor的教育功能和代码块拼接编程的特点，激发学生的学习兴趣，提高课堂教育教学效率，達到培养中小学生计算思维能力的目的。我们在初中信息技术课堂中，尝试结合设计思维来进行App Inventor项目的开发。活动主题是“利用App Inventor制作整合力学知识的游戏”，具体流程环节如图3所示。

了解任务：任务主题为“制作整合力学知识的游戏”，观察与分析现有的力学知识的游戏特点，总结游戏的吸引点。

确定主题：学生通过讨论与分析，确定自己小组要开发的游戏主题。

提出构想：确定方案所涉及的物理知识及游戏规则，组内确定游戏的关键环节后，在纸上画出界面图和罗列要实现的功能（游戏规则），并重点阐述其中的物理运动如何来实现。明确方案细节，分析素材资源，绘制界面草图，分析游戏逻辑，绘制流程图。

制作原型：构建模型（界面、核心组件、逻辑块）；分析初步编程存在的问题，确定辅助支持部分，依据实际情况做出方案再修订版。

测试与改进：游戏评估，其他组的成员作为用户进行体验，开发小组记录用户体验，根据反馈重新修订、调试。

在该项目中，学生从理解问题开始，对结合物理知识的App游戏开发的原理进行探究并尝试设计，完成原型设计与功能实现。然后，进行成果展示，学生之间互相评价，并分析其不足之处以及他们接下来要解决的问题。针对发现的问题，学生进行再次的设计与修改。在此过程中，学生进行探究与设计的重复与迭代。课程结束后，教师反馈应用设计思维的方法指导教学，学生不再畏惧编写程序，按照一定的设计流程，学生也有信心解决面对的问题，并进行一定的创新。学生对这种基于设计思维的创作游戏过程有极大的兴趣，并认为该方法对自己掌握软件操作及游戏创作有较大的促进作用。

2.实践二：面向设计思维的3D打印课程

当前，高校中开展的“创客”活动，被更多的学者冠以“创新”与“创业”的目标，但实践结果表明，创客活动更多只是给了学生开阔视野、动手做的机会。高校构建的面向全体学生开放的创客空间面临着急需创客课堂、缺少师资，参与创客的学生学科背景复杂、能力水平参差不齐、学生图新鲜的居多，遇到问题与障碍无法自主逾越、流失率高等一系列问题。我们依托高校公共选修课《3D打印与创客教育》，尝试探索面向设计思维的3D打印课程实践。

在课程设计阶段，为了能够实现让学生切实体验创客活动，本课程也采用了设计思维作为指导方法，而非常规的课程设计模式或教学设计模式。研究者采用共情研究的思路对学生参与课程学习的感受进行深度分析，分为观察、互动和沉浸体验三个层面对学生在本课程中可能出现的问题进行分析。

课程安排方面，学生不仅需要学习3D打印软件、硬件和设计相关内容，还需要完成设计思维的学习。小组在完成创客项目期间，将尽可能遵循共情—定义—构想—原型—测试的过程，不断尝试最优解决方案。课程中除了每个环节相应的工作表之外，还将提供很多小工具（如便签纸、胶水、剪刀、3D打印笔等）供学生使用。课程结束时，学生以小组为单位，提交一份创客档案袋，其中包括历次小组讨论交流记录、设计文档、历次作品原型迭代说明、创客作品的数字化文件和实体、个人总结以及小组汇报文档等。

通过对课程全过程的记录观察，所有小组都通过课程的学习做到了自主寻求学习资源并成功应用设计思维方法，完成作品的创作与实现。在课后的访谈中，几乎所有学生都能够对设计思维的核心理念“用户思维、共情”与创客运动的结合和互补（用户思维使创客更有针对性、可实施改进性）有着清晰的认知。大多数学生认可设计思维的方法有效地促进了其作品的完成，对于他们的创造速度和能力均有所提升。

四、研究展望

近些年兴起的创客运动与创客空间，作为新的教育现象，赢得绝大多数人的认可与重视。但是，目前还甚少有关于创客活动核心的指导思想、具体的活动设计范式与实践的研究，如何设计才能发挥这样一种教学理念对学生的价值是教育工作者亟待解决的问题。作为一种方法论，设计思维对于创客教育的内涵发展有重要价值。面向设计思维进行创客活动设计，建构了创客教育的实践新模式。然而，如何才能保证设计思维真正有效地应用于创客教育，让更多开展创客教育的一线教师尽可能早地接触并学习设计思维，并让学生真正掌握设计思维，实现创新能力的培养，是我们将要面临和关注的问题，也是接下来研究的重要方向。

首先，开发面向设计思维的创客课程及方法工具包。为了促进教师掌握设计思维的方式方法，更好地支持教师的教学应用，参考IDEO与斯坦福大学合作开发的Design Thinking for Educators中的设计思维操作指南和工具包，开发适合我国教育教学情境的创客课程和方法工具包。该工具包中包括设计思维的指导思想、方法流程、教学案例、教学建议、思维工具、方法工具、所需材料等资源，保证教师和学生在应用设计思维时，获得全面、有效的操作过程的实质性支持，学生完成方案设计和原型制作，实现问题解决和创造创新。

其次，开展更多面向不同群体、不同技术载体的实证研究。设计思维起源于艺术设计、工程设计领域，在教育领域中的应用才刚刚起步。随着创客运动的兴起，创客教育受到的关注越来越多，将设计思维作为方法论指导创客教育实践。建立设计与学习研究中心，面向大学生、中小学生不同群体，在独立兴趣小组、综合实践或信息技术类特定课程等不同情境下，采用机器人、3D打印、Ardunio、APP Inventor等不同技术载体开展大量的实证研究。在研究与实践的过程中，不断积累面向不同群体、不同教学情境下、不同技术载体的适用策略和方法，改造当前创客教育的教学模式、活动方法与思维工具，使设计思维与创客教育无缝融合，形成教育领域的应用特色。

最后，組织面向设计思维主题的一线教师培训。设计思维对于当前中小学生课程改革中倡导的创新思维与核心素养的提升有非常大的帮助。在信息技术、通用技术等STEM教育和创客教育中，融入设计思维的方法，要求教师理解和掌握设计思维，并能将其很好地应用在相应的课程与实践中。因此，对于中小学一线教师来说，接受设计思维主题的培训与学习重要且迫切。开发教师培训课程，提供教学案例，通过面授与在线等方式开展设计思维主题的教师培训，有利于更多的教师了解并应用其进行教学实践。

作者：陈鹏　黄荣怀

核心课程教学工业工程的论文 篇3：

地质灾害防治“课程思政”教学改革与实践

【摘要】结合地质工程专业地质灾害防治“课程思政”教学改革，阐述了地质灾害防治课程思政教学的核心内容。围绕地质灾害防治课程思政目标，制定教学大纲和教案，在进行专业知识教育的同时，通过案例教学等多种教学手段，将思政元素融入到专业教育中，课间十分钟在黑板上写励志诗词或名言、在介绍专业知识时引用古诗词、每次课创作一首藏头诗作为课堂小结，通过教学使学生在专业学习的同时受到社会主义核心价值观的教育和中国优秀传统文化的教育，提升了学生的政治素养和人文素养。

【关键词】课程思政  地质灾害防治  社会主义核心价值观  中国优秀传统文化

【基金项目】江西理工大学“课程思政”课程改革项目（2020-01）：地质灾害防治;江西理工大学教改课题（XZG-17-04-37）：面向“校企深度融合下”的实践育人体系构建与实践。

2020年6月，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中明确指出要“全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用”，学校、教师、课程均应“承担好育人责任，守好一段渠、种好责任田”[1-3]，“思政课程”到“课程思政”的转變，给出高校思政教育模式创新与发展的基本方向，有助于实现思政教育与通识教育、专业教学之间的融会贯通[4-6]。

地质灾害防治课程充分挖掘思想政治教育资源，将专业教育和思政教育有机融合，使课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。

1.地质灾害防治课程思政目标

地质灾害防治是地质工程专业高年级专业课，课程系统地讲述地质灾害地质的理论体系与研究方法，介绍地质灾害的概念、类型及分布，地质灾害灾情评估与减灾效益分析，地质灾害减灾对策。详细论述滑坡、泥石流、地震、地面沉降等各类地质灾害的特点、形成条件与机理、影响因素、发育规律和危害方式，对不同类型地质灾害的监测预报、防治与减灾对策等进行系统介绍。

在地质灾害防治课程教学过程中融入社会主义核心价值观、中国优秀传统文化教育，通过地质灾害防治课程的学习，使学生受到中国特色社主义的“四个自信”的教育，使学生树立正确的人生观、价值观，培养学生的爱国主义精神、树立法治意识、提升社会责任感和使命感，培养学生的人文精神、拼搏奉献精神，使学生形成积极向上、遵纪守法、诚实守信的良好精神风貌。

2.地质灾害防治“课程思政”建设的途径

2.1课程思政实施的措施

（1）课堂教学

在地质灾害防治课程的各章节教学中，根据教学内容引入相关的工程案例，这些案例有我国成功的重大工程典范、有优秀工程技术人才和校友的成长过程等。

上课前和同学交流，充分了解所授课程班级同学的的思想情况、班风和学风情况，特别是了解学生是否有学业警示情况、玩电子游戏、心理异常等，以对这些同学进行课堂内外重点帮扶。

课程评价由过程性评价进阶到可持续发展评价[7]，将学生课堂表现和平时表现、专业课老师所掌握的思想政治方面的表现，如纪律情况、精神风貌、课外参观时的表现等纳入课程平时成绩，占平时成绩的20%。根据教学内容和进度，采取教师讲授、案例教学、学生讨论等形式进行课堂教学。

（2）两节课之间的课间十分钟

每次课第一节课下课后的课间十分钟，教师在黑板上默写一首古诗词或励志名言。第二节课上课时用1分钟讲解写的古诗词或励志名言。

（3）课外

组织学生参观地质灾害防治工程建设项目，向学生推荐地质灾害防治专业、古典诗词、哲学政治理论方面的书，由学生课外阅读。将专业和思政相结合布置成学生平时的部分书面作业。

2.2 思想政治教育融入点的教学方法

（1）结合工程案例，融入社会主义核心价值观教育和“四个自信”教育

在教学案例中融入思政元素，使学生受到社会主义核心价值观和“四个自信”教育，“地质灾害防治”课程思政重点案例见表1。

①中国特色社会主义“四个自信”教育

通过介绍我国地质灾害防治发展历程，结合我国重大工程以及我国企业到国外做的重大工程案例等，增强学生对祖国的自豪感、增强道路自信、理论自信、制度自信。

②社会主义核心价值观教育

通过介绍地质作用形成的秦岭、武当山、太行山等秀美山河，增加学生对祖国的自豪感、增强学生的爱国热情。

通过介绍舟曲泥石流案例及全国人民众志成城抢险救灾的过程，激发学生爱国热情、团结奉献精神。

通过介绍电影《滑坡》片段，介绍主人公的共产党员高度的责任感和无私奉献精神、拼搏进取精神，提升学生的社会责任感和使命感，培养正确的人生观和价值观，培养学生的拼搏奉献精神。

通过介绍万州滑坡防治工程、国家投资将滑坡体改造成杨梅基地让农民增收的案例，增加学生对祖国的自豪感、增强道路自信、理论自信、制度自信。通过介绍我国多部门联合协作地质灾害预警系统案例，展现专业技术人员的敬业和拼搏精神，提升学生的社会责任感和使命感，培养学生的拼搏奉献精神。

通过介绍介绍汶川地震抢险救灾、舟曲泥石流灾害抢险救灾案例的英雄人物事迹，教育学生培养正确的人生观和价值观，培养学生的无私奉献精神，使学生热爱集体、助人为乐。通过介绍勘察大师范士凯的成长经历、敬业案例，教育学生要努力拼搏、诚实守信，形成高尚的职业道德和社会责任感。

通过介绍FAST国家射电望远镜及台址勘察测试技术，尤其是我国改革开放后在科技方面自主创新取得的成就，使学生增强道路自信、理论自信、制度自信。

通过介绍我国二滩电站、小湾电站等我国水利工程的发展和取得的成就，增加学生对祖国的自豪感、增强道路自信、理论自信、制度自信。通过介绍习总书记在梁家河的七年知青岁月中心怀人民，吃苦在前，带领大家修建淤地坝，学习习总的家国情怀、一心为民的精神。

（2）通过诗词，融入中国优秀传统文化教育和人文精神教育

在教学过程中向引用古诗词、每节课创作一首藏头诗作为课堂小结，使学生受到中国优秀传统文化的教育、培养学生人文精神、激发学生阳光向上的热情。

如在上《第六章 滑坡》的“第一节 滑坡概述”这次課时，在介绍泰山的雄伟时引用了“会当凌绝顶，一览众山小”——杜甫《望岳》，在介绍黄山的秀美时引用了“五岳归来不看山，黄山归来不看岳”——徐霞客《漫游黄山仙境》，在讲述滑坡的危害时引用了“谨慎能捕千秋蝉，小心驶得万年船”，在介绍崩塌的危害时引用了“山崩云惨惨，河决水茫茫”——王冕《漫兴其二》，如在讲授岩体拉裂与蠕滑的关系时引用了“火生於木本藏锋，不会钻研莫强攻”——张伯瑞《绝句》。

每次课根据教学重点、难点和学生感兴趣的知识点创作一首藏头诗作为课程小结，如在上《第六章 滑坡》的“第一节 滑坡概述”这次课时，这两节课重点介绍边坡变形破坏的机理，拉裂和蠕滑变形如果发展下去很容易形成滑坡灾害，因此写了一首作为课堂小结的藏头诗《拉裂蠕滑 防微杜渐》：“拉朽倒山防御牢，裂石流云微察毫。蠕变难敌杜武库，滑塌早治渐解袍。”，每句第一个字联起来是“拉裂蠕滑”，每句第五个字联起来是“防微杜渐”。

3.将思政内容融入各类教学资源

（1）修订课程教学大纲

对地质灾害防治课程教学大纲进行了修改，教学大纲分成教学目标、教学要求、教学内容、教学进度安排等四部分。在“教学目标”和“教学要求”中明确了课程除地质灾害防治的专业外，还提出了课程在对学生进行思政工作应达到的目标和要求，在教学内容中和教学进度安排中明确了课程思政的知识点和育人环节。

（2）编写课程思政教案

重新进行了试点课程教案的编写，以2节课为一教学单元，共20次课，计40学时，编写了共20次课的教案。在教案中明确了每节课课程思政的内容、每次课的课间在黑板上板书默写一首诗词或励志名言。

（3）总结典型教学案例

教学过程中结合岩土工程勘察课程专业教学，对学生进行思想教育和人文教育，对典型教学案例进行了分析、归纳和总结。

（4）精选影像资料

在教学PPT中插入了教学视频40个和工程案例图片212个，在讲解专业视频和图片的同时紧扣“课程思政”主题对学生进行思政教育。

（5）传统文化教育

在教学中，除注意学生思想政治教育外，每两节课的课间在黑板上用粉笔默写一首诗词或励志名言，诗词分为爱国篇、劝学篇、励志篇和生活篇四类，如毛泽东的《忆秦娥·娄山关》、宋代岳飞的《满江红·遥望中原》、唐代李华的《春行即行》、唐代杜荀鹤的《题弟侄书堂》、唐代许浑的《咸阳城东楼》等。

课间休息时经常为学生播放民乐、轻音乐等视频。授课过程中紧扣教学内容引用古诗词，20次课共引用古诗词128句，创作藏头诗20首作为课堂小结。

4.教学成效

地质灾害防治课程通过课程思政教学改革，在教学目标上努力做到“四个融合”：融专业知识和思想政治为一体，融传授知识、培养能力和提高素质为一体，融人文精神、科学素养和创新能力培养为一体，融教学、科研和实践为一体。课堂案例教学方面，通过引入问题，激发了学生课程兴趣。通过演示和案例，使学生思考难点，提升了学生认知能力。通过讨论和分析以解决问题，提高了学生的分析能力。

通过将思政元素融入教学案例，引导学生树立爱国、奉献、拼搏精神，增强学生对国家的自豪感。在案例中引用古诗词、创作藏头诗作为课堂小结，使学生受到中国优秀传统文化的教育。学生政治思想、精神风貌方面发生了很大变化。学生爱国爱党，能树立正确的人生观和价值观，课堂纪律得到加强，班风、学风实现好转，到课率高，学生上课听讲认真，课堂气氛较活跃。

5.结语

地质灾害防治课程通过将思政要素融入专业教学内容，重新制定教学计划、教学大纲、教案等教学资源，将专业课的知识点和政治方向、思想引领，价值引导和德育内涵的知识点进行深度整合，在专业教育的同时，坚持教书和育人相统一，坚持言传和身教相统一，以社会主义核心价值观为引领，在课堂内外始终弘扬主旋律，做学生的引路人。在教学中，坚持各个环节的育人作用，不断健全和完善课堂教学质量评价体系、评价方法，提高了人才培养质量、提升了学生思想政治素质。

参考文献：

[1]王延.新媒体时代高校“立德树人”的实践模式探究[J].沈阳工程学院学报（社会科学版），2020（3）：127-130.

[2]夏丽莎.融入课程思政的工业工程专业课程教学设计实践——以《工业安全》课程为例[J].广东化工，2021，48（1）：245-246.

[3]罗恒，邹优敏，朱音，班建民.通信原理课程建设的实践与思考[J].教育教学论坛.2019（7）：171-172

[4]刘亦晴，梁雁茹，许春冬.“课程思政”教学改革的调查和探索[J].江西理工大学学报，2020，41（4）：88-92.

[5]赖章盛，黄彩霞.文化自信与中国特色生态文化的构建[J].江西理工大学学报，2018，39（4）：1-6.

[6]曹柳星，贺曦鸣，窦吉芳.“新工科”视角下的“课程思政”实践——面向理工科专业本科生的主题式通识写作课设计[J].高等工程教育研究，2021（1）：24-30.

[7]潘小青，李玉晓，侯春菊.大学课程考核存在的问题及变革探讨[J].江西理工大学学报，2020，41（6）：83-86.

作者简介：

陈飞（1969年-），男，湖南邵东人，副教授，博士，从事地质工程的教学与科研工作。

作者：陈飞