王靈玲 俞岳平 陳宇曉

摘 要： 產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程探索運(yùn)用自適應(yīng)產(chǎn)生式學(xué)習(xí)理論，構(gòu)建了利于不同類(lèi)型的學(xué)生獲得知識(shí)和能力的教學(xué)方式，開(kāi)發(fā)了一系列具體生動(dòng)的示例和演練項(xiàng)目，使學(xué)生能夠通過(guò)自適應(yīng)的方式，通過(guò)對(duì)條件的學(xué)習(xí)，直接獲取產(chǎn)生式。同時(shí)通過(guò)實(shí)踐辨別出了那些忽視了情境特征與個(gè)性化表現(xiàn)的偽產(chǎn)生式的示例。構(gòu)建了課程項(xiàng)目各個(gè)階段的評(píng)審體系，來(lái)調(diào)控學(xué)生的解決問(wèn)題的思路，使學(xué)生能夠根據(jù)評(píng)審結(jié)果，不斷調(diào)整解決問(wèn)題的方法，生成解決問(wèn)題的最佳方案。

關(guān)鍵詞： 自適應(yīng)學(xué)習(xí)； 產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)； 示例； 評(píng)審體系

中圖分類(lèi)號(hào)： G710 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1671-2153（2016）05-0011-03

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)一般分為需求發(fā)現(xiàn)與分析、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品樣機(jī)制作和正樣設(shè)計(jì)幾個(gè)階段，每個(gè)階段有特定的工作內(nèi)容及其必須遵守的關(guān)鍵點(diǎn)?！爱a(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程采用教學(xué)做一體的CDIO教學(xué)模式，學(xué)生通過(guò)小組合作，在教師的指導(dǎo)下采用相應(yīng)的工程方法和技術(shù)手段完成各個(gè)階段的工作內(nèi)容，最后產(chǎn)生自己的成果。創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中除了啟發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力外，教學(xué)的重要目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生在各個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題解決能力。由于環(huán)節(jié)多樣，涉及不同領(lǐng)域的各種問(wèn)題，如何培養(yǎng)學(xué)生解決各種問(wèn)題的能力是決定該課成功與否的重要因素。

“產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)探索基于自適應(yīng)產(chǎn)生式學(xué)習(xí)理論的教學(xué)方式，為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)和輔助學(xué)生通過(guò)考察實(shí)例和解決問(wèn)題，自主地歸納和發(fā)現(xiàn)所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力和學(xué)習(xí)能力。

一、自適應(yīng)產(chǎn)生式學(xué)習(xí)理論

有很多專(zhuān)家，如朱新明等，將自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論應(yīng)用到數(shù)學(xué)、物理等文化基礎(chǔ)課程教學(xué)中，給予學(xué)習(xí)者特定的任務(wù)，讓他們通過(guò)考察具體實(shí)例和解決具體問(wèn)題的操作過(guò)程，自主發(fā)現(xiàn)新的方法和程序，通過(guò)在完成任務(wù)的過(guò)程中獲得有關(guān)知識(shí)和技能。實(shí)踐證明了自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論的可行性和有效性，朱新明等建立了基于產(chǎn)生式系統(tǒng)的人類(lèi)自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型和“條件建構(gòu)—優(yōu)化理論”，具體如下[1][2][3]。

（一）知識(shí)可以統(tǒng)一地表示為產(chǎn)生式

當(dāng)人在腦海中存儲(chǔ)了大量的概念、事實(shí)、原則和程序的產(chǎn)生式，在情境中出現(xiàn)產(chǎn)生式的條件，就會(huì)激活人的相應(yīng)動(dòng)作。

（二）“條件建構(gòu)”和“條件優(yōu)化”代表學(xué)習(xí)的兩個(gè)階段

人類(lèi)通過(guò)考察示例和解決問(wèn)題來(lái)尋找線索，稱(chēng)為“條件建構(gòu)”，即實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者由“不會(huì)”到“會(huì)”。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)條件的精細(xì)加工、逐步完善，稱(chēng)為“條件優(yōu)化”， 即實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者由“會(huì)”到“熟練”。

（三）產(chǎn)生式條件的學(xué)習(xí)是關(guān)鍵

對(duì)產(chǎn)生式條件的再認(rèn)能力是決定技能水平的一個(gè)關(guān)鍵因素。這就意味著學(xué)生不僅要掌握產(chǎn)生式的動(dòng)作部分，而且更重要的是掌握這些動(dòng)作執(zhí)行的條件。值得注意的是，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者對(duì)條件部分進(jìn)行自我解釋是有效地促進(jìn)認(rèn)知技能獲得的重要手段。

二、基于自適應(yīng)產(chǎn)生式學(xué)習(xí)理論的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)興趣等方面具有較大差異。為了給學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，本課程實(shí)踐自適應(yīng)產(chǎn)生式學(xué)習(xí)理論，構(gòu)建了有利于不同類(lèi)型的學(xué)生獲得知識(shí)和能力的教學(xué)方式，并且建立了有利于師生之間、學(xué)生之間形成互動(dòng)關(guān)系的教學(xué)組織形式。

課程的實(shí)施關(guān)鍵環(huán)節(jié)如圖1所示。開(kāi)課初期，

不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生組成創(chuàng)新小組（5人左右），成立模擬公司，分別擔(dān)任產(chǎn)品經(jīng)理、市場(chǎng)代表、設(shè)計(jì)師、品質(zhì)代表以及制造和采購(gòu)代表。公司成員自適應(yīng)學(xué)習(xí)后，每人發(fā)現(xiàn)一個(gè)需求，通過(guò)交流評(píng)審產(chǎn)生一個(gè)公司的需求，接著對(duì)該需求做市場(chǎng)求證即設(shè)計(jì)調(diào)查表并實(shí)施調(diào)查，將收集到的調(diào)查表做統(tǒng)計(jì)分析，隨后公司發(fā)布需求并進(jìn)行評(píng)審。評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)就可以進(jìn)入產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段，否則重復(fù)本階段的任務(wù)。項(xiàng)目后續(xù)中的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品樣機(jī)制作等均經(jīng)歷自適應(yīng)學(xué)習(xí)、資料查詢(xún)、協(xié)作交流、階段評(píng)審等環(huán)節(jié)。以下重點(diǎn)介紹自適應(yīng)診斷、教學(xué)內(nèi)容自適應(yīng)性呈現(xiàn)和項(xiàng)目階段評(píng)審的具體內(nèi)容。

（一）自適應(yīng)診斷

為了識(shí)別學(xué)習(xí)者特征，了解他們的動(dòng)機(jī)、感知覺(jué)、情感等與學(xué)習(xí)風(fēng)格相關(guān)的內(nèi)部心理特征，以問(wèn)題庫(kù)為基礎(chǔ)編制了調(diào)查問(wèn)卷和學(xué)習(xí)風(fēng)格測(cè)量表。其中，問(wèn)卷用于了解學(xué)生當(dāng)前學(xué)業(yè)水平、認(rèn)知能力；學(xué)習(xí)風(fēng)格模型采用了榮格的心理類(lèi)型理論，參照邁爾斯—布里格斯個(gè)性分析指標(biāo)[4][5]，從四個(gè)角度即精力支配、判斷事物、生活態(tài)度、認(rèn)識(shí)世界，八個(gè)類(lèi)型即外傾與內(nèi)傾、感覺(jué)與直覺(jué)、思維與情感、判斷與知覺(jué)來(lái)編制測(cè)量表。通過(guò)測(cè)量，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格與知識(shí)能力，一方面提供相適應(yīng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)示例。另一方面，合理安排各種學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者組成項(xiàng)目小組，使學(xué)習(xí)者通過(guò)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目所涉及的知識(shí)，培養(yǎng)相應(yīng)的技能。

（二）教學(xué)內(nèi)容自適應(yīng)性呈現(xiàn)

首先將知識(shí)表示為產(chǎn)生式，然后為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)的條件，使學(xué)生能夠通過(guò)自適應(yīng)的方式，通過(guò)對(duì)條件的學(xué)習(xí)，直接獲取產(chǎn)生式。課程開(kāi)發(fā)了一系列具體生動(dòng)的示例和演練，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行由淺入深的學(xué)習(xí)，直至獲得抽象的概念和相關(guān)技能，然后布置實(shí)際任務(wù)與要求讓學(xué)生去解決。如“清潔地面的需求演化”、“AVM系統(tǒng)的廣角需求”等，把“需求”表示為產(chǎn)生式；用“開(kāi)水燒制工具的演化”、“衣架的演化”等示例把“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)”表示為產(chǎn)生式等。同時(shí)，在教學(xué)中不斷引導(dǎo)學(xué)習(xí)者對(duì)條件部分進(jìn)行自我解釋?zhuān)瑥亩訌?qiáng)了對(duì)產(chǎn)生式條件的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中自主發(fā)現(xiàn)，有效地促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知技能的獲得。通過(guò)設(shè)置不同的情境[6]，實(shí)際任務(wù)的演練，項(xiàng)目小組又產(chǎn)生了各自尋找的需求、產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)等。課程通過(guò)項(xiàng)目的階段評(píng)審等環(huán)節(jié)，將學(xué)生演練的成果發(fā)布出來(lái)進(jìn)行相互學(xué)習(xí)，又形成新的產(chǎn)生式。

課程通過(guò)實(shí)踐辨別出那些忽視了情境特征的偽產(chǎn)生式的示例，即在解決學(xué)生實(shí)踐性問(wèn)題時(shí)常常是無(wú)效的那些示例，并將這些作為反面教材。如“黑板上下滑移過(guò)程中把黑板字擦掉”、“低功率加熱器”等，曲解了需求，沒(méi)有把需求真實(shí)地表達(dá)出來(lái)的示例。

（三）項(xiàng)目階段評(píng)審

研究并實(shí)踐了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)評(píng)體系，來(lái)調(diào)控學(xué)生的解決問(wèn)題的思路，使學(xué)生能夠根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果，不斷調(diào)整解決問(wèn)題的方法，生成解決問(wèn)題的最佳方案。如在概念創(chuàng)意階段，要根據(jù)調(diào)查得到的用戶(hù)對(duì)需求的想法，討論提出解決本需求的方案即完成產(chǎn)品概念描述，并進(jìn)行外觀線條構(gòu)思和素描、制作電腦二維效果圖和三維數(shù)模表達(dá)產(chǎn)品概念，這個(gè)過(guò)程要開(kāi)數(shù)次評(píng)審會(huì)議及商業(yè)測(cè)試，反復(fù)討論提出解決方案并修改產(chǎn)品創(chuàng)意。項(xiàng)目后續(xù)的方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品樣機(jī)制作環(huán)節(jié)，各個(gè)階段結(jié)束前進(jìn)行評(píng)審及測(cè)試，通過(guò)了才能轉(zhuǎn)入下一階段。通過(guò)此環(huán)節(jié)的設(shè)定，保證了教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

三、結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程建立了基于產(chǎn)生式系統(tǒng)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型，探索了促進(jìn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)的方法，并介紹這一理論在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。這是一種自主的、個(gè)性化的學(xué)習(xí)，但它不是一種完全獨(dú)立的學(xué)習(xí)，小組的交流與討論也是必不可少的。實(shí)踐中突出了“以人為本”的教學(xué)觀，不僅強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的獲得，還培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新、解決問(wèn)題等多方面能力。通過(guò)幾年的課程教學(xué)實(shí)踐，取得的成效明顯：本創(chuàng)新小組成功申報(bào)實(shí)用新型等專(zhuān)利二十多項(xiàng)并多次在各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。其中，便攜式短途代步車(chē)、山地水稻脫谷收割一體機(jī)項(xiàng)目分別獲得浙江省第四、第五屆高職高專(zhuān)“挑戰(zhàn)杯”特等獎(jiǎng)。

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Abstract： It developed a series of specific and vivid examples and exercises for product innovation design course by practicing adaptive generative learning theory. It constructed teaching methods for different types of students to acquire knowledge and ability. Students can acquire production-rule by Adaptive learning. And identify those who ignore the situational characteristics and personalized performance of the pseudo generative example through practice. it structured the evaluation system of each stage of the course project to help students to find problems. Students can continue to adjust the solution to the problem according to the results of the review.

Keywords： adaptive learning； product innovation design； example； evaluation system

（責(zé)任編輯：程勇）