工科院校工业设计专业学生的“工程思维”培养方式探讨

田晶

【摘 要】工科院校工业设计专业是一个创新性的专业，它将工科知识与艺术设计有机的结合在了一起，是一门交叉学科。因此工科类工业设计专业的师资力量非常与众不同，它主要是由工科类的教师和艺术设计类的教师组成，教学中往往不能很好的融合。再加上大多数工科院校的工业设计专业的课程设置更偏向于艺术设计类课程，使得学生在产品功能和使用方面的设计略显不足。本文基于工业设计专业学生的培养目标与教育现状，结合多年教学经验，以及工业设计专业的特殊性，提出培养工科院校工业设计专业学生的“工程思维”的方法。

【关键词】工业设计；工科院校；工程思维

【Abstract】Industrial design in engineering colleges is a creative profession， which is the interdiscipline. It hangs together both engineering knowledge and art design. So the teaching group of engineering industrial design is very special. It mainly combined with engineering teachers and art teachers， who cant merge the two subjects well in their teaching. The art courses of industrial design are more than engineering courses in major engineering colleges. It makes students proved to be lack of ability in the designing of products function and application. Based on the training objective and current education of students of industrial design， this paper proposes methods of how to cultivate Engineering Thinking by experience in teaching and the specificity of this profession.

【Key words】Industrial design； Engineering colleges； Engineering thinking

工业设计是一种创造性的活动，其目的是为了用户和生产厂家对产品或产品系列的外形、功能及使用价值的优选[1]。党的“十八大”报告明确提出，要坚持走中国特色自主创新道路，以全球视野谋划和推动创新，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，更加注重协同创新。工业设计的发展，可以丰富产品的种类、提升其附加价值，是实现从“中国制造”走向“中国创造”的重要手段，在集成创新、引进消化吸收再创新、协同创新等方面可发挥至关重要的作用[1]。

工程是人们以科技为手段，为满足人的需要设计建构的规模较大的人工物的活动和过程[2]。工程的最终目的非常明确，就是达到预先的设计目标，或直接产出符合要求的产品。而所谓“工程思维”，就是人们以“工程”的角度去看待问题和解决问题，可以说“工程思维”是相当具有功利性的，产品的科学性、可实现性、创新性、可靠性、经济性、艺术性都是需要“工程思维”去统筹的。尤其是“工程思维”的创新性，是建立在实践的基础上，然后在实践中寻求突破点和创新点。

工业设计所涉行业很广，可进行制造业、IT产业、科研单位从事工业产品设计、人与计算机交互设计、视觉传达设计、环境设计等方面工作。但目前真正学工业设计的技术人员很少，究其原因就是，专业的工业设计的学生反而不具备“工程思维”，缺乏创造力。因此，如何培养工科类工业设计学生的“工程思维”，是工业设计专业发展的一个至关重要的方向。

1 工业设计专业发展现状及问题

1.1 工业设计专业课程占比

我国工业设计专业发展很快，教育部网公布资料，我国从20世纪80年代至今，已有超过400所高校设有工业设计专业，多分布在艺术设计类学院（如艺术学院、美术学院、设计学院等）及工科类学院（机械学院、机电学院、工程学院、建筑学院等）。根据国内部分从属于工科院校的工业设计专业的艺术设计类课程和工科类课程的对比，基本可以看出我国高校工业设计课程的结构分布，艺术类课程无论门数还是学分都大大超过了工科类课程的份额，工科院校的工科课程学分平均仅占到总学分的18.8%，最多的院校也不超过25%[3-4]。可见，我国工科院校的工业设计专业发展虽快，但是大多数高校对工业设计专业的培养目标不是很明确，工科课程相对设计课程比重较小，学生在做产品设计过程中也不能很好的利用起工科课程的内容，而是更偏向于产品的外形设计部分。然而，工业设计专业本身是一个综合性较强的专业，不但要进行产品外形的设计，更要强调对产品使用功能方面的设计。因此，工业设计专业培养出来的学生应该是一个 “工业设计师”，不是“工程师”，但也不仅仅是“造型设计师”。

1.2 工业设计专业师资的知识结构

工科类工业设计专业，是将工科知识与艺术设计有机的结合，因此对工科类工业设计专业的师资知识结构的要求有其特殊性。而现实是工科类课程多由工科院校中相应课程的工科教师承担，设计类课程多由艺术设计、产品设计等相关设计类专业出身的教师承担。这种构成是大多数院校采用的方式，但是却有一个很严重的问题：两学科课程无法融合。也就是说，工科类教师不懂设计，设计类教师对工科了解不深。因此，这就需要在培养学生“工程思维”之前，先要对两学科教师的知识体系进行完善。

1.3 学生的畏难情绪

大多工业设计学生在进入大学之前，没有绘画基础，因此大一刚开始即给学生开设素描、色彩、产品设计等艺术设计类课程，同时还会开设机械制图、力学、机械设计等工科类课程，可以说是设计类和工科类课程同时进行的。学习设计类课程的时候，因为没有基础，短时间内画出来的图很难达到想要的效果，学生容易产生挫败感。学习工科类课程的时候，因为理论性较强，又较设计类课程难，大多数学生也会产生畏难情绪，并无意识的回避这些课程的学习，仅以应付考试为主。结果设计类课程达不到艺术设计类专业学生的水准，而工科类课程也没学进去。再加上一直以来，工业设计专业的学生毕业后从事本职工作的比例太低。上海“中国工业设计周”的数据表明：每年约有30%至40%的人流向包装和商标设计等行当，有40%至50%的人改行去搞装潢、广告，也有部分毕业生到网站进行网页设计，真正去做工业设计的人很少。就更导致了他们认为工科课程学了也没用的想法，无法形成学生的“工程思维”模式。

2 培养工业设计学生“工程思维”的措施

2.1 课程体系改革

工业设计专业的课程结构大概可以分为：公共基础课类、设计基础课类、工科基础课类、专业实践课类。

工科类教师因为不懂艺术设计，所以在进行工科课程的教学中，大多是相对降低了该课程的难度，或者缩减了部分内容，整个教学过程都还是按照工科的方式去教学，理论性比较强，实践性比较弱，而且对计算分析的要求比较高，并没有考虑到工业设计专业学生的特殊性，而有意识的去培养一些相应的综合设计能力。

设计类教师因为不是很了解工科，所以教学内容都是偏向于外观的设计的，而忽略学生结构设计的部分。再加上学生对工科类课程学习不认真，所以学生就经常会设计出让人哭笑不得的产品。例如，本校曾有学生设计小型太阳能电动车，竟然没有给电动车设计转向系统，小车只能前行，无法转弯；有的学生设计蔬菜甩干机，以发条带动小齿轮再带动大齿轮传动，从机械的角度和齿轮传动的知识考虑根本不合理，无法实现甩干的目的。

因此，可以采用以下方法：

1）选用针对性的教材进行针对性的教学。例如基础力学和机械设计基础类课程，就有一本机械工业出版社出版的《工业设计机械基础》教材，其中包含力学基础和机械设计基础的内容，并且从产品的受力和产品内部结构的设计出发，涉及了日用品、家电，普通小型机械等结构的设计，既能增加学生对工科课程的兴趣，较一般的机械类课程的教材也能更浅显易懂、更贴近设计方向；

2）应该增加工科课程的课内实践教学，并适当的与设计课程相结合。比如我校工业设计专业的机械设计基础的课程设计，以往都是与机械类专业一样设计减速器，主要设计的是减速器的内部传动机构，对于工业设计专业的学生来说，既内容枯燥又计算困难。而要与设计课程结合的话，可以结合工业设计的特点，要求学生设计一些平时生活中常见的简单机械，比如电风扇或者小型手动装订机等，内部的机械结构设计部分比较简单，而且设计过程中还需要先对市场进行调研，然后再进行结构分析，还需要一定的传动机构设计，最后再让其做出可动结构模型。这样学生既可以运用自己学过的工科课程，难度也不是很大，还能亲自动手做出成品模型，尽可能的激发出学生的兴趣和积极性；

3）增加设计方向专业实践类课程的结构功能设计部分。这样学生不但要思考产品结构外形是否美观的问题，还需要考虑所设计作品是否能顺利可靠的运行，是否可以投入实际生产。

这些都需要授课教师本身的知识储备同时融合两学科的内容。

2.2 师资力量的“艺工合作”思想

对于工业设计专业来说，是需要考虑到美观、使用性能、使用寿命等多方面因素的协调，而不是仅为了体现设计师的个性。因此需要艺术设计类课程和工科课程相融合，才能设计出各方面都满意的产品。

之前也说到，工科类工业设计专业课程由两个完全不同的学科方向的教师承担，这就使得教师在教学过程中，着重点会有些偏差。而且，现有的工业设计专业毕业的教师，也大多都是按照工科课程加设计课程培养出来的，他们自身体现出的比较明显的特点，就是更偏外观设计，且工科知识不足。这样所带出来的学生也不能很好的把产品外形设计与结构、功能设计的融合。因此，解决两个专业在“工业设计”这个点的融合，摆脱两张皮的状况，现在尤显重要。

所以，教师团队就应该先完善自己的知识体系，这就要求工科类教师和设计类教师互相随堂听课学习，还可以两学科教师共同合作完成科研项目，尤其是校企合作的项目[5]。首先，这可以促进两学科的交流与融合，尽量缩小两个学科之间的差距；其次，两学科教师可以互相学习，取长补短，提高自己的教学水平和科研创新能力，对本学科科研和跨学科科研的研究都有帮助，尤其是校企合作项目，可以有效的增进教师对另一学科内容的理解与运用；然后，可以根据学生对另一学科的反映及时调整自己的课程教学，如果学生对工科课程感兴趣，可以在设计类课程中增强其结构设计的内容，如果学生对设计课程感兴趣，可以在工科课程的实践中增强其对外形设计的要求。

2.3 大学生创新项目

工业设计教育应该注重实践，重视学生的综合分析能力、创造性，培养学生解决实际问题的能力，可以组织学生经常参加一些科研项目，将自己设计出来的作品作为产品实际应用于生活中。结合教师的科研，申报大学生创新项目，对学生的创新能力、“工程思维”的培养，起着至关重要的作用。教师的科研，尤其是两学科教师合作的科研项目，能够有效的结合两个学科的特点，融会贯通，让学生在完成科研项目的过程中，更贴近实际产品的设计，而且能在设计过程中，更好的将结构设计和外形设计相结合，还能够让学生体会到亲自动手和团队合作的快乐。而且在指导大学生创新项目的同时，教师之间的合作也能够更好的发挥，对自身理论和实践的教学也有更好的提高，还能够及时发现学生知识贮备的不足之处，在授课过程中对其不足之处进行加强。

3 结论

综上所述，要培养学生的“工程”思维，需要考虑以下几点：

1）有针对性的教学，根据工科院校工业设计专业的专业特点，确定明确的培养目标，制定相应的教学计划和教学大纲，用适用于工科工业设计专业的教材进行教学，增加工科类实践课程和设计类实践课程教学的课时，并对两学科进行有机融合。

2）教师本身需要增强自己的知识储备，两学科教师在教学和科研上应该互相学习、共同合作、取长补短，尽量缩小两学科之间的差距，在教学上能够让学生体会到设计课程和工科课程的结合。

3）教师结合自身科研项目，带领学生参加大学生创新项目，在项目完成过程中，充分的理解工科与设计类课程的基本设计思路，切身体会并完成两学科的融合，设计出既满足外形设计，又满足使用要求的产品。

【参考文献】

[1]朱宏任.发展工业设计 实现工业强国梦——在工业设计高级研修班上的报告[R].设计，2015（02）：144-148.

[2]赵美岚.工程思维探析[D].南昌大学，2006.

[3]楼力律.工科类工业设计专业“基础力学”课程的地位和教学探索[J].课程教材改革，2012（28）：61-64.

[4]吴海红.工业设计专业工程基础类课程整合研究[D].南京艺术学院，2008.

[5]杜秋磊，程宪春.工科院校工业设计教学团队建设的思考[J].长春大学学报，2015（02）：123-136.

[责任编辑：杨玉洁]