CDIO是国际社会普遍认可的一种新型工程教育模式，是国际工程教育改革的最新成果。它的意思是Conceiving；Designing，设计；Implementing，实现；Operation，操作，简称CDIO[1]。CDIO是一种基于实践能力培养的教育模式，注重工程开发和运营过程，让学生掌握专业课程知识理论，通过发现、分析和解决问题学习应用工程知识和技术，激发实践应用能力和自学创新能力，培养具有综合实践能力的创新工程技术人才。人机工程学是大多数设计学科的专业基础课程，涵盖人机工程学综述、人体尺寸测量与数据应用、人体心理与行为特征、感知与运动、交互信息界面、作业空间与行为、手动工具主题等。教学的目的是让学生理解和掌握人类因素在产品设计中的意义，并能适当合理地应用于设计[2]。这是一门实践性要求很高的专业课程，内容和要求符合CDIO的培养模式和思想理念[3]。

一、存在问题

（一）教学

人机工程课程内容丰富，数据、规模、理论内容丰富。教学大纲设置的学时勉强满足理论内容教学要求，实践课程内容不足。一些测量内容和实践环节只能在课后作业中进行，导致学生在日常作业和期末考试中的理论知识无法应用于专业设计实践，导致理论与实践严重脱节。虽然教师不断总结和提炼教材理论，但由于缺乏生动的案例支持和新颖的呈现方式，学生无法通过实践课程加深理解。有些学生对学习不感兴趣，设计作品也很匆忙[4]。

（二）考试

综合设计能力包括设计创新能力、二维表达能力、三维建模能力、设计表达能力、布局和审美能力、语言表达能力、小组合作能力、设计执行能力、设计书面总结能力等多个方面，仅依靠作业不能客观、全面地评价学生，导致学生重分数、轻能力。课程结束后，通过审查学生提交的作业来评估结果，并将其归档和封存。复习后的家庭作业不能回到学生手中，因此学生没有机会主动改进相关家庭作业的内容，没有失败，不会重复学习，导致课程考试对家庭作业的指导不明显，考试的激励作用相对较差[5]。

二、改革实践

CDIO四个字母分别代表了产品设计过程中产品从构思到落地的四个节点步骤，在逻辑上呈现出循序渐进的链条关系。其教育理念有两个启示作用:规范产品设计教学的步骤和过程，规范学生的设计过程，展现理论教学与实践教育的关系，即在理论教学的基础上进行实践验证，保证设计教学的实际价值和意义。基于此，人机工程学课程改革根据这四个节点设定了相应的教学进度，改变了考试方式，将考试与分阶段教学紧密结合。

(1)课程第一阶段-构思-构思-构思

将构思引入课程导论部分的教学，合理定位教与学的关系，构思师生互动的多种思路。快速将学生的兴趣带入课程教学，引导学生发散思维，确定解决方案。现阶段植入人机工程学新内容，增加相关问题案例，启发学生讨论分析。案例一：为什么家里宽大的沙发要放“腰靠”，为什么不用“腰靠”就会感到“腰酸背痛”。(生理问题)启发式答案(非唯一)：宽沙发一般座椅表面的深度相对较大，在没有“腰部支撑”的情况下，人体腰椎悬空，弯曲度增加，导致腰椎形态异常，感觉不适。案例二:公厕冲水按钮旁边一般贴着醒目的“便后冲水”提示，但为什么不冲水还是司空见惯。(心理问题)。启发式答案(非唯一)：主要原因是人们觉得水箱按钮不卫生，心理上有排斥感，导致不冲水。一些城市公厕的脚踏冲水开关是解决这个问题的可行方案之一[6]。以课后作业的方式引导学习内容，调动学生的探究和思考兴趣。课后作业的第一阶段是发现生活中的10个人机问题，提出自己的观点，分析相关问题，制作PPT报告，并发表报告和演讲。教师根据学生报告进行成绩评价。

（2）课程第二阶段-设计-设计

设计阶段的教学内容主要包括人体测量和数据应用、人体感知和运动特征以及人体的心理和行为。随着课程的深入，引入了大量的人体数据进行教学，简单地要求学生背诵数据，难以达到预期的教学效果，学生死记硬背的数据不能应用于实际设计。基于这种情况，学生根据实际需要和设计需要灵活应用相关数据，将人机尺度数据的部分内容整合到具体的设计需求中。在人机课程改革中，弱化数据，强调设计方法和人机因素在产品设计中的应用。将相应的人机尺度数据和心理变量整理成册供学生参考，显著提高了学生的自学能力和学习效率。本阶段的考核内容是第一阶段的升级和深化。学生利用设计原则和方法以及相应的人机尺度数据，从作业1的10个问题中选择其中一个进行深入研究和思考，对新问题提出有效的解决方案，形成论文或PPT报告。学生根据自己的观察和思路完成设计理念，教师严格控制和评价，有效培养和提高设计思维能力。

（3）课程第三阶段-实现

本阶段的主要内容是相关产品的特殊设计，如人机座椅、手动工具和其他基于人机因素的产品设计。本阶段的操作与操作1、2在逻辑上是渐进的。根据操作2的报告结论制作实际模型，通过简单模型检验设计方案的可行性。模型材料包括精密雕刻泥浆、手工雕塑泥浆、木板、纸板、铁丝、石膏等。通过制作简单的物理模型，学生可以清楚地了解各种材料的特点，以及个人设计方案的可行性，提高实践能力和设计实现能力。

(4)课程第四阶段-操作-操作

这是课程教学和考核的最后阶段，主要围绕作业三的内容运行。具体形式有两种:学生在验证作业三可行性简单模型的基础上，对方案进行深化和美化，对数字模型进行建模和细化，确定渲染效果方案和产品布局效果制作；教师对所有学生的作业进行检查和评价，确定一定比例和数量的优秀成绩，定稿后制作产品模型。主要采用最新的快速成型和3D打印技术，保证手板制作的精细度。这部分作业:推广下一轮教学环节优秀作业展示、创新创业及相关设计展览参展作品，国内外相关设计竞赛参赛作品储备[7]。